Speciální plasty pro lékaře – vlastnosti, odolnost a příklady použití

Speciální plasty se používají, když aplikace klade vysoké nároky na materiál nebo když jsou vyžadovány speciální vlastnosti. Často mají izolační vlastnosti a jejich vysoká odolnost vůči vodě a chemikáliím z nich dělá spolehlivý materiál s nízkou údržbou. Není tedy divu, že speciální plasty se používají v mnoha technických oborech a také v šroubech a maticích. Následující článek poskytuje přehled různých speciálních plastů a jejich použití.

Co jsou speciální plasty?

Speciální plasty jsou navrženy tak, aby splňovaly požadavky, které běžné plasty nemohou splnit. Speciální vlastnosti jsou například dosaženy úpravou chemického složení nebo výrobními procesy pro speciální účely. Speciální plasty, neboli vysoce výkonné plasty, se často specializují na jednu vlastnost.

Výrobní proces pro speciální plasty

Při výrobě speciálních plastů je pro dosažení konečných požadovaných vlastností důležité složení materiálu. Následující příklad popisuje výrobu PTFE:

Výrobní proces využívající PTFE jako příklad

Polytetrafluoretylen neboli PTFE je vyroben z chlorovaného uhlovodíku. Může být vyroben dvěma způsoby, které se liší v závislosti na požadovaném počátečním produktu (prášek nebo disperze). Fluoridy se částečně přidávají do chlorovaného uhlovodíku, který zpočátku vytváří plyny, chlór difluoromethan a tetrafluoroethylen. tetrafluorethylen je poté rozpuštěn ve vodné fázi, přičemž se vylučuje kyslík a vyvíjí vysoký tlak, a poté je polymerizován do PTFE přidáním iniciačního roztoku vody. Protože PTFE není rozpustný ve vodě, sráží se ve vodné fázi. PTFE je poté získán ve formě prášku filtrací a sušením. Pokud má být disperze získána jako počáteční produkt, je dispergant přidán do vodného roztoku před přidáním iniciátoru.

Typy speciálních plastů

Existuje řada plastů, které jsou vhodné k výrobě součástí pro specializované aplikace, jako jsou plastové šrouby. Ve společnosti MISUMI nabízíme širokou škálu komponentů vyrobených z následujících plastů:

Přehled různých speciálních plastů
Krátký název Název Mikrostruktura Klasifikace Popis
ABS Akrylnitril butadien styren amorfní Standardní plasty Vysoká odolnost proti mechanickému namáhání, velmi tvrdé
Bakelit Fenoplasty na bázi fenolu a formaldehydu Duroplast Technické plasty Bakelitové desky značky MISUMI jsou vhodné jako izolační desky pro elektrické panely, řídicí jednotky a jističe. Papírová verze je k dispozici v přírodní a černé barvě, k dispozici je také silnější verze na bázi tkaniny. Barva Bakelitu (přírodní barva) se může lišit podle výrobní šarže. To však nemá vliv na kvalitu.
ETFE Etylen-tetrafluoretylen-kopolymer Polokrystalické Vysoce výkonné plasty Fluorovaný kopolymer vyrobený z tetrafluorethylenu a ethylenu. Má velmi dobré vlastnosti proti mechanickému opotřebení, elektricky izolační, chemicky velmi odolný, vhodný pro použití při vysokých teplotách.
FEP Fluoretylenpropylen Polokrystalické Vysoce výkonné plasty Polymer, známý také jako TEFLON (skupina fluoropolymerů), vynikající odolnost proti chemické korozi, vynikající odolnost proti teplotě, používá se často jako těsnicí a plnicí materiál, FEP má vyšší koeficient tření a nižší trvalou provozní teplotu než PTFE.
MC nylon Název skupiny polymerních amidů s dlouhým řetězcem (PA) / nylon Polokrystalické Technické plasty Monomerový odlitek. Díky lepší odolnosti proti oděru než POM se obecně používá pro lineární vodicí desky. Společnost MISUMI vyrábí tři různé kategorie klouzání: Kategorii klouzání s výrazně zlepšeným kluzným výkonem, kategorii s vysokou pevností a kategorii vodivosti pro použití v blízkosti elektrických součástí, které vyžadují elektrostatickou ochranu. K dispozici je také kategorie s dobrou odolností proti povětrnostním vlivům, která chrání před silným opotřebením. Obecné vlastnosti: poddajnost, pevnost, odolnost proti oděru a únavě materiálu, koeficient nízkého tření.
PA 12 Polyamid 12 / nylon 12 Polokrystalické Technické plasty Typické vlastnosti nylonu: vysoká poddajnost, vysoká teplotní odolnost, vysoká absorpce vody (změkčovač), dobrá odolnost proti opotřebení, odolnost proti mnoha olejům, mazivům a palivům, dobré kluzné a třecí vlastnosti, vysoká pevnost proti nárazu, použití v motorových vozidlech a letadlech pro palivo, hydraulická vedení atd.
PA6 Polyamid 6 / nylon 6 Polokrystalické Technické plasty Typické vlastnosti nylonu: vysoká poddajnost, vysoká teplotní odolnost, vysoká absorpce vody (změkčovač), dobrá odolnost proti opotřebení, odolnost proti organickým rozpouštědlům, dobré kluzné a třecí vlastnosti, vysoká pevnost proti nárazu, vysoké mechanické tlumicí vlastnosti
PBT Polybutylen tereftalát Polokrystalické Technické plasty Vysoká odolnost proti oděru, vysoká pevnost proti nárazu, pevnost a tuhost o něco nižší než u PET, velmi dobré kluzné vlastnosti a odolnost proti opotřebení, dobrý elektrický izolátor, chemická odolnost srovnatelná s PET, používá se pro kluzná a válečková ložiska, šrouby, spojovací pásky, části domácích spotřebičů
PC Polykarbonát amorfní Technické plasty Nejvyšší odolnost proti nárazu mezi průhlednými plasty (přibližně 30krát vyšší než v případě PMMA), vynikající odolnost proti teplotám a široká škála použití.
PE Polyetylen Polokrystalické Technické plasty Dobrý elektrický izolátor, vysoká poddajnost, dobré kluzné chování, nízká tvrdost a pevnost, nízké opotřebení, dobrá odolnost proti mnoha kyselinám, zásadám, mazivům a olejům. Hustota jako odlišující vlastnost. U PE-LD a PE-HD s mírně odlišnými vlastnostmi (LD je měkčí, pružnější a odolnější proti rozbití, ale méně odolný proti oděru než HD) – použití: Produkty pro domácnost, skladovací kontejnery, přepravní boxy, nádrže vozidel atd.
PEEK Polyetheretherether keton Polokrystalické Vysoce výkonné plasty PEEK je velmi dobrý, vysoce výkonný semikrystalický konstrukční plast. Mezi technickými plasty má nejvyšší chemickou odolnost. PEEK lze rozpouštět pouze v koncentrované kyselině sírové. Má vynikající odolnost proti teplu, oděru, plamenům a hydrolýze.
PET Polyethelium tereftalát Amorfní nebo semikrystalická Technické plasty cca 4krát vyšší odolnost proti nárazům než PMMA, ekologicky šetrný materiál, který během spalování neuvolňuje toxické plyny a je nákladově efektivní.
PE-UHMW
(také: UHMW-PE)
Polyetylen UHMW Polokrystalické Standardní plasty Polyetylen UHMW s extrémně vysokou molekulovou hmotností. Má velmi dobrou odolnost proti oděru a opotřebení, vysokou chemickou odolnost proti chemikáliím, dobré kluzné vlastnosti, samomazání a je velmi odolný proti nárazům.
PFA Perfluoroalkoxy Polokrystalické Vysoce výkonné plasty Polymer, známý také jako TEFLON (skupina fluoropolymerů). Kombinuje chemické vlastnosti PTFE s mechanickými technickými vlastnostmi FEP. PFA je odolný vůči chemikáliím, teplotám, UV záření a je vynikající elektrický izolátor, extrémně odolný proti povětrnostním vlivům.
PI Polyimid amorfní Vysoce výkonné plasty Netavitelné, vynikající teplotní odolnost, vysoká mechanická pevnost, vysoká stabilita tvaru, velmi dobré třecí vlastnosti a odolnost proti opotřebení.
PMMA Polymetylmetakrylát amorfní Vysoce výkonné plasty Označuje se také jako akrylové sklo nebo plexisklo. Má vynikající průhlednost, odolnost proti povětrnostním vlivům a zpracovatelnost, střední pevnost, vysokou tuhost, je relativně křehký, má dobré elektrické izolační vlastnosti, lešticí vlastnosti, je odolný vůči kyselinám a alkalickým roztokům středních koncentrací.
POM Polyacetální Polokrystalické Technické plasty Vynikající mechanická pevnost; v mnoha případech se používá jako materiál pro kola, válečky a převodová kola.
PP Polypropylen Polokrystalické Standardní plasty Vysoká pevnost a tvrdost, dobrá chemická odolnost proti mnoha kyselinám, zásadám a rozpouštědlům, dobrý izolátor, používaný v potravinářském průmyslu, ale také v nábytku, automobilech a chemickém farmaceutickém průmyslu.
PPS Polyfenylensulfid Polokrystalické Vysoce výkonné plasty PPS je vynikající krystalický konstrukční plast. Má vynikající tepelnou odolnost a fyzikální vlastnosti nejsou narušeny ani při delším používání při vysokých teplotách. Má také vynikající chemickou odolnost, mechanické a elektrické vlastnosti a je rozměrově stabilní.
PPS / HPV PPS Typ polyfenylensulfidu vyztužený vlákny   Technické plasty Techtron® HPVPPS je produkt založený na vynikajících PPS odolných proti teplu a chemikáliím a má výrazně zlepšené kluzné vlastnosti. Používá se u klouzavých komponent s vysokou teplotou a vysokými hodnotami PV.
PTFE a PTFE (F4) Polytetrafluoretylen Polokrystalické Vysoce výkonné plasty Polymer, známý také jako TEFLON (skupina fluoropolymerů). Má vynikající chemickou odolnost proti korozi, vynikající teplotní odolnost, používá se často jako těsnicí a plnicí materiál. PTFE má nižší koeficient tření (aktuálně považovaný za nejhladší dostupný materiál) a vyšší nepřetržitou provozní teplotu než FEP.
PVC Polyvinylchlorid Polokrystalické Standardní plasty Odolnost vůči kyselinám, alkalickým roztokům, alkoholu, ropě a benzínu, zpomaluje hoření, nízká tepelná vodivost, velmi dobrá izolace proti elektřině, světlu a zvuku.
PVDF Fluorid polyvinyliden Polokrystalické Vysoce výkonné plasty Odolnost vůči různým chemikáliím, vysoká mechanická pevnost, vysoká odolnost proti UV záření a povětrnostním vlivům, vysoká teplotní odolnost, použití: Konstrukce přístrojů, balení, potravinářský a farmaceutický průmysl, elektrická zařízení všeho druhu, trubky, kluzné tyče, šrouby atd.
RENY Polyamidový nylon MXD6 vyztužený skelným vláknem krystalický Technické plasty RENY vychází z polyamidového a krystalického konstrukčního plastu MXD6 vyztuženého z 50 % skleněnými vlákny. Má nejvyšší pevnost a pružnost z plastů a také vykazuje velmi dobrou stabilitu při vystavení olejům a teplu. Lze jej tedy použít jako alternativu ke kovu.
Vysoký výkon Technické Standardní PPS, PEK, POHLED, ETFE, FEP, PVDF PI, PMMA PCM, PA6, PA 66, nylon MC PA 11/12, PBT, PE, PET PC, PMMA PP, PE-HD, PE-LD, PE-LLD, PVC ABS, PS, PS-HI Polokrystalické g isolation="isolate"> amorfní Cena a výkon Objem výroby

