Was ist Ultem 4001 PEI?
Ultem 4001 PEI ist mit PTFE als internes Schmiermittel formuliert. Es bietet Ingenieuren und Designern die hohe Leistung des Polyetherimid-Polymers in Verbindung mit einer deutlich höheren Verschleißfestigkeit.
Wie alle Ultem-Typen ist auch Ultem 4001 ein schmelzverarbeitbarer amorpher Hochleistungsthermoplast. Die Formulierung der Kunststoffe ist undurchsichtig. Standardfarben sind Schwarz und natürliches Hellbraun, aber auch individuelle Farben sind möglich. Es ist RoHS-konform.
Alle Ultem-Sorten, einschließlich Ultem 4001, bieten eine hohe strukturelle Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Kriechen unter Belastung bei erhöhten Temperaturen. Sie sind nach UL 94 V0 und 94 5VA entflammbar, widerstehen einer breiten Palette von Chemikalien und weisen eine gute Schlagzähigkeit auf. Faserverstärkte Ultem PEI-Typen wie Ultem 2300, die von Drake in Form von Seamless Tube® angeboten werden, sind ebenfalls erhältlich.
Chemisch gesehen handelt es sich bei PEI um ein Polyetherimid. Es gehört zur Familie der Polyimidpolymere, zu der auch Torlon PAI (Polyamid-Imid) und Vespel PI (Polyimid) gehören. Diese leistungsfähigeren Imide haben eine höhere Festigkeit und Steifigkeit bei höheren Temperaturen und sind von Natur aus verschleißfest, während Ultem 4001 PEI diese Eigenschaften durch die Integration von PTFE in seine Formulierung erreicht.
Welche Produkte bietet Drake in Ultem 4001 an?
Drake verarbeitet den Kunststoff Ultem 4001 durch Schmelzextrusion zu halbfertigen Formen und bietet eine Reihe von Abmessungen und Konfigurationen an. Die stranggepressten Stangen und Platten werden dann zu Präzisionsbauteilen verarbeitet, die für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Mit seinen vielseitigen Fertigungsmöglichkeiten an einem Standort bietet Drake auch die Möglichkeit, von Präzisionsprototypen zu Produktionsteilen überzugehen, die durch Zerspanung oder Spritzgießen hergestellt werden.
Wie sind die Eigenschaften von Ultem 4001 im Vergleich zu Ultem 1000?
Der PTFE-Gehalt in der Ultem 4001 PEI-Formulierung ergänzt die hohe Leistungsfähigkeit von Ultem PEI um Lager- und Verschleißfestigkeit. Dieses interne Schmiermittel hat nur einen geringen Einfluss auf die anderen Eigenschaften des Polymers, einschließlich seiner mechanischen Eigenschaften und seiner Hitzebeständigkeit, wie der Vergleich mit ungefülltem Ultem 1000 in Tabelle 1 zeigt.
Tabelle 1. Eigenschaften im Vergleich:
Standard Ultem 1000 PEI vs. verschleißfestes Ultem 4001 PEI
| Eigenschaft | Test Methode | Einheiten | Ultem 1000 | Ultem 4001 |
| Spezifische Schwerkraft | ASTM D 792 | g/cc | 1.27 | 1.33 |
| Härte | ASTM D 785 | Rockwell M | 109 | 110 |
| Zugfestigkeit @ Streckung | ASTM D 638 | MPa psi |
110 16.000 |
103 14.900 |
| Dehnung @ Bruch | ASTM D 638 | % | 60 | 40 |
| Biegemodul | ASTM D 790 | MPa ksi |
3510 509 |
3400 493 |
| Biege-Streckgrenze | ASTM D 790 | MPa ksi |
165 23.900 |
151 21.900 |
| Izodschlag, gekerbt | ASTM D 256 | J/cm ft-lb/in |
0.530 0.993 |
1.17 2.19 |
| Wärmeformbeständigkeit @ 1.8MPa | ASTM D 648 | °C °F |
201 394 |
200 392 |
| Glasübergangstemperatur. (Tg) | °C °F |
217 423 |
217 423 |
|
| Taber Abrieb | ASTM D 1044 | mg Verlust /1000 Zyklen | 10.0 | 2.0 |
| K-Faktor xE-10, PV=2000 | Kunststoffe Lieferant (Sabic) Testmethode | psi-fpm gegen Stahl | NA | 72 |
| K-Faktor xE-10, PV=2000 | Kunststoffe Lieferant (Sabic) Testmethode | psi-fpm gegen sich selbst | NA | 27 |
| Reibungskoeffizient auf Stahl, kinetisch | ASTM D 1894 | 0.42 | 0.25 | |
| Entflammbarkeit | UL94 | 94V0 ≥ 0.75mm 5VA ≥ 3.0mm |
94V0 ≥ 0.38mm 5VA ≥ 1.5mm |
|
| Sauerstoff-Index | ISO 4589 | % | 47 | 48 |
Notiz: Die Daten basieren auf branchenüblichen Testmethoden oder auf Tests, die vom Lieferanten der Kunststoffe entwickelt wurden, und sind nur für einen allgemeinen Vergleich gedacht. Die Anwendungen müssen unter realen Endbedingungen getestet werden, um die Leistung von Komponenten aus Kunststoffen zu überprüfen..
Die hohe Verschleißfestigkeit von Ultem 4001 ist sein größter Vorteil gegenüber Ultem 1000.
