Как много вы знаете о PEI GF? Давайте вместе подробно рассмотрим.

Ⅰ.Что такое PEI GF?

PEI GF, сокращение от полиэфиримида, армированного стекловолокном, представляет собой высокоэффективный конструкционный пластиковый композитный материал. В качестве матричной смолы используется полиэфиримид (PEI), армированный стекловолокном (GF, обычно 10–40%), и его формуют в листы или стержни. ПЭИ сам по себе представляет собой полукристаллический аморфный термопласт с превосходной термостойкостью, механическими свойствами и химической стойкостью. Добавление стекловолокна еще больше повышает его прочность, жесткость и стабильность размеров.

Лист стекловолокна AHD PEI

Ⅱ. Как он производится?

Листы и стержни PEI GF в основном производятся методом экструзии. Для изделий со специальными характеристиками или чрезвычайно высокими требованиями также можно использовать компрессионное формование.

Основной производственный процесс выглядит следующим образом:

Подготовка и смешивание сырья: Гранулы смолы PEI (обычно уже предварительно смешанные со стекловолокном, известные как гранулы PEI GF) тщательно сушат в печи. Поскольку ПЭИ поглощает влагу, необходима тщательная сушка для предотвращения гидролиза и разложения во время обработки.

Экструзия расплава: высушенные гранулы PEI GF подаются в бункер экструдера. Внутри экструдера материал нагревается и сдвигается, плавясь до вязкого жидкого состояния.

Формование и формование:

Производство листов: расплавленный материал экструдируется через плоскую матрицу, образуя листовой расплав. Затем расплав поступает в трехвалковый каландр с тщательно контролируемой температурой для каландрирования, охлаждения и формования, в результате чего получается лист одинаковой толщины.

Производство стержней: расплавленный материал экструдируется через круглую головку для формирования стержня. Затем стержень поступает в ванну для спекания с водяным или вакуумным охлаждением для охлаждения и придания формы, в результате чего получается стержень одинакового диаметра.

Вытягивание и резка: Профилированная пластина/стержень вытягивается тянущей машиной с постоянной скоростью и, наконец, разрезается на нужные длины с помощью режущего устройства.

Постобработка и контроль: продукт может подвергаться отжигу под напряжением для снижения внутренних напряжений. После тщательного контроля размеров и характеристик он упаковывается и хранится.

Ⅲ. Каковы его характеристики и преимущества?

Материал PEI GF сочетает в себе преимущества смолы PEI и стекловолокна, обеспечивая исключительные общие характеристики.

Особенность	Конкретная производительность	Преимущества
Механические свойства	Высокая прочность, высокая жесткость и высокая твердость. Добавление стекловолокна придает ему значительно более высокую прочность на изгиб и модуль упругости, чем неармированный PEI. Превосходное сопротивление ползучести минимизирует деформацию при длительных нагрузках.	Детали конструктивно прочнее, менее подвержены деформации и выдерживают высокие нагрузки.
Термостойкость	Высокий! Длительная рабочая температура может достигать 170–180 °C, а кратковременная термостойкость может превышать 200 °C. Температура теплового отклонения (HDT @ 1,8 МПа) может достигать более 200°C.	Он может работать в условиях высоких температур в течение длительного времени без размягчения, сохраняя стабильную производительность.
Огнестойкость	По своей сути огнестойкий! Он достигает рейтинга UL94 V-0 (самый высокий рейтинг огнестойкости) без добавления каких-либо антипиренов и выделяет очень мало дыма во время сгорания.	Он отвечает самым строгим требованиям пожарной безопасности и подходит для использования в критически важных с точки зрения безопасности приложениях, таких как аэрокосмическая промышленность, электротехника, электроника и т. д.
Стабильность размеров	Отличный! Низкий коэффициент линейного расширения и влагопоглощение минимизируют влияние температуры и влажности.	Это позволяет изготавливать высокоточные детали с минимальными отклонениями размеров из-за факторов окружающей среды, обеспечивая надежную сборку и функциональность.
Химическая стабильность	Устойчив к широкому спектру химикатов, включая разбавленные кислоты, слабые основания, углеводороды, сложные эфиры и галогенированные углеводороды. Однако он не устойчив к сильнополярным органическим растворителям (таким как кетоны и некоторые хлорированные растворители) и сильным основаниям.	Подходит для различных рабочих сред.
Электрическая изоляция	Отличные электрические свойства, в том числе высокая диэлектрическая прочность и низкий коэффициент рассеяния, стабильные характеристики в широком диапазоне температур и частот.	Это идеальный высокотемпературный изоляционный материал для электронных и электрических компонентов.
Технологичность и прочее	Хотя это термопласт, температура его обработки очень высока (приблизительно 350-400°С). Он самозатухающий и обладает хорошей износостойкостью.	Его можно обрабатывать термопластическими методами, такими как литье под давлением и экструзия, но требуется специализированное высокотемпературное оборудование.

IV. Где он будет использоваться?

Благодаря своим исключительным характеристикам листы и стержни PEI GF в основном используются в высокотехнологичных отраслях промышленности с высокими требованиями к производительности.

Аэрокосмическая промышленность:

Области применения: Производство внутренних кронштейнов, опор, крышек, разъемов и т. д. самолетов. Его высокая прочность, легкий вес (по сравнению с металлом), отличная огнестойкость и малодымность соответствуют строгим стандартам авиационной промышленности.

