Tworzywa sztuczne nadające się do stosowania w niskich temperaturach

Większość konstrukcyjnych tworzyw sztucznych ogólnie całkiem dobrze nadaje się do stosowania w temperaturach poniżej zera. Stopień tej przydatności jest jednak uzależniony głównie od materiału oraz warunków zastosowania.

Z uwagi na szczególny charakter termoplastów trudno jest określić wartość graniczną niskich temperatur, którą można ustalić przy pomocy standardowych metod badawczych. Gdy termoplasty stosowane są w warunkach odznaczających się rosnącymi temperaturami, określone właściwości fizyczne, takie jak temperatura zeszklenia (Tg) i temperatura topnienia kryształów (Tm), mają duży wpływ na właściwości mechaniczne i trwałość użytkową. W ramach standardowych testów można określić trwały ubytek właściwości w wyniku starzenia termicznego i utleniania.

Gdy natomiast dochodzi do spadku temperatur, nie musi koniecznie następować trwała utrata właściwości związana z użytkowaniem w niskich temperaturach. Można wprawdzie zaobserwować ogólny wzrost sztywności i spadek udarności, lecz po ogrzaniu materiału właściwości te wracają do swoich „normalnych” wartości. 

Należy tutaj dokonać rozróżnienia pomiędzy termoplastami bezpostaciowymi i półkrystalicznymi. Materiał bezpostaciowy nie powinien być poddawany obciążeniom mechanicznym powyżej temperatury zeszklenia (temperatura, w której polimery przechodzą ze stanu twardego w stan elastyczny), gdyż w punkcie tym następuje drastyczny spadek wytrzymałości mechanicznej. Natomiast materiały półkrystaliczne, z uwagi na obecność w polimerze pewnych obszarów krystalicznych, mogą jeszcze wykazywać określoną wytrzymałość mechaniczną także powyżej temperatury zeszklenia. 
W przypadku termoplastów półkrystalicznych i amorficznych temperatura zastosowania w zakresie ujemnym nie jest dokładnie określona. Zależy ona w dużym stopniu od wymagań związanych z konkretnym zastosowaniem, a tym samym można ją określić wyłącznie w ramach testu w warunkach rzeczywistych.

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w zakresie użytkowania polimerów możliwe jest jednak przybliżone oszacowanie minimalnych temperatur użytkowania dla każdego materiału. Podano je w zamieszczonej poniżej tabeli materiałów firmy Ensinger.

Możliwość korzystania z tych ujemnych temperatur roboczych jest wyraźnie uzależniona od rodzaju obciążenia mechanicznego działającego w danym przypadku: uderzenia lub wibracje mogą prowadzić do przedwczesnych uszkodzeń elementów.

Materiały, które zostały zmodyfikowane przy pomocy włókien wzmacniających odznaczają się zwykle większą kruchością. Dlatego do modyfikacji materiałów wypełniaczami przy niskich temperaturach użytkowania należy podchodzić z większą ostrożnością.

W temperaturach kriogenicznych do -200°C i niższych mogą być z powodzeniem stosowane tylko nieliczne polimery. Do tych „prawdziwych” polimerów niskotemperaturowych należą: