Зависимость прочности инженерных пластиков от температуры, диаграмма Эшби

Профессор Эшби (M. Ashby) из Университета Кембриджа разработал простой и наглядный метод выбора материала в зависимости от температуры эксплуатации и нагрузки. Типичная Диаграмма Эшби, в качестве характеристики механических свойств инженерных пластиков использует прочность на разрыв (strength at failure – sf). Диаграмма дает обзор областей применения типов и конкретных материалов при той или иной температуре и нагрузке.



Определение «максимальной рабочей температуры» на диаграмме Эшби учитывает эффект температурной деградации или окисления также ползучесть материала при высокой температуре.

Выбор материала

Диаграмма Эшби наглядно демонстрирует отличие между базовыми, крупнотоннажными термопластами, такими как PMMA (оргстекло) , PVC и пр. с одной стороны, и усовершенствованными видами термопластов – PTFE, PEEK и пр. Для применения при повышенных температурах оправданно применять следующие виды термопластов (в порядке понижения рабочей температуры):

• PTFE (260°)
• PFA (260°)
• PEEK (260°)
• FEP (200°)
• PEI (180°)
• PET/PBT (170°)

Может так оказаться, что конструктор ограничен в выборе материала, однако вышеперечисленные термопласты работают в широком диапазоне температур и могут быть успешно применены при повышенной температуре эксплуатации.

Возможные процессы производства

К счастью для конструкторов, при производстве изделий из усовершенствованных видов пластиков могут применяться те же технологии, что и для производства изделий из базовых, крупнотоннажных материалов. Однако есть и исключения, в частности PTFE который требует специальных технологий производства и обработки, вследствие крайне низкого коэффициента трения. Тем не мене, в большинстве случаев возможно применение, например, экструзии для производства широкого ассортимента изделий из усовершенствованных видов пластиков – листов, труб, профилей и т.д.