Che cos'è Ultem 4001 PEI?
Ultem 4001 PEI è formulato con PTFE come lubrificante interno. Offre agli ingegneri e ai progettisti le elevate prestazioni tipiche del polimero di polieterimmide e una maggiore resistenza all’usura.
Come tutti i gradi Ultem, Ultem 4001 è una termoplastica amorfa ad alte prestazioni lavorabile per fusione. La formulazione della resina è opaca. I colori standard sono il nero e il marrone chiaro naturale, ma sono disponibili anche colori personalizzati. È conforme alla normativa RoHS.
Tutti i gradi Ultem, compreso Ultem 4001, offrono un’elevata resistenza strutturale e resistenza allo scorrimento sotto carico a temperature elevate. Sono classificati come infiammabili UL 94 V0 e 94 5VA, resistono a un’ampia gamma di sostanze chimiche e presentano una buona resistenza agli urti. Sono disponibili anche gradi di Ultem PEI rinforzati con fibre, come Ultem 2300, disponibili da Drake sotto forma di Seamless Tube®.
Dal punto di vista chimico, il PEI è una polieterimmide. Rientra nella famiglia dei polimeri di poliimmide che comprende il Torlon PAI (poliammide-immide) e il Vespel PI (poliimmide). Queste imidi ad alte prestazioni hanno una maggiore resistenza e rigidità alle alte temperature e sono intrinsecamente resistenti all’usura, mentre Ultem 4001 PEI ottiene questi risultati grazie al PTFE integrato nella sua formulazione.
Quali prodotti offre Drake in Ultem 4001?
Drake converte la resina Ultem 4001 in forme semilavorate tramite estrusione per fusione e offre un’ampia gamma di dimensioni e configurazioni. Le barre e le lamiere estruse vengono poi lavorate in componenti di precisione che servono per diverse applicazioni. Grazie alle sue versatili capacità produttive basate in un’unica sede, Drake offre anche la possibilità di passare da prototipi di precisione a pezzi di produzione realizzati tramite lavorazione o stampaggio a iniezione.
Come sono le proprietà di Ultem 4001 rispetto a Ultem 1000?
Il PTFE contenuto nella formulazione di Ultem 4001 PEI aggiunge resistenza ai cuscinetti e all’usura alle prestazioni intrinsecamente elevate di Ultem PEI. Questo lubrificante interno ha solo un effetto minore sugli altri attributi del polimero, tra cui le proprietà meccaniche e la resistenza al calore, come dimostra il confronto con l’Ultem 1000 standard non caricato riportato nella Tabella 1 .
Tabella 1. Confronto tra le proprietà:
Ultem 1000 PEI standard vs. Ultem 4001 PEI resistente all’usura
| Proprietà | Metodo di prova | Unità | Ultem 1000 | Ultem 4001 |
| Gravità specifica | ASTM D 792 | g/cc | 1.27 | 1.33 |
| Durezza | ASTM D 785 | Rockwell M | 109 | 110 |
| Resistenza alla trazione a snervamento | ASTM D 638 | MPa psi |
110 16.000 |
103 14.900 |
| Allungamento a rottura | ASTM D 638 | % | 60 | 40 |
| Modulo di flessione | ASTM D 790 | MPa ksi |
3510 509 |
3400 493 |
| Resistenza alla flessione | ASTM D 790 | MPa ksi |
165 23.900 |
151 21.900 |
| Impatto Izod, intaglio | ASTM D 256 | J/cm ft-lb/in |
0,530 0,993 |
1,17 2,19 |
| Temperatura di deformazione termica a 1,8MPa | ASTM D 648 | °C °F |
201 394 |
200 392 |
| Temperatura di transizione del vetro. (Tg) | °C °F |
217 423 |
217 423 |
|
| Abrasione Taber | ASTM D 1044 | perdita di mg /1000 cicli | 10.0 | 2.0 |
| Fattore K xE-10, PV=2000 | Metodo di prova del fornitore della resina (Sabic) | psi-fpm vs acciaio | NA | 72 |
| Fattore K xE-10, PV=2000 | Metodo di prova del fornitore della resina (Sabic) | psi-fpm vs self | NA | 27 |
| Coefficiente di attrito sull’acciaio, cinetico | ASTM D 1894 | 0.42 | 0.25 | |
| Infiammabilità | UL94 | 94V0 ≥ 0,75mm 5VA ≥ 3,0mm |
94V0 ≥ 0,38mm 5VA ≥ 1,5mm |
|
| Indice di ossigeno | ISO 4589 | % | 47 | 48 |
Nota: Dati basati su metodi di prova standard del settore o su test sviluppati dal fornitore della resina e intesi solo come confronto generale. Le applicazioni devono essere testate nelle reali condizioni di utilizzo finale per convalidare le prestazioni dei componenti realizzati con qualsiasi materiale plastico..
L'elevata resistenza all'usura di Ultem 4001 è il suo principale vantaggio rispetto a Ultem 1000.
