Vespel - Vespel


Struktur av en Vespel- polymer

Vespel är varumärket för en rad hållbara högpresterande polyimid -baserade plaster som tillverkas av DuPont . Den som visas i strukturen till höger var den första som kommersialiserades.

Egenskaper och applikationer

Vespel används mest inom flyg- , halvledar- och transportteknik. Den kombinerar värmebeständighet, smörjförmåga, dimensionell stabilitet, kemisk beständighet och krypbeständighet och kan användas under fientliga och extrema miljöförhållanden.

Till skillnad från de flesta plaster producerar den inte signifikant avgasning även vid höga temperaturer, vilket gör den användbar för lätta värmeskydd och degelstöd . Det fungerar också bra i vakuumapplikationer , ner till extremt låga kryogentemperaturer . Vespel tenderar dock att absorbera en liten mängd vatten, vilket resulterar i längre pumptid medan den placeras i vakuum.

Även om det finns polymerer som överträffar polyimid i var och en av dessa egenskaper, är kombinationen av dem den största fördelen med Vespel.

Termofysiska egenskaper

Vespel används vanligen som en värmeledningsförmåga referensmaterial för att testa termiska isolatorer , på grund av hög reproducerbarhet och konsekvens av dess termofysikaliska egenskaper . Till exempel tål den upprepad uppvärmning upp till 300 ° C utan att ändra dess termiska och mekaniska egenskaper. Omfattande tabeller över uppmätt termisk diffusivitet , specifik värmekapacitet och härledd densitet , alla som temperaturfunktioner , har publicerats.

Magnetiska egenskaper

Vespel används i högupplösta sonder för NMR-spektroskopi eftersom dess magnetiska känslighet (−9,02 ± 0,25 × 10 −6 för Vespel SP-1 vid 21,8 ° C) är nära den för vatten vid rumstemperatur (−9,03 × 10 - 6 vid 20 ° C) Negativa värden indikerar att båda ämnena är diamagnetiska . Om volymmagnetiska känsligheter för material som omger NMR-prov anpassas till lösningsmedlets volym kan minska känslighetsbredning av magnetiska resonansledningar.

Bearbetning för tillverkningstillämpningar

Vespel kan bearbetas genom direktformning (DF) och isostatisk formning (grundformer - plattor, stavar och rör). För prototypmängder används vanligtvis grundformer för kostnadseffektivitet eftersom verktyg är ganska dyra för DF-delar. För storskalig CNC- produktion används ofta DF-delar för att minska kostnader per del, på bekostnad av materialegenskaper som är sämre än de för isostatiskt producerade grundformer.

Typer

För olika applikationer blandas / blandas speciella formuleringar. Former framställs med tre standardprocesser: 1) kompressionsgjutning (för plattor och ringar); 2) isostatisk gjutning (för stavar); och 3) direktformning (för små delar tillverkade i stora volymer). Direktformade delar har lägre prestandaegenskaper än delar som har bearbetats från kompressionsgjutna eller isostatiska former. Isostatiska former har isotropa fysikaliska egenskaper, medan direktformade och kompressionsformade former uppvisar anisotropa fysikaliska egenskaper.

Några exempel på standardpolyimidföreningar är:

SP-1 jungfru polyimid
ger driftstemperaturer från kryogen till 300 ° C (570 ° F), hög plasmamotstånd , samt en UL-klassning för minimal elektrisk och värmeledningsförmåga. Detta är det ofyllda baspolyimidhartset. Det ger också hög fysisk styrka och maximal töjning, och de bästa värdena för elektrisk och värmeisolering. Exempel: Vespel SP-1.
15 viktprocent grafit - SP-21
läggs till bashartset för ökad slitstyrka och minskad friktion i applikationer som glidlager , tryckbrickor, tätningsringar , glidblock och andra slitageapplikationer. Denna förening har de bästa mekaniska egenskaperna hos grafitfyllda kvaliteter, men lägre än jungfrugraden. Exempel: Vespel SP-21 .
40 viktprocent grafit - SP-22
för förbättrad slitstyrka, lägre friktion, förbättrad dimensionstabilitet (låg värmeutvidgningskoefficient ) och stabilitet mot oxidation . Exempel: Vespel SP-22 .
10% PTFE och 15 vikt% grafit - SP-211
läggs till bashartset för den lägsta friktionskoefficienten under ett brett spektrum av driftsförhållanden. Den har också utmärkt slitstyrka upp till 149 ° C (300 ° F). Typiska tillämpningar inkluderar glidande eller linjära lager samt många slitage- och friktionsanvändningar som anges ovan. Exempel: Vespel SP-211 .
15% moly-fylld (molybdendisulfid fast smörjmedel) - SP-3
för slitage och friktionsmotstånd i vakuum och andra fuktfria miljöer där grafit faktiskt blir slipande. Typiska tillämpningar inkluderar tätningar, glidlager, kugghjul och andra slitytor i yttre rymden, applikationer med ultrahögt vakuum eller torrgas. Exempel: Vespel SP-3 .

Data om materialegenskaper

Materialegenskaper hos Vespel (producerad av isostatisk gjutning + bearbetning)
Fast egendom Enheter Testförhållande SP-1 SP-21 SP-22 SP-211 SP-3
Fyllnadsmaterial ofyllda 15% grafit 40% grafit 10% PTFE, 15% grafit 15% molybdendisulfid
Specifik gravitation dimensionslös 1,43 1,51 1,65 1,55 1,60
värmeutvidgningskoefficient 10 −6 / K 211–296 K 45 34 27
296–573 K 54 49 38 54 52
värmeledningsförmåga W / mK vid 313 K 0,35 0,87 1,73 0,76 0,47
volym resistivitet Ω m vid 296 K 10 14 –10 15 10 12 –10 13
dielektrisk konstant dimensionslös vid 100 Hz 3,62 13.53
vid 10 kHz 3,64 13.28
vid 1 MHz 3.55 13.41

Referenser