¿Qué es Ultem 4001 PEI?
Ultem 4001 PEI está formulado con PTFE como lubricante interno. Ofrece a los ingenieros y diseñadores el alto rendimiento inherente al polímero de polieterimida junto con una resistencia al desgaste significativamente mayor.
Como todas las calidades Ultem, Ultem 4001 es un termoplástico amorfo de altas prestaciones procesable por fusión. La formulación de la resina es opaca. Los colores estándar son el negro y el marrón claro natural, y hay colores personalizados disponibles. Cumple la directiva RoHS.
Todos los grados de Ultem, incluido el Ultem 4001, ofrecen una alta resistencia estructural y resistencia a la fluencia bajo carga a temperaturas elevadas. Poseen las clasificaciones de inflamabilidad UL 94 V0 y 94 5VA, resisten una amplia gama de productos químicos y presentan una buena tenacidad al impacto. También hay disponibles grados de PEI Ultem reforzado con fibra, como Ultem 2300, disponible en Drake en forma de Seamless Tube®.
Químicamente, el PEI es una polieterimida. Pertenece a la familia de polímeros de poliimida que incluye Torlon PAI (poliamida-imida) y Vespel PI (poliimida). Estas imidas de mayor rendimiento tienen mayor resistencia y rigidez a temperaturas más altas, y son intrínsecamente resistentes al desgaste, mientras que Ultem 4001 PEI lo consigue con PTFE integrado en su formulación.
¿Qué productos ofrece Drake en Ultem 4001?
Drake convierte la resina Ultem 4001 en formas semiacabadas mediante extrusión por fusión, y ofrece una amplia gama de tamaños y configuraciones. A continuación, los productos de varilla y placa extruidas se mecanizan en componentes de precisión que sirven para diversas aplicaciones. Con sus versátiles capacidades de fabricación basadas en una única ubicación, Drake también ofrece la posibilidad de pasar de prototipos de precisión a piezas de producción fabricadas mediante mecanizado o moldeo por inyección.
¿Cómo se comparan las propiedades de Ultem 4001 con las de Ultem 1000?
El contenido de PTFE de la formulación de Ultem 4001 PEI añade resistencia a los rodamientos y al desgaste al alto rendimiento inherente de Ultem PEI. Este lubricante interno sólo tiene un efecto menor en los demás atributos del polímero, incluidas sus propiedades mecánicas y su resistencia al calor, como muestra la comparación con el Ultem 1000 sin relleno estándar de la Tabla 1 .
Cuadro 1. Comparación de propiedades:
PEI Ultem 1000 estándar frente a PEI Ultem 4001 resistente al desgaste
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Propiedad
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Método de ensayo
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Unidades
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Ultem 1000
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Ultem 4001
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| Peso específico | ASTM D 792 | g/cc | 1.27 | 1.33 |
| Dureza | ASTM D 785 | Rockwell M | 109 | 110 |
| Resistencia a la tracción @ límite elástico | ASTM D 638 |
MPa |
110 |
103 |
| Alargamiento a la rotura | ASTM D 638 | % | 60 | 40 |
| Módulo de flexión | ASTM D 790 |
MPa |
3510 |
3400 |
| Resistencia a la flexión | ASTM D 790 | MPa ksi |
165 23,900 |
151 21,900 |
| Impacto Izod, entallado | ASTM D 256 | J/cm ft-lb/in |
0.530 0.993 |
1.17 2.19 |
| Temperatura de deflexión térmica @ 1,8MPa | ASTM D 648 | oC oF |
201 394 |
200 392 |
| Temp. de transición vítrea (Tg) | oC oF |
217 423 |
217 423 |
|
| Abrasión Taber | ASTM D 1044 | mg de pérdida /1000 ciclos | 10.0 | 2.0 |
| Factor K xE-10, PV=2000 | Método de ensayo del proveedor de resina (Sabic) | psi-fpm vs acero | NA | 72 |
| Factor K xE-10, PV=2000 | Método de ensayo del proveedor de resina (Sabic) | psi-fpm vs auto | NA | 27 |
| Coeficiente de fricción sobre acero, cinético | ASTM D 1894 | 0.42 | 0.25 | |
| Inflamabilidad | UL94 | 94V0 > 0,75 mm 5VA > 3,0 mm |
94V0 > 0,38 mm 5VA > 1,5 mm |
|
| Índice de oxígeno | ISO 4589 | % | 47 | 48 |
Nota: Datos basados en métodos de ensayo estándar de la industria o ensayos desarrollados por el proveedor de la resina, y pensados únicamente como comparación general. Las aplicaciones deben ensayarse en condiciones reales de uso final para validar el rendimiento de los componentes fabricados con cualquier material plástico.
