MATERIALES DE ALTA PERFORMANCE (HPM)

Estos materiales se hallan en la frontera del desarrollo tecnológico. Son plásticos de ingeniería de muy altas prestaciones, capaces de reemplazar con éxito a todos los metales; utilizados incluso en las naves espaciales por sus sobresalientes propiedades.

Esta línea de productos no se producen aún en la Argentina y por la especificidad de sus aplicaciones se importan en forma puntual.

Si bien sus costos son elevados a primera vista, permiten solucionar problemas técnicos que terminan abaratando el costo final.

GENERAL AISLANTE S.A.C.I. fue el introductor en Argentina de esta gama de productos en el año 1993.

Son ellos:

Tabla de Propiedades

PEEK (Polietereterquetono)

Se obtienen de la transformación de una resina de polietereterquetono no reforzada.
Poseen:

Alta resistencia mecánica, rigidez y dureza
Muy alta temperatura de servicio máxima admisible: 250 a 310°C
Resistencia sobresaliente a la corrosión química y a la hidrólisis
Buena resistencia a la fluencia, incluso bajo elevadas temperaturas
Alta tenacidad
Muy buena resistencia al desgaste dentro de un campo de condiciones extenso
Muy buena estabilidad dimensional
Resistencia intrínseca a la llama y muy bajo nivel de humo durante la combustión
Buenas propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico
Resistencia excepcional a los rayos de alta energía

El perfil de características del PEEK hace de él un material idóneo para las aplicaciones donde se requieren altas prestaciones bajo condiciones extremas de temperatura, de agresividad química,de alta energía radiante, etc.. Consecuentemente, encuentra sus aplicaciones en todas las industrias, desde la tradicional hasta el sector High-Tech en la industria aeroespacial, nuclear, química, automóvil y eléctrica.

La carga de grafito y fibras de carbón, le dan al PEEK como resultado un producto con una resistencia mecánica muy elevada, bajo coeficiente de fricción y resistencia al desgaste muy mejorada, haciéndolo adecuado para aplicaciones en casquillos y mecanismos de rodadura.

Cuando en cambio se adiciona al PEEK un 30% de fibra de vidrio o un 30% de fibra de carbón, se adiciona mayor rigidez y resistencia mecánica. En especial, mejor resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas. Aplicaciones para estos productos con carga de vidrio o de carbón son los casos donde existen grandes cargas estáticas de larga duración y a muy alta temperatura.

Además la carga de carbón ofrece una excelente resistencia al desgaste.

Vienen en forma de barras redondas y placas , de color natural (gris pardusco) y negro.


PPS – SULFURO DE POLIFENILO

Este material es un sulfuro de polifenilo reforzado que incorpora un lubricante sólido uniformemente mezclado y que ofrece una valiosa combinación de propiedades destacando: la resistencia al desgaste, la capacidad de carga y la estabilidad dimensional, incluso expuesto a entornos químicos y altas temperaturas.

Se recomienda cuando a la vez se requiera muy buena estabilidad térmica, poca fluencia, resistencia al desgaste y a los productos químicos agresivos; en otras palabras, donde muchos otros plásticos de ingeniería como PA6, acetal, Poliester termoplástico, PEI y PSU fracasan pronto. También puede utilizarse como una muy buena alternativa más económica al PEEK y al PI para aplicaciones High-Tech menos exigentes.

Características:

Elevada resistencia mecánica, rigidez y dureza
Muy alta temperatura de servicio máxima admisible: 220 a 260°C
Resistencia sobresaliente al desgaste incluso a altas temperaturas
Bajo coeficiente de fricción
Excelente resistencia química y a la hidrólisis
Muy buena resistencia a la fluencia
Muy buena estabilidad dimensional
Resistencia intrínseca a la llama
Buenas propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico
Muy buena resistencia  a los rayos de alta energía

Se fabrica en barras redondas, placas y tubos, de color azul oscuro


PEI (Polieteremida) y PSU (Polisulfona)

Estos termoplásticos sin refuerzo tienen muchas características en común y ofrecen una combinación de propiedades excelentes:

Alta resistencia mecánica, rigidez y dureza
Muy alta temperatura de servicio máxima admisible: 150 a 220°C
Resistencia excelente  a la hidrólisis (adaptado para esterilización al vapor)
Muy buena mantenimiento de la resistencia a la fluencia y de la rigidez en un campo más  ancho de temperaturas
Alta tenacidad, también a bajas temperaturas
Muy buena estabilidad dimensional
Inercia fisiológica (alimentaridad)
Translúcido (cualidad no-óptico)
Buenas propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico
Muy Buena resistencia  a los rayos de alta energía

La relación precio/prestaciones de estos materiales los sitúa entre los termoplásticos convencionales y los materiales de alta tecnología como el PEEK.

El PEI es translúcido y de un tono caramelo y soporta temperatura de servicio máximo en continua de 170°C y de 210°C en períodos cortos, mientras que el PSU es translúcido y de un tono amarillo, y soporta en continuo 150°C y por puntas 180°C.

Se fabrican en barras redondas y en placas.


