Modifiye edilmiş plastikler

Elyaf takviyeli ve kompozit malzemeler

Bir plastiğin standart özelliği, belirli özelliklerin elde edilmesi için tasarlanmış katkı maddeleri veya dolgu maddeleri eklenerek seçici olarak değiştirilebilmektedir. Elde edilen plastik bileşenler, modifiye edilmemiş baz polimerinde tipik olarak görülen özelliğin ötesinde arttırılmak üzere farklı (genellikle arttırılmış) termal, mekanik, elektrikli, optik veya diğer özelliklere izin verir. Renklendiricilerin yanı sıra en yaygın dolgu maddeleri ve katkı maddeleri, takviye elyaflar, stabilizatörler ve sürtünme azaltıcı katkı maddeleridir.

Takviye eden elyaflar

Elyaf takviyeli polimerlerde takviye elyafları bileşenin malzeme özelliklerini belirler. Birçok durumda elyafların dayanımı, matris malzemelerden daha yüksektir ve sıklıkla metalik malzemelerin çekme direncinden de daha yüksektir. En yaygın kullanılan elyafların yoğunluğu, aksine hafif yapı için tasarım parçalarında daha yüksek potansiyele izin veren alüminyumdan genellikle daha düşüktür. Birçok durumda cam, karbon ve aramid elyaflar, elyaf takviyeli plastiklerde kullanılmaktadır. Tasarımcının bakış açısından malzemenin mekanik özellikleri oldukça önemlidir.

Cam dolgulu plastikler

Cam elyaflar, takviyeli polimerlerde en çok kullanılan takviye elyaflarıdır. Baz polimere kıyasla cam dolgulu malzemeler, daha yüksek sertlik veya dayanım gibi artırılmış mekanik özellikler sunar ve ayrıca artırılmış yüzey dayanıklılığına da sahip olabilir.

Karbon takviyeli plastikler

Karbon elyafı takviyeli polimerler son derece güçlü ve hafiftir. 

Bu polimerlerin üretilmeleri pahalı olabilir fakat en çok ağırlık oranına göre yüksek dayanım ve sertlik gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Bu modifikasyonlar uzay, otomotiv ve çok sayıdaki diğer teknik uygulamalar gibi alanlarda sıklıkla kullanılmaktadır.

Aramid elyaflar

Aramid elyaflar, darbe dayanımı, malzeme sönümleme ve çizinme direnci açısından aşırı gereksinimlerin uygulandığı ve aynı zamanda düşük ağırlığın da bir gereklilik olduğu uygulamalarda kullanılan ısı dirençli ve güçlü bir elyaf sınıfıdır.

Diğer dolgu maddeleri

Diğer dolgu maddeleri genellikle hiçbir teknik avantaj sunmaz veya minimum seviyede sunar ve esas olarak maliyeti veya ağırlığı düşürmeye hizmet eder: Ensinger, örneğin kireçtaşı, talk veya boşluklu cam küreleri sunar.

Ensinger aynı zamanda, diğer şeylerin yanında fiziksel özellikleri ve işleme özelliklerini arttıran bir diğer yenilikçi bileşen çözümünde seramik dolgulu plastikleri de sunmaktadır.



Sürtünme ve çizinme azaltıcı dolgu maddeleri

Bilinen kayma malzemesi PTFE’ye (Teflon®) ek olarak klasik kaymalı yatak malzemeleri PA ve POM, iyi kayma sürtünmesi özellikleri sayesinde dolgusuz hallerinde sıklıkla kullanılırlar. PA ve POM dahil bütün malzemelerin özelliklerini, sürtünme ve aşınma özellikleri açısından polimer matrisine karıştırılabilen çeşitli katkı maddeleri kullanarak arttırmak elbette ki mümkündür. En yaygın dört katkı maddesi tipi aşağıda listelenmiştir:

Grafit

Grafit, ince bir şekilde zemin formunda eklendiğinde önemli bir yağlayıcı etkisi gösteren saf karbondur. Grafit bir plastiğe eşit olarak katılarak sürtünme katsayısı, özellikle rutubetli ortamlarda önemli ölçüde azaltılabilir.

Polietilen

Polietilenin eklenmesi, PTFE kullanıldığında benzer bir etki ile sonuçlanır. Sürtünme özellikleri arttırılır fakat PTFE ile aynı derecede değildir. 

Molibden sülfür

Molibden sülfür, ağırlıklı bir şekilde bir çekirdeklendirici olarak kullanılmakta ve sadece küçük miktarlarda eklendiğinde bile ince bir kristallilik yapısı oluşturmaktadır. Daha yüksek kristalliliğin bir sonucu olarak plastikler, azaltılmış bir sürtünme katsayısının yanı sıra daha yüksek çizinme direnci de elde ederler. Ensinger aynı zamanda düşük sürtünme katkı maddelerini birleştiren özel olarak formüle edilmiş bileşenler de sunmaktadır. % 10’luk PTFE, grafit ve karbon elyafı içeren Ensinger’in PVX malzeme ailesi buna bir örnektir. Karbon elyafının eklenmesi daha yüksek dayanım ve çizinme direnci verirken PTFE ve grafitin birleşimi, malzemeye mükemmel kayma sürtünmesi özellikleri verir. Bu malzemeler aynı zamanda ağır yük altında son derece iyi bir kuru ve acil çalışma özellikleri de sunar.

Politetrafloretilen

PTFE, anti yapıştırıcı özelliğe de sahip yüksek bir sıcaklık dirençli floroplastiktir. Sıkıştırma gerilimi altında PTFE dolgulu plastiklerden aşınmış malzeme, sürtünme yüzeylerinde ince bir polimer film oluşturur. Bu olay çok düşük sürtünme katsayısının elde edilmesi ile sonuçlanır. Uygun modifikasyon ile tutma-bırakma etkisi olarak adlandırılan şeyi azaltmak veya bunu tamamen önlemek mümkündür.

Kompozit malzeme

TECATEC ailesi içinde Ensinger, bir PEEK kompozit malzeme sunar. TECATEC, basınç altında baz PEEK polimerine bağlanan dokuma karbon elyaf kumaşı sayesinde son derece mekanik dayanım ve termal boyutsal kararlılık sunar. Aynı zamanda TECATEC’i medikal teknoloji uygulamalarındaki kullanım için ideal hale getirerek kızgın buhar ve kimyasallara karşı yüksek direnç gösterir. TECATEC, % 50 veya % 60  karbon elyafı kumaşı içeriği ile mevcuttur. Özel üretim süreci, mükemmel bir elyaf ve matris entegrasyonu elde eder.