Hochtemperaturanwendungen, bei denen ein Bauteil unter dynamischer Belastung mit sich selbst oder mit Metallen in Kontakt kommt, können von der Lager- und Verschleißfestigkeit von Ultem 4001 profitieren.
Für Ultem 1000 sind keine Verschleißdaten (K-Faktor) für einen direkten Vergleich verfügbar. Die Werte für den Taber-Abrieb zeigen jedoch eine deutliche Leistungsverbesserung mit Ultem 4001, ebenso wie die Daten zum Reibungskoeffizienten.
Technische Anmerkung:
Aufgrund der vielen Variablen, die bei Lager- und Verschleißanwendungen eine Rolle spielen, ist es unpraktisch, sich auf einen einzigen Datenpunkt für den K-Faktor oder andere Eigenschaften zu verlassen, um die Leistung einer Komponente zu bestimmen. Daher müssen die Teile unter realen Betriebsbedingungen getestet werden, um ihre Zuverlässigkeit im Einsatz zu überprüfen. Drake kann bei der Herstellung von Prototypen aus Ultem 4001 zu Testzwecken behilflich sein und mit den Kunden an den für ein bestimmtes Teil erforderlichen Designänderungen arbeiten..
Ultem 4001 hat eine höhere Glasübergangstemperatur als PEEK.
Der Erweichungspunkt oder die Glasübergangstemperatur (Tg) von Ultem 4001 liegt bei 217oC und damit fast 70oC höher als die Tg von PEEK bei 150oC. Seine thermischen Eigenschaften, einschließlich seiner Tg 217C, in Verbindung mit seiner Verschleißfestigkeit können Ultem 4001 zu einem Kandidaten für dynamische Lastaufnahmeanwendungen machen, bei denen PEEK möglicherweise nicht über die erforderliche thermische Leistung verfügt, und bei denen die chemische Belastung mit dem PEI-Polymer kompatibel ist.
Die Steifigkeit von Ultem 4001 ist höher als die der meisten amorphen Kunststoffe.
Unter den amorphen Thermoplasten ist der Biegemodul von unverstärktem Ultem PEI außergewöhnlich. Darüber hinaus hat das interne Schmiermittel in Ultem 4001 PEI nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf diese Eigenschaft, wie Tabelle 1 zeigt. Diese Eigenschaften sind deutlich höher als die anderer amorpher Hochleistungskunststoffe wie PSU und PPSU und sind mit der Steifigkeit von unverstärktem PEEK bei 3500 MPa vergleichbar.
Ultem 4001 ist nach UL 94V0 und 5VA als schwer entflammbar eingestuft.
Wie auch andere PEI-Typen ist Ultem 4001 von Natur aus flammhemmend und benötigt keine flammhemmenden Zusätze, um seine UL 94V0- und 5VA-Einstufung zu erreichen. Außerdem hat es einen Sauerstoffindex oder LOI von 48%.
Die chemische Beständigkeit übertrifft die der meisten amorphen Thermoplaste.
Das PEI-Polymer ist weitaus widerstandsfähiger gegen eine Vielzahl von Chemikalien als andere amorphe Thermoplaste. Ultem 4001 PEI ist da keine Ausnahme. Das PTFE-Additiv verbessert sogar die chemische Beständigkeit von Ultem PEI. Es funktioniert gut in den meisten handelsüblichen Automobil- und Flugzeugflüssigkeiten, vollhalogenierten Kohlenwasserstoffen, Alkoholen und schwachen wässrigen Lösungen. Seine chemische Beständigkeit ist jedoch geringer als die von PEEK und anderen teilkristallinen Materialien. Es sollte nicht in Bauteilen verwendet werden, die stark alkalischen Umgebungen oder teilweise halogenierten Kohlenwasserstoffen ausgesetzt sind.
Wie bei jedem anderen Material müssen auch Komponenten aus Ultem 4001, die über einen längeren Zeitraum hinweg Chemikalien ausgesetzt sind, unter realen Einsatzbedingungen getestet werden, um die Leistung im Gebrauch zu überprüfen.
Was sind die anderen wichtigen Eigenschaften von Ultem 4001?
Zu den typischen Eigenschaften der Ultem PEI-Sorten, einschließlich Ultem 4001, gehören:
- Ausgezeichnete Durchschlagfestigkeit
- Langlebigkeit und geringes Gewicht
- Stabile elektrische Eigenschaften
- Hohe Dimensionsstabilität
- Geringe Wasseraufnahme
- Keine halogenierten flammhemmenden Zusatzstoffe
Für welche Arten von Anwendungen ist Ultem 4001 geeignet?
Die hohe strukturelle Festigkeit, die Entflammbarkeitswerte und die thermischen Eigenschaften machen Ultem 4001 zu einem Kandidaten für Lager- und Verschleißteile, die eine Kriechbeständigkeit über einen großen Temperaturbereich erfordern. In kompatiblen chemischen Umgebungen kann Ultem 4001 auch als Upgrade zu PEEK in einer Anwendung dienen, die eine höhere Temperaturbeständigkeit erfordert. Zu den funktionalen Anwendungen für verschiedene Branchen gehören:
- Verschleißpads und andere Gleitflächenkomponenten
- Rollen und Buchsen in elektrischen Geräten
- Hochtemperatur-Robotik-Anwendungen
- Dynamisch tragende Komponenten in medizinischen Diagnosegeräten
- Komponenten von Flüssigkeitsdosieranlagen
Nahtloses Rohr ® Abmessungen –
1.75″ OD x 1.00″ ID bis
2.50″ OD x 1.50″ ID