Электронная и электротехническая/полупроводниковая промышленность:

Приложения:

Обработка пластин: используется при производстве держателей пластин, приспособлений, кронштейнов и других компонентов, требующих чрезвычайно высокой чистоты, низкого содержания экстрагируемых веществ, устойчивости к высоким температурам и стабильности размеров.

Компоненты высокотемпературной изоляции: такие как корпуса автоматических выключателей, бобины катушек, клеммные колодки и опорные пластины для печатных плат.

Пайка SMT: используется при производстве держателей и лотков для пайки оплавлением и волновой пайкой, поскольку выдерживает кратковременные температуры, превышающие 260°C.

Автомобильная промышленность:

Области применения: Производство периферийных компонентов двигателей, корпусов датчиков, деталей трансмиссии и других компонентов, требующих устойчивости к высокотемпературным маслам и длительному тепловому старению.

Медицинские приборы:

Применение: Используется при производстве корпусов хирургических инструментов, лотков и деталей эндоскопов, которые требуют многократной стерилизации высокотемпературным паром или оксидом этилена. PEI по своей сути соответствует требованиям биосовместимости (определенные сорта).

Промышленное применение:

Применение: Используется при производстве высокоточных зубчатых передач, подшипников, уплотнений, деталей клапанов, лопаток компрессоров и других деталей, работающих в высокотемпературных безмасляных средах.

В. Использование

Применение листов и стержней PEI GF в основном делится на две категории: обработка и формование, а также прямое применение.

1. Обработка (изготовление окончательных деталей)

Механическая обработка: возможны точение, фрезерование, сверление, нарезание резьбы и другие процессы. Твердосплавные инструменты (например, инструменты из карбида вольфрама) следует использовать для предотвращения быстрого износа инструментов из быстрорежущей стали. Рекомендуемые параметры резания: 500-1500 об/мин, скорость подачи 0,05-0,2 мм/мин. Охлаждение можно обеспечить сжатым воздухом или небольшим количеством водорастворимой смазочно-охлаждающей жидкости (для предотвращения поглощения влаги).

Соединения: винтовые соединения (рекомендуется предварительное сверление во избежание растрескивания под напряжением), лазерная сварка (требуется специальное оборудование и подходит для прецизионных компонентов) и структурное клеевое соединение (например, эпоксидный клей, который требует обработки поверхности для улучшения адгезии).

2. Прямые заявки

Непосредственное использование в структурных компонентах, таких как опорные рамы для салонов самолетов и основания корпусов для автомобильных датчиков, позволяет использовать его высокую прочность и термостойкость для замены металла или традиционных пластиков.

VI. Ключевые моменты и меры предосторожности

При обработке и использовании материала PEI GF необходимо соблюдать следующие правила: невыполнение этого требования может легко привести к выходу детали из строя.

1. Ключевые моменты обработки:

Инструменты: необходимо использовать острые твердосплавные или алмазные инструменты. Тупые инструменты могут вызвать разрывы, сколы и чрезмерный нагрев.

Охлаждение: Настоятельно рекомендуется охлаждение сжатым воздухом или масляным туманом. Избегайте использования охлаждающих жидкостей на водной основе, поскольку PEI поглощает влагу, что может повлиять на последующую производительность или вызвать растрескивание из-за внезапного нагрева и охлаждения во время обработки.

Параметры: Используйте высокую скорость, легкую подачу инструмента и стратегию быстрой подачи. Это помогает рассеивать тепло и достигать гладкой обработанной поверхности.

Удаление стружки: стружка стекловолокна вызывает раздражение, поэтому во время обработки необходимо хорошее оборудование для удаления выхлопных газов и пыли. Операторы должны носить защитные маски и очки.

2. Гигроскопичность и предварительная обработка:

Материал PEI GF впитывает влагу из воздуха. Если деталь будет использоваться в условиях повышенной влажности или высоких температур или требует вторичной высокотемпературной обработки (например, горячей гибки или склеивания), перед обработкой заготовку необходимо высушить. Типичные условия сушки: 150°C в течение 2-4 часов.

3. Внутренний стресс:

Во время обработки тепло резки может вызвать внутреннее напряжение внутри детали. Для критических деталей, требующих высокой стабильности размеров и трещиностойкости, можно рассмотреть возможность отжига. Это включает в себя обжиг детали при температуре на 10-20°C ниже ее температуры теплового отклонения (например, 180-190°C) в течение определенного периода времени с последующим медленным охлаждением до комнатной температуры.

4. Склеивание:

Материалы PEI GF можно склеивать с помощью специализированных высокотемпературных клеев на основе эпоксидной смолы или цианакрилата (быстросохнущие клеи). Перед склеиванием поверхность необходимо очистить (например, спиртом) и при необходимости придать шероховатость для повышения прочности склеивания.

5. Предупреждение о безопасности:

Технологическая пыль: Пыль стекловолокна раздражает дыхательную систему и кожу человека. Обеспечьте надлежащее защитное оборудование. Ожоги от высокой температуры. Детали, обработанные на станке или извлеченные из печи, могут быть очень горячими, и с ними необходимо обращаться осторожно.

Листы и стержни PEI GF являются типичным примером высокоэффективных инженерных пластиков. Армирование стекловолокном преодолевает недостатки прочности чистого PEI, сохраняя при этом его преимущества, такие как тепловая и химическая стойкость. Они широко используются в высокотехнологичном производстве. При их использовании следует уделять внимание температуре обработки, процессу сушки и конструкции конструкции, чтобы максимизировать эксплуатационные характеристики материала.

Лист PEI, стержень PEI и лист PEI GF