PVDF Polifluoruro de vinilideno

Es un fluorpolimero altamente cristalino no reforzado, que combina buenas propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas con una excelente resistencia química. Sus propiedades hacen de él un producto muy versátil, apropiado además para la fabricación de componentes en la industria petroquímica, química, farmacéutica, alimentaria, papelera, textil y nuclear.
Posee:

Buena resistencia mecánica, rigidez y resistencia a la fluencia (mejor que otros fluorpolímeros)
Alta temperatura de servicio máxima admisible: 150°C
Excelente resistencia   química y a la hidrólisis
Buenas propiedades de deslizamiento
Alta tenacidad, también a bajas temperaturas
Buena resistencia al desgaste
Muy buena estabilidad dimensional
Resistencia intrínseca a la llama
Buenas propiedades  de aislamiento eléctrico
Buenas propiedades  de aislamiento eléctrico
Muy buena resistencia a los rayos de alta energía (mejor que otros fluorpolímeros)
Inercia fisiológica (alimentaridad)

De color blanco, se fabrica en barras redondas, placas y tubos.


POLIIMIDA (PI)  -VESPEL®

Este producto es fabricado a partir de resina poliimida de Du Pont. Constituye un conjunto de materiales de altas prestaciones con características excepcionales.

Disponibles en 5 composiciones diferentes, ofrecen una combinación de propiedades que no tiene ningún otro material:

Alta resistencia mecánica, rigidez y dureza, manteniéndolas en un campo más ancho de temperaturas
Muy alta temperatura de servicio máxima admisible: 260 a 480°C
Muy buena resistencia a la fluencia
Buenas propiedades de deslizamiento
Excelente resistencia al desgaste
Muy buena estabilidad dimensional
Resistencia intrínseca a la llama
Buenas propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico (sólo para el SP-1)
Resistencia excepcional a los rayos de alta energía

Por todo esto, es muy solicitado para aplicaciones con grandes exigencias en los campos de la industria aeroespacial, aeronáutica, automóvil, militar, electrónica, nuclear y semiconductora.

Variedades:

SP-1: (marrón) se trata de un tipo sin carga alguna que ofrece un máximo de propiedades físicas y el mejor aislamiento eléctrico y térmico.

SP-21: (gris-negro) este tipo contiene un 15% de grafito, que le confiere una reducción del desgastey del coeficiente de deslizamiento.
SP-211: (gris-negro) adicionado con 15% de grafito y 10% de POLITRAFLUORETILENO  (P.T.F.E.) para tener el coeficiente de fricciónmás bajo dentro de un abanico de condiciones de trabajo, así como la más baja tasa de desgastehasta 150°C.
SP-22: (gris-negro) este tipo con un 40% de grafito tiene el mismo comportamiento al desgaste y a lafricción que el SP-21 combinado con una mejor estabilidad dimensional ( el más bajo coeficiente dedilatación térmica de la serie)
SP-3: (gris-negro) con una carga de 15% de bisulfuro de molibdeno, asegura la lubricación de juntas y cojinetes en medios secos o en vacío.

Se fabrican en barras redondas, placas y tubos

PROPIEDADES    

                              

Ensayo
Método
Unidades
Valores PEEK
Valores PPS
Valores PEI
Valores PSU
Valores PVDF
Valores Vespel
SP-1
Densidad DIN 53479 g/cm2 1,31 1,43 1,27 1,24 1,79 1,24
Absorción de humedad:
-50% HR-23°C hasta equilibrio
-en agua a 23°C a saturación
 
%
%

0,20
0,45

0,03
0,09

0,75
1,35

0,40
0,85

0,05
0,05

1,0-1,03
-
Ensayo de tracción
Esfuerzo de tracción para fluencia/en la ruptura DIN 53455 N/mm2 110/- -/75 105/- 80/- 50/- -
Módulo de elasticidad DIN 53457 N/mm2 4200 4400 3000 2500 2100 3100
Alargamiento a la ruptura DIN 53455 % 20 5 10 10 >20 7,5
Resistencia al impacto-CHARPY DIN 53453 Kj/m2
sin ruptura
15 s.r s.r s.r s.r
Dureza a la bola H 358/30 DIN 53456 N/mm2 38 50        
Dureza Rockwell ASTM D785   M105 M84 M114 M91 M75 M92-102
Punto de fusión   °C 340 280 - -175 - -
Conductividad térmica a 23°C DIN 52612 W/km 0,25 0,30 0,22 0,26 0,19 0,35
Coeficiente de dilatación lineal térmica entre :23° y 100°C     50x10-6 50x10-6 45x10-6 60x 10-6 130x10-6  
Temperaturas máximas de utilización admisibles:
en el aire, por puntas
en le aire , en contínuo 2000 hrs.
en frio
  °C
°C
°C

310
250
-60

260
220
-20

210
170
-50

180
150
-50

160
150
-50

480
245
-273
Resistencia a la llama-según ASTM ASTM D 2863 % 35 47 47 30 44 53
Rigidez dieléctrica DIN 53481 kV/mm 24 24 27 30 18 22
Constante dieléctrica a 50Hz DIN 53483 kv/mm 3,2 3,3 3 3 7,4  
Resistividad transversal DIN 53482 Ohm cm 1016 1015 1016 1017 1015 1015