Výhody a nevýhody plastů

Plastové spojovací prvky mají následující výhody:

  • Obvykle mají izolační účinek, jak tepelně, tak elektricky.
  • Často se rozšiřují podobně jako přírodní materiály.
  • Často jsou odolné vůči vodě a mnoha chemikáliím.

Ve srovnání s kovovými spojovacími prvky patří mezi jejich nevýhody to, že mají často nižší odolnost proti tahovým a stlačujícím silám a také nižší maximální aplikační teplotu. To je třeba vzít v úvahu například při výběru plastových podložek.

Chemická odolnost vybraných plastů

V následující tabulce je uveden přehled chemické odolnosti vybraných plastů:

Chemická odolnost vybraných plastů
  PC PPS RENY PEEK PVC PP PTFE PFA PVDF Keramika POM PA6 PA66 PA12
  Kyseliny                          
Kyselina chlorovodíková 10 % o o x o o o o o o o x x x x
Kyselina sírová 10 % o o x o o o o o o o x x x ^
Kyselina sírová 50 % ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Kyselina dusičná 10 % o o x o o o o o o ^ x x x x
Kyselina dusičná 50 % ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Kyselina fluorovodíková 10 % o ^ x - - o o o o x x x x -
Kyselina fluorovodíková 50 % ^ x x x - ^ o o ^ x x x x -
Kyselina fosforečná o ^ x o o o o o o x x x x ^
Kyselina mravenčí o o x ^ ^ o o o o - x x x x
Kyselina octová o o x o ^ o o o o - ^ x x ^
Kyselina citronová o o ^ o o o o o o - ^ ^ ^ ^
Kyselina chromová o ^ x o o o o ^ o ^ - ^ - ^
Kyselina boritá o o ^ o o o o ^ o ^ - ^ - o
  Alkoholy                          
Metanol ^ o - o o - o o o o o - - ^
Butanol - - - o - - - - o - o - - -
Glykol o o - o - - o o - o o - - o
  Aldehydy a ketony                          
Acetaldehyd x - o o - o o o o o o - - ^
Aceton x o - o - - - - - - - - - -
Formalín - - - o - - - - - - - - - -
Methylethylketon - - - o - - - - - - - - - -
  Zásady                          
Čpavek x o o o o o o o o - x o o o
Hydroxid sodný 10 % - o o o o o o o o - ^ o o o
Hydroxid draselný 10 % x ^ o o o o o o o - ^ o o o
Hydroxid vápenatý o ^ x o o o o o o - o x x o
  Halogenované organické látky                          
Uhlík tetrachloridu - - - o - - - - o - - - - -
Perchlorethylen - - - o - - - - o - - - - -
Freon 12 - - - o - - - - - - - - - -
  Uhlovodíky                          
Benzen x - - o - - - - o - - - - -
Toluen x o - o - - - - o - - - - -
Xylol - - - o - - - - - - - - - -
Cyklohexan - - - o - - - - ^ - - - - -
Napthalen - - - o - - - - - - - - - -
  Anorganické chemikálie                          
Voda o o o o o o o o o o o ^ ^ o
Sulfid vodíku o o o o - o o o o - ^ o o o
Oxid siřičitý - ^ o o - o o o - - o o o -
Chlorid sodný o - o o - o o - o - o o o -
Ledek amonný x o o o - o o o o - ^ o o -
Dusičnan sodný - o o o - o o o o - ^ o o o
Octan sodný x - o o - o o - o - o o o -
Uhličitan vápenatý o o o o - o o o o - o o o -
Chlorid vápenatý o o o o - o o o o - o o o o
Chlorid hořečnatý o o o o o o o o o - o o o -
Síran hořečnatý o o o o o o o o o - o o o -
Síran zinečnatý o o o o - o o o o - ^ o o o
Peroxid vodíku o ^ ^ o o o o o o - x ^ ^ ^
  Chemikálie                          
Močovina o - - o - o - - - - ^ - - -
Čisticí prostředek o - o o - o - - - - o o o -
o = lze použít
^ = lze použít za určitých okolností
x = nelze použít
- = žádná data

Příklad aplikace: Plastové rukávy a plastové podložky

Rozpěrné objímky se používají v mnoha provedeních k vytvoření vzdálenosti mezi dvěma součástmi. Jsou válcového tvaru a mohou se skládat například z pryže, kovu nebo plastu. Účelem může být izolace, snížení tření nebo kontrola pohybu. Plastové rozpěrné objímky nabízejí oproti kovovým rozpěrným objímkám několik výhod: Jsou izolační (tepelně nebo elektricky v závislosti na materiálu) a mají podobné vlastnosti jako přírodní materiály. Plastové rukávy se rozšiřují například do podobné míry jako dřevo a další měkké materiály.

Izolační vlastnosti činí z plastových pouzder ideální součást elektroinženýrství, např. pro zajištění elektronických součástek na desce plošných spojů nebo pro správné vyrovnání a pro udržování bezpečných vzdáleností mezi součástmi. Rozpěrné objímky se také často používají ve strojírenství k přesnému uchycení součástí na místě nebo k tlumení vibrací a hluku. Další možností je ložiskové pouzdro nebo montážní pomůcka pro lehké komponenty.

  • 1 - Plastové pouzdro s vodítkem
  • 2 - Rotační hřídel
  • 3 - Rozvodová řemenice
  • 4 - Kuličkové ložisko
  • 5 - Pouzdro ložiska s ložiskem
  • 6 - Hnací kolo

Pokud se mají používat plastové disky, které musí být vodivé, nabízí MISUMI kromě standardizovaných verzí také vodivé a antistatické verze vyrobené z nylonu MC.

Různé plasty se používají také na výrobu podložek. Tepelná a elektrická izolace je také klíčovým kritériem jejich použití. Například MISUMI nabízí také plastové disky s kluznými vlastnostmi. Disky a pouzdra vyrobené z fluoroplastů například snižují třecí odpor v konstrukci pantů. Vzhledem k jejich vynikajícím tepelně izolačním vlastnostem (bod tání je až 300 °C, v závislosti na pevnosti a složení) lze disky Polyether Ether Ketone (PEEK) následně použít v topných a chladicích vedeních.