Le applicazioni ad alta temperatura in cui un componente è a contatto con se stesso o con metalli sottoposti a carichi dinamici possono beneficiare della resistenza dei cuscinetti e dell’usura di Ultem 4001.
I dati sull’usura (fattore K) non sono disponibili per Ultem 1000 per un confronto diretto. I valori di abrasione Taber, tuttavia, mostrano un miglioramento significativo delle prestazioni con Ultem 4001, così come i dati sul coefficiente di attrito.
Nota tecnica:
A causa delle variabili coinvolte nelle applicazioni dei cuscinetti e dell’usura, non è pratico affidarsi a un singolo dato per il fattore K o altre proprietà per determinare le prestazioni di un componente. Di conseguenza, i componenti devono essere testati in condizioni operative reali per convalidarne l’affidabilità durante l’uso. Drake può fornire assistenza per la realizzazione di prototipi in Ultem 4001 da sottoporre a test e collaborare con i clienti per qualsiasi modifica del progetto necessaria per un pezzo specifico..
Ultem 4001 ha una temperatura di transizione vetrosa superiore a quella del PEEK.
Il punto di rammollimento o temperatura di transizione vetrosa (Tg) di Ultem 4001 è di 217oC, quasi 70oC in più rispetto alla Tg del PEEK (150oC). Le sue proprietà termiche, tra cui la Tg 217C, unite alla sua resistenza all’usura, possono rendere Ultem 4001 un candidato per le applicazioni di supporto del carico dinamico in cui il PEEK potrebbe non essere all’altezza delle prestazioni termiche e in cui l’esposizione chimica è compatibile con il polimero PEI.
La rigidità di Ultem 4001 è superiore a quella della maggior parte delle plastiche amorfe.
Tra le termoplastiche amorfe, il modulo di flessione dell’Ultem PEI non rinforzato è eccezionale. Inoltre, il lubrificante interno di Ultem 4001 PEI ha solo un effetto trascurabile su questa proprietà, come dimostra la Tabella 1. Queste proprietà sono significativamente superiori a quelle di altre plastiche amorfe ad alte prestazioni come PSU e PPSU e si confrontano favorevolmente con la rigidità del PEEK non rinforzato a 3500 MPa.
Ultem 4001 è classificato UL 94V0 e 5VA per la resistenza all'infiammabilità.
Come altri tipi di PEI, Ultem 4001 è intrinsecamente ritardante di fiamma e non richiede additivi ritardanti di fiamma per raggiungere le classificazioni UL 94V0 e 5VA. Ha anche un indice di ossigeno o LOI del 48%.
La resistenza chimica supera quella della maggior parte dei termoplastici amorfi.
Il polimero PEI resiste a una gamma di sostanze chimiche molto più ampia rispetto ad altre termoplastiche amorfe. Ultem 4001 PEI non fa eccezione. Infatti, l’additivo PTFE migliora la resistenza chimica intrinseca di Ultem PEI. Si comporta bene nella maggior parte dei fluidi commerciali per auto e aerei, negli idrocarburi completamente alogenati, negli alcoli e nelle soluzioni acquose deboli. Tuttavia, la sua resistenza chimica è più limitata rispetto a quella del PEEK e di altri materiali semicristallini e non dovrebbe essere utilizzato in componenti esposti ad ambienti fortemente alcalini o a idrocarburi parzialmente alogenati.
Come per qualsiasi altro materiale, i componenti realizzati con Ultem 4001 che subiscono un’esposizione chimica prolungata devono essere valutati in condizioni d’uso reali per convalidarne le prestazioni.
Quali sono le altre proprietà significative di Ultem 4001?
Le proprietà tipiche dei gradi Ultem PEI, tra cui Ultem 4001, includono:
- Eccellente rigidità dielettrica
- Durata e leggerezza
- Proprietà elettriche stabili
- Elevata stabilità dimensionale
- Basso assorbimento d’acqua
- Nessun additivo ritardante di fiamma alogenato
Quali tipi di applicazioni possono trarre vantaggio da Ultem 4001?
L’elevata resistenza strutturale, la classificazione di infiammabilità e le proprietà termiche fanno di Ultem 4001 un candidato per i cuscinetti e i componenti soggetti a usura che richiedono resistenza allo scorrimento in un ampio intervallo di temperature. In ambienti chimici compatibili, Ultem 4001 può anche servire come aggiornamento del PEEK in un’applicazione che richiede una maggiore resistenza alla temperatura. Le applicazioni funzionali che servono diversi settori includono:
- Cuscinetti di usura e altri componenti della superficie di scorrimento
- Rulli e boccole nelle apparecchiature elettriche
- Applicazioni robotiche ad alta temperatura
- Componenti dinamici portanti nelle apparecchiature medico-diagnostiche
- Componenti dell’apparecchiatura di dosaggio dei liquidi
Dimensioni del tubo senza saldatura ® –
1,75″ OD x 1,00″ ID a
2,50″ OD x 1,50″ ID
