Eigenschaften von Polyetherimid (PEI)

Polyetherimid (PEI) ist ein thermoplastischer Hochleistungskunststoff, der für seine außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bekannt ist. Es handelt sich um ein hochfestes, hochsteifes aromatisches Polyimid mit ausgezeichneter thermischer Stabilität. Nachfolgend sind einige wichtige Eigenschaften von PEI aufgeführt:

Übersichtstabelle der wichtigsten Eigenschaften vonPolyetherimid (PEI)

1. Thermische Eigenschaften

•Hitzebeständigkeit:
PEI verfügt über eine bemerkenswerte Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) zwischen 215 °C und 220 °C (419 °F–428 °F), wodurch es hohen Temperaturen ohne nennenswerte Verformung standhält. Dies macht es ideal für Anwendungen, die eine hohe Hitzebeständigkeit erfordern, wie beispielsweise in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
Es behält seine Festigkeit und Dimensionsstabilität auch bei erhöhten Temperaturen.

•Glasübergangstemperatur (Tg):
Mit einer Tg von etwa 217 °C (423 °F) behält PEI seine strukturelle Integrität auch bei Temperaturen weit über dem typischen Betriebsbereich der meisten Kunststoffe.

•Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE):
PEI hat einen sehr niedrigen CTE, was bedeutet, dass es bei Temperaturschwankungen nur minimale Maßänderungen erfährt, was es für Präzisionsteile äußerst stabil und zuverlässig macht.

2. Mechanische Eigenschaften

•Hohe Festigkeit und Steifigkeit:
PEI bietet außergewöhnliche mechanische Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Steifigkeit, die auch bei hohen Temperaturen erhalten bleiben. Dadurch eignet es sich für Strukturkomponenten in anspruchsvollen Umgebungen.
Seine Zugfestigkeit liegt typischerweise zwischen 80 und 100 MPa, abhängig von der Güteklasse.

•Schlagfestigkeit:
PEI ist zwar mechanisch belastbar, weist aber im Vergleich zu anderen technischen Thermoplasten eine mäßige Schlagzähigkeit auf. Es kann große Belastungen aushalten, neigt aber unter bestimmten Bedingungen eher zu Sprödbrüchen.

•Hervorragende Dimensionsstabilität:
PEI-Teile weisen eine ausgezeichnete Stabilität unter mechanischer Belastung auf und eignen sich daher für Anwendungen mit engen Toleranzen wie Präzisionszahnräder, Lager und elektrische Steckverbinder.

3. Elektrische Eigenschaften

•Gute elektrische Isolierung:
PEI ist ein hervorragender elektrischer Isolator mit hoher Durchschlagsfestigkeit und geringer elektrischer Leitfähigkeit. Dadurch eignet es sich ideal für elektrische und elektronische Anwendungen wie Leiterplatten, Steckverbinder und Isolatoren.

•Geringer dielektrischer Verlust:
Es weist einen geringen dielektrischen Verlust auf und ist daher für elektrische Hochfrequenzanwendungen geeignet.

4. Chemische Beständigkeit

•Gute chemische Beständigkeit:
PEI ist beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien, darunter Säuren, Basen, Öle und Lösungsmittel. Bei hohen Temperaturen kann es jedoch anfällig für starke Säuren oder Basen sein.
Es bewährt sich gut in rauen Umgebungen und eignet sich daher für Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinbranche.

•Nicht reaktiv:
Aufgrund seiner Reaktionslosigkeit und Biokompatibilität eignet sich PEI für kontaktempfindliche Umgebungen, beispielsweise in der Pharma- und Lebensmittelindustrie.

5. Mechanische Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen

•Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen:
PEI behält seine mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität auch in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen und ist daher für Anwendungen bei Minusgraden geeignet, ohne dass es reißt oder an Steifigkeit verliert.

6. Optische Eigenschaften

•Transparenz:
Eine der bemerkenswerten Eigenschaften von PEI ist seine Transparenz, die bei optischen Anwendungen wie Linsen, Sichtfenstern und optischen Geräten nützlich ist, bei denen klare Sicht unerlässlich ist.
Es verfügt über eine Lichtdurchlässigkeit von über 80 % bei dünnwandigen Abschnitten.

7. Flammbeständigkeit

•Flammhemmung:
PEI ist von Natur aus flammhemmend, selbstverlöschend bei Flammeneinwirkung und brennt nicht weiter, sobald die Flammenquelle entfernt wird. Es erfüllt verschiedene Flammschutznormen, darunter UL 94 V-0 für vertikales Brennen.
Dadurch eignet sich PEI für Elektro- und Automobilanwendungen, bei denen Brandschutz oberste Priorität hat.

8. Verarbeitungsmerkmale

•Spritzguss und Extrusion:
PEI kann mit herkömmlichen thermoplastischen Verfahren wie