La gran resistencia al desgaste del Ultem 4001 es su principal ventaja sobre el Ultem 1000.
Las aplicaciones de alta temperatura en las que un componente está en contacto consigo mismo o con metales sometidos a cargas dinámicas pueden beneficiarse de la resistencia al rodamiento y al desgaste de Ultem 4001.
No se dispone de datos de desgaste (factor K) para Ultem 1000 para una comparación directa. Sin embargo, los valores de abrasión Taber muestran una mejora significativa del rendimiento con Ultem 4001, al igual que los datos del coeficiente de fricción.
Nota de ingeniería:
Ultem 4001 tiene una temperatura de transición vítrea superior a la del PEEK.
El punto de reblandecimiento o temperatura de transición del vidrio (Tg) del Ultem 4001 es de 217oC, casi 70oC más que la Tg del PEEK a 150oC. Sus propiedades térmicas, incluida su Tg 217C, junto con su resistencia al desgaste, pueden hacer del Ultem 4001 un candidato para aplicaciones de soporte de cargas dinámicas en las que el PEEK puede quedarse corto en rendimiento térmico, y en las que la exposición química es compatible con el polímero PEI.
La rigidez de Ultem 4001 es superior a la de la mayoría de los plásticos amorfos.
Entre los termoplásticos amorfos, el módulo de flexión del PEI Ultem no reforzado es excepcional. Además, el lubricante interno del Ultem 4001 PEI sólo tiene un efecto insignificante sobre esta propiedad, como muestra la Tabla 1. Estas propiedades son significativamente superiores a las de otros plásticos amorfos de alto rendimiento, como el PSU y el PPSU, y se comparan favorablemente con la rigidez del PEEK no reforzado a 3500 MPa.
Ultem 4001 está clasificado UL 94V0 y 5VA en resistencia a la inflamabilidad.
Al igual que otros grados de PEI, Ultem 4001 es intrínsecamente ignífugo y no necesita aditivos ignífugos para alcanzar sus clasificaciones UL 94V0 y 5VA. También tiene un índice de oxígeno o LOI del 48%.
La resistencia química supera la de la mayoría de los termoplásticos amorfos.
El polímero PEI resiste una gama mucho mayor de productos químicos que otros termoplásticos amorfos. Ultem 4001 PEI no es una excepción. De hecho, el aditivo PTFE mejora la resistencia química inherente del Ultem PEI. Funciona bien en la mayoría de los fluidos comerciales de automoción y aviación, hidrocarburos totalmente halogenados, alcoholes y soluciones acuosas débiles. Sin embargo, su resistencia química es más limitada que la del PEEK y otros materiales semicristalinos, y no debe utilizarse en componentes expuestos a ambientes fuertemente alcalinos o a hidrocarburos parcialmente halogenados.
Como ocurre con cualquier material, los componentes fabricados con Ultem 4001 que sufren una exposición química prolongada deben evaluarse en condiciones reales de uso para validar su rendimiento.
¿Cuáles son las otras propiedades significativas de Ultem 4001?
Entre las propiedades típicas de los grados de Ultem PEI, incluido Ultem 4001, se incluyen:
- Excelente rigidez dieléctrica
- Durabilidad y ligereza
- Propiedades eléctricas estables
- Gran estabilidad dimensional
- Baja absorción de agua
- Sin aditivos retardantes de llama halogenados
¿Qué tipos de aplicaciones se beneficiarían de Ultem 4001?
Su alta resistencia estructural, sus índices de inflamabilidad y sus propiedades térmicas sitúan al Ultem 4001 como candidato para componentes de cojinetes y de desgaste que requieren resistencia a la fluencia en un amplio rango de temperaturas. En entornos químicos compatibles, Ultem 4001 también puede servir como mejora de PEEK en una aplicación que requiera una mayor resistencia a la temperatura. Las aplicaciones funcionales que sirven a diversas industrias incluyen:
- Almohadillas de desgaste y otros componentes de la superficie de deslizamiento
- Rodillos y casquillos en equipos eléctricos
- Aplicaciones robóticas a alta temperatura
- Componentes dinámicos de carga en equipos de diagnóstico médico
- Componentes del equipo de dosificación de líquidos
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