Modificeret plast

Fiberforstærkede og komposit materialer

Et plastmateriales egenskaber kan ændres selektivt ved at tilsætte additiver eller fyldstoffer, designet til at opnå specifikke egenskaber. Den færdige plastmodifikation giver mulighed for at forbedre (normalt forøge) termiske, mekaniske, elektriske, optiske eller andre egenskaber, sammenlignet med hvad, der typisk ses for det umodificerede grundpolymer. De mest almindelige fyldstoffer og additiver, ud over farvestoffer, er forstærkningsfibre, stabilisatorer og friktionsreducerende additiver.

Forstærkende fibre

I fiberforstærkede polymerer afgør forstærkningsfibrene materialeegenskaberne. I mange tilfælde er fibrenes styrke større end matrix materialernes - og ofte også højere end trækstyrken på metalliske materialer. Densiteten på de mest almindeligt anvendte fibre er normalt lavere end for aluminium, hvilket giver bedre mulighed for at designe komponenter til lette konstruktioner. I de fleste tilfælde anvendes glas, kul og aramid fibre til fiberforstærket plast. Ud fra et designmæssigt synspunkt, er materialets mekaniske egenskaber særlig vigtige.

Glasforstærkede plastmaterialer

Glasfibre er de oftest anvendte forstærkningsfibre i forstærkede polymerer. Sammenlignet med grundpolymeren har glasfiberforstærkede materialer forbedrede mekaniske egenskaber, såsom bedre stivhed eller styrke og kan også have forbedret overfladehårdhed.

Kulforstærkede plastmaterialer

Kulfiberforstærkede polymerer er ekstremt stærke og lette. 

De kan være dyre at fremstille, men bruges for det meste, når der stilles krav til høj styrke i forhold til vægt og stivhed. Disse modifikationer anvendes ofte inden for luftfarts- og automobilindustrien og mange andre tekniske anvendelsesområder.

Aramid fibre

Aramid fibre er en gruppe af varmebestandige og stærke fibre, der anvendes inden for områder, hvor der stilles ekstremt høje krav til slagstyrke, støjdæmpning og slidbestandighed, og hvor lav vægt også er et krav.

Andre fyldstoffer

Der er generelt ingen eller kun få tekniske fordele ved andre fyldstoffer, og de bruges primært til at reducere omkostningerne eller vægten: Ensinger tilbyder f.eks. kridt, talkum eller hule glasfærer.

Ensinger tilbyder desuden keramiske plastfyldstoffer i endnu en innovativ plastmodifikation, der blandt andet øger de fysiske egenskaber og maskinbearbejdeligheden.



Friktions- og slidreducerende fyldstoffer

Ud over det velkendte glidmateriale PTFE (Teflon®) anvendes også de klassiske friktionslave materialer PA og POM ofte i umodificeret tilstand, på grund af deres gode glidfriktionsegenskaber. Det er muligt at forbedre friktions- og slidegenskaberne både på PA og POM og andre materialer, ved anvendelse af forskellige additiver, der kan blandes i den polymere matrix. De fire mest almindelige typer additiver fremgår nedenfor:

Grafit

Grafit er ren kul, som, når det tilsættes i sin grundform, har en betydelig smørende effekt. Ved at arbejde grafitten jævnt ind i plasten, kan friktionskoefficienten reduceres betydeligt især i fugtige miljøer.

Polyethylen

Tilsætning af polyethylen har en lignende effekt, som ved anvendelse af PTFE. Friktionsegenskaberne forbedres, men ikke i helt så høj grad som for PTFE. 

Molybdenumsulfid

Molybdenumsulfid anvendes hovedsageligt som en fremmer af egenskaber og danner en fin krystallinsk struktur, selv ved tilsætning af små mængder. Som følge af den højere krystallinitet, opnår plastmaterialer en bedre slidbestandighed samt en reduceret friktionskoefficient. Ensinger tilbyder desuden specielt formulerede modifikationer med lavfriktions additiver. F.eks. Ensingers PVX produktfamilie, som indeholder 10 % af både PTFE, grafit og kulfibre. Kombinationen af PTFE og grafit giver materialet optimale glidfriktionsegenskaber, mens tilsætningen af kulfibre resulterer i højere styrke og slidbestandighed. Disse materialer har desuden ekstremt gode egenskaber i tørkøring, under tung belastning.

Polytetrafluorethylen

PTFE er en højtemperaturbestandig fluoroplast, som også har udtalte non stick egenskaber. Under trykbelastning danner plastmaterialer med PTFE additiv en fin polymer film på overfladen. Dette fænomen medfører meget lave friktionskoefficienter. Med passende modificering er det også muligt at reducere det, der kaldes stick-slip effekt, eller helt at undgå det.

Komposit materiale

Inden for TECATEC familien tilbyder Ensinger et PEEK komposit materiale. TECATEC har en ekstrem høj mekanisk styrke og termisk dimensionsstabilitet som følge af det vævede kulfiberstof, der binder til PEEK grund polymeren under tryk. Det giver desuden høj bestandighed mod overhedet damp og kemikalier, hvilket gør TECATEC ideelt til brug inden for medicinalteknologi. TECATEC fås med 50 eller 60 % kulfiberstof. Den særlige fremstillingsprocess giver en optimal fiber og matrix integration.