מה מסתתר מתחת למנוע?

Ultem פולימר הנדסי בעל עמידות מצויינת בטמפרטורות גבוהות אשר מיועד לשימוש במערכות רכב, חישה ומתאים ליישומים נוספים הדורשים עמידות מבנית ושמירה על תכונות החומר גם בחום גבוה או עומס קבוע

תמונה 1: יישומים של החומר ברכיבים במערכות דלק ורכב.

אחד הפולימרים המעניינים ביותר בשוק הוא ה-Ultem. מדובר בפוליאתראימיד, שקוף בגוון ענברי ואמורפי, בעל שילוב תכונות ייחודיות: עמידות בטמפרטורה גבוהה, שמירה על תכונות מכאניות בטמפרטורות גבוהות, עמידות בתקני אש שונים וכן התאמה טובה למגוון עיבודי משנה כגון ריתוך, צביעה, הרכבה וכו'. אלו עושים אותו אידיאלי ליישומים מאתגרים בתעשיית הרכב, גלאי תקשורת ועוד.

תכונות תרמיות ומכאניות

Ultem בורך בטמפרטורת מעבר זכוכיתי (Tg) גבוהה. בזכותה, הוא מציג עמידות טובה מאוד בבדיקות Vicat ו-HDT (212 ^oC  ו- 190^oC בהתאמה). הוא עמיד בחום גם במשכי זמן ארוכים ומצליח לשמר את התכונות המכאניות שלו כגון חוזק, קשיחות ועמידות בנגיפה. מכאן, שהוא מתאים במיוחד ליישומים הנדרשים לעמוד בטמפרטורות גבוהות.

בנוסף לכך, מקדם ההתפשטות התרמית שלו הינו 10^-5×5 אחד חלקי מעלה צלזיוס ומודול יאנג עומד על 3300MPa. החומר סופח מעט מאוד לחות ומים (0.7% ו-1.25% בהתאמה, בתנאי סביבה תקניים) ועמיד בזחילה. על כן הוא יכול להתאים גם ליישומים בהם נדרש מהמוצר לעמוד בטולרנסים ממדיים קטנים ולאורך זמן רב, תחת תנאי טמפרטורה גבוהה או עומס.

עמידות בתנאי מזג אוויר

התנהגות בתנאי סביבה (גשם, לחות, קרינת שמש וכו') נבדקה אף היא בחשיפה לקרינת נורת קסנון המחקה את קרינת השמש, ובמחזורים של יובש ולחות. כמו כן נבדקה התנהגותו גם בסביבה סגורה, יבשה וחמה (מדמה חלל סגור חם כמו פנים הרכב). החלקים אשר נבדקו צבועים בצבע שחור סטנדרטי (carbon black) ULTEM 1010K-7101 ובצבע שחור בעל מעבר IR גבוה ULTEM 1010-BK1E157. הבדיקה ארכה 1500 ו-3000 שעות. בתמונות מטה ניתן לראות כי החלקים אשר היו צבועים בצבע IR הצליחו לשמור על הצבע והברק לאורך הבדיקה בצורה טובה יותר מאשר הצבע השחור הסטנדרטי.

תמונות 2 ו-3

תמונה 2: מימין, שינוי בוויזואליות כתוצאה מתנאי סביבה הכוללים לחות. משמאל, שינוי בוויזואליות כתוצאה מתנאי סביבה חמה, יבשה וסגורה.

שקיפות לתחום ה-IR

בתמונות מטה ניתן לראות כי בתחום ה-IR קיימת שקיפות גבוהה (כ-90%) של החומר. החומר נבדק בעוביים שונים ובצבעים שונים וניתן לראות כי גם כאשר הינו אטום לאור הנראה, הוא עדיין מצליח לשמור על שקיפות באזור האינפרא-אדום.

תמונה 3: סוגים שונים של Ultem אשר נבדקו בספקטרופוטומטר. עובי הדוגמה הינו 1.6 מ"מ.

תאימות כימית ומגע במזון/מים

פעמים רבות, החומרים הפולימריים נדרשים לתפקד בצורה טובה בסביבות אגרסיביות, בין אם מדובר בממסים שונים, חומצות או בסיסים, או כימיקלים שונים הנישאים באוויר. לצורך כך, יש לבדוק את התאימות הכימית של הפולימר לכימיקלים השונים ולבדוק את העמידות שלו במגע איתם והיכולת שלו להמשיך ולשמר את התכונות המכאניות שלו בנוכחות כימיקלים אלו ולא להישבר או להיסדק.

Ultem נמצא עמיד בצורה מצויינת לחומצות ודטרגנטים, עמיד בצורה טובה לנפט, דלקים וגריז כמו גם לקיטור ומים חמים. החומר אינו עמיד בנוכחות בסיסים חזקים.

היות ופולימרים רבים משמשים בתעשיית המזון והמים, חשוב מאוד לבדוק מה משתחרר מהפולימר בעת מגע עם מזון ומים אשר נכנסים לתוך גופינו. קיימים תקנים מחמירים במיוחד עבור פולימרים אשר באים במגע הדוק עם מים ומזון ו-Ultem עומד בכל הדרישות של התקנים המחמירים של ה-FDA, EFSA, WRAS ותקנים עולמיים נוספים. כמו כן, החומר עמיד בשיטות עיקור שונות ובכך ניתן להשתמש בו ללא דאגה בתעשיות הקשורות למזון ו/או מים.

יישומים אפשריים בתחום הרכב

תחום המכוניות האוטונומיות הולך וצובר תאוצה בעולם וה-Ultem מתאים מאוד לשמש כחלק מהגלאים ברכיבים שונים ברכב האוטונומי. כמו כן הוא מתאים לשמש במנועים וחלקים נוספים אשר נמצאים תחת מכסה המנוע ובמערכות הדלק. דוגמאות נוספות ניתן לראות בתמונה 1.

Ultem – תכונות עיקריות

• טמפרטורת Tg גבוהה: 217-247^oC.
• יציבות ממדית טובה הודות למקדם התפשטות תרמי נמוך.
• שימור התכונות המכאניות גם בטמפרטורות גבוהות.
• מעוכב בעירה ברמה של V0.
• אינדקס חמצן (LOI) 47%.
• התפתחות עשן נמוכה ורעילות נמוכה.
• עמיד בעיקור בשיטות שונות כגון גמא וקיטור.
• שקיפות בתחום האינפרא-אדום.
• יכולות עיבוד מצויינות.

למידע נוסף:

סוכית, דני סטלמן, 050-649-1261, [email protected]