Ultem™ 4001 PEI – Umfassender Überblick

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 kundenspezifische Farben sind möglich. Es ist RoHS-konform.

Alle Ultem-Sorten, einschließlich Ultem 4001, bieten eine hohe strukturelle Festigkeit und Beständigkeit gegen Kriechen unter Last bei erhöhten Temperaturen. Sie sind nach UL 94 V0 und 94 5VA entflammbar, widerstehen einem breiten Spektrum 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 Halbzeugen und bietet eine Reihe von Abmessungen und Konfigurationen an. Die stranggepressten Stangen- und Plattenprodukte werden anschließend 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 Bearbeitung oder Spritzgießen hergestellt werden.

Spezifikationen –

ASTM D5205

Halbzeug Verfügbarkeit –

Wie sind die Eigenschaften von Ultem 4001 im Vergleich zu Ultem 1000?

Der PTFE-Gehalt 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 Wärmebeständigkeit, wie der Vergleich mit ungefülltem Standard-Ultem 1000 in Tabelle 1 zeigt.

Tabelle 1. Eigenschaften im Vergleich:

Standard Ultem 1000 PEI vs. verschleißfestes Ultem 4001 PEI

Hinweis: Die Daten beruhen auf branchenüblichen oder vom Lieferanten der Kunststoffe entwickelten Testmethoden und sind nur als allgemeiner Vergleich gedacht. Die Anwendungen müssen unter realen Bedingungen getestet werden, um die Leistung von Bauteilen 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 stehen keine Verschleißdaten (K-Faktor) für einen direkten Vergleich zur Verfügung. Die Taber-Abriebwerte zeigen jedoch eine deutliche Leistungsverbesserung mit Ultem 4001, ebenso wie die Reibungskoeffizientenwerte.

Technische Anmerkung:

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 (150oC). Seine thermischen Eigenschaften, einschließlich der Tg 217C, in Verbindung mit seiner Verschleißfestigkeit machen Ultem 4001 zu einem Kandidaten für Anwendungen mit dynamischen Lasten, bei denen die thermische Leistung von PEEK möglicherweise nicht ausreicht und die chemische Belastung mit dem PEI-Polymer vereinbar 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 (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. Der PTFE-Zusatz 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, und es sollte nicht in Bauteilen verwendet werden, die stark alkalischen Umgebungen oder teilweise halogenierten Kohlenwasserstoffen ausgesetzt sind.

Wie bei jedem anderen Material müssen auch aus Ultem 4001 hergestellte Komponenten, die über einen längeren Zeitraum hinweg Chemikalien ausgesetzt sind, unter realen Einsatzbedingungen geprüft werden, um die Leistung im Gebrauch zu validieren.

Was sind die anderen wichtigen Eigenschaften von Ultem 4001?

Zu den typischen Eigenschaften der Ultem PEI-Typen, einschließlich Ultem 4001, gehören:

• Ausgezeichnete Durchschlagsfestigkeit
• 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 Entflammbarkeit und die thermischen Eigenschaften machen Ultem 4001 zu einem idealen Werkstoff für Lager- und Verschleißteile, die über einen weiten Temperaturbereich kriechfähig sein müssen. 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:

• Verschleißpolster und andere Gleitflächenkomponenten
• Rollen und Buchsen in elektrischen Geräten
• Anwendungen in der Hochtemperatur-Robotik
• Dynamisch tragende Komponenten in medizinischen Diagnosegeräten
• Komponenten von Flüssigkeitsdosieranlagen

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Seamless Tube® Größen –
44.5 mm AD x 25.4 mm ID bis
63.5 mm AD x 38 mm ID

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