评估抗紫外线塑料的选择

这里有一系列耐用材料,可以考虑在塑料部件中具有高抗紫外线性


每个人都知道,当躺在沙滩上或慵懒地在周六下午钓鱼时,应该涂抹防晒霜。这是因为太阳的紫外线(UV)会对未受保护的皮肤造成严重破坏,导致疼痛的晒伤或更糟。聚合物在紫外线辐射下也会受到类似的伤害,尽管比人类要慢得多,也没有那么严重。

例如,阳光会导致皮肤变黄和所谓的“白垩”或美白。然而,这种变色不仅仅是为了美观。光降解还会降低拉伸和冲击强度,使塑料变脆,容易开裂,在机械力的作用下容易发生永久变形。

把这一切加起来,你很快就会明白为什么在设计将在户外花费大量时间的模塑产品时必须选择合适的材料。幸运的是,有相当数量的这种抗紫外线材料可用,所有这些都是塑料注射成型,机械加工或3D打印的候选材料。2022世界杯足球赛时间表即使在不耐紫外线的塑料上,也可以使用添加剂,使材料不易被光降解。

以下是7种抗紫外线聚合物,排名不分先后,以及一些典型的应用实例。

半透明橙色腹肌部分
HDPE是最常见的注射成型树脂之一。2022世界杯足球赛时间表除了抗紫外线,它还耐酸,熔点高。

HDPE

高密度聚乙烯(HDPE)是所有聚合物中应用最广泛的一种。户外庭院家具、儿童游乐场设备、牛奶壶、化学罐和回收箱——这些只是这种无处不在的塑料的一小部分应用。它非常坚韧,防撕裂,耐酸,酒精和碱性环境,并且具有相当高的熔点(259°F至267°F)。也许对于增加零件数量最好的是,HDPE比许多抗紫外线的同类产品更便宜,并且它在破裂时不会产生尖锐的边缘,使其成为许多消费产品的理想选择。它最大的缺点之一是,虽然它很容易加工和注塑,但目前还不能3D打印。

聚碳酸酯(PC)

一种可以3D打印(和机械或塑料注塑成型)的抗紫外线聚合物是聚碳酸酯(PC)。然而,材料供应商很快指出,立体光刻(SLA) 3D打印机中使用的树脂是“类似聚碳酸酯的”,而不是真正的聚碳酸酯。无论如何,它们的属性非常相似,从设计的角度来看,两者本质上是可互换的。PC像玻璃一样透明(几乎),但抗冲击性要强得多——事实上,它的强度大约是玻璃的200倍。它还能耐受极端温度,使其成为经常在户外使用的产品的理想选择,例如护目镜和面罩,重型设备的窗户,透明容器等等,更不用说医疗应用中的容器了。请记住,聚碳酸酯是较昂贵的抗紫外线聚合物之一。

用于CNC零件的Ultem块
与后处理3d打印PC可以完成到一个接近透明的外观。

PMMA,丙烯酸或有机玻璃

亦称丙烯酸或有机玻璃,聚甲基丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸)是一种成本更低但难度更大的PC替代品。它没有PC那么坚韧,事实上,它有点脆,但比PC具有更好的光学清晰度和抗刮擦性。丙烯酸的重量大约是玻璃的一半,而且更坚固。PMMA有近彩虹色(用于注塑),连续使用温度为150°F,在户外标牌,零售展示和装饰面2022世界杯足球赛时间表板上看到PMMA很常见。Protolabs不生产标牌,但经常为光学和科学行业的客户加工和模具这种抗紫外线材料。

PTFE(聚四氟乙烯)

你肯定是指聚四氟乙烯(聚四氟乙烯特氟龙(Teflon)是炊具和其他不粘表面的材料。这种众所周知的含氟聚合物拥有最低的摩擦系数之一,尽管它的机械强度与大多数工程级聚合物相差甚远,但它在更高的极端温度下(-400°F至500°F)仍能发挥作用。此外,聚四氟乙烯是一种优良的电绝缘体,既灵活又耐疲劳,并以其化学惰性而闻名。它是医疗产品开发人员的最爱,他们用它来制作心脏贴片、韧带置换和心血管移植。科学家在反应容器和其他实验室设备中使用聚四氟乙烯,而汽车制造商则将其用于阀杆密封,轴承衬套和头部垫圈。此时,我们将聚四氟乙烯部件限制在我们的加工服务中,尽管您将看到,有几种抗紫外线替代品也适用于塑料注塑成型。2022世界杯足球赛时间表

聚甲醛,缩醛或德林

其中之一是聚甲醛(POM),又名缩醛、德尔林、塞尔康和其他众所周知但经常注册的名称。像许多聚合物一样,POM有各种“填充物”来增加耐磨性、疲劳强度或电性能,但即使没有这些添加剂,它也非常坚韧。它具有低摩擦系数,耐热,耐磨和抗紫外线,因此在汽车和其他户外应用中享有广泛的应用。但由于POM对某些酸和氯的敏感性,在某些化学环境中使用时应小心。

用于CNC零件的Ultem块
PEI或Ultem是一种多功能热塑性塑料,可以机械加工或模塑。

PEI或Ultem

聚醚酰亚胺(PEI)或乌尔腾(Ultem)也是如此。顾名思义,PEI是一种特别高强度的塑料,耐阳光、火焰、高温和一系列化学物质。它也是一种优秀的电绝缘体(即,具有高介电强度)。在这里,各种各样的填充可以进一步增强PEI已经令人钦佩的品质。它也可以制作成透明或半透明的版本。由于Ultem可以承受短期反复暴露在热水和蒸汽中,因此在高压灭菌器和医疗器械中得到了广泛的应用。汽车制造商将其用于前照灯反射器和隔热罩,电子供应商将PEI用于连接器,外壳和安装支架,而航空航天制造商则将PEI用于从燃油阀和发动机部件到食品托盘和方向盘的所有部件。简单地说,PEI是各种机加工和注塑组件的选择。

PPS

抗紫外线的最后但并非最不重要的是聚苯硫醚(PPS)。与Ultem (PEI)和Delrin (POM)一样,PPS是一种非常有用的工程级聚合物。它也是阻燃、耐化学、耐电和耐热的。它可能有点脆,但除此之外,它被认为既坚固又耐用(尤其是在填充一些玻璃的情况下)。正因为如此,它被广泛应用于航空航天、汽车和医疗行业。在Protolabs,我们从Ryton或Fortron库存PPS材料,在那里它是那些寻找坚固的注塑零件的人的最爱。

没有找到你要的材料吗?没关系。需要注意的是,制造商可以通过其他方式实现抗紫外线。如前所述,许多原本会被从阳光爱好者俱乐部踢出去的聚合物可以通过一点玻璃、纤维或金属填充来增强防辐射能力。也有可能通过机械手段避免光降解——例如,户外使用的PVC和CPVC管道通常被包裹或涂上抗紫外线涂层,这是一种简单而权宜之计。

最后,零件设计师应该问问自己,产品预计能承受多长时间的紫外线辐射。与海滩上的晒伤不同,光降解是一个缓慢的过程。假设零件只会暴露在环境中几个月甚至一两年,如果它们在预期的使用寿命内保持所需的电、热或机械性能,那么它们变黄真的有什么关系吗?如果你想探索其他材料或讨论使您的部件更耐紫外线的替代方案,请不要拒绝与我们的应用工程师联系(电子邮件保护)或877-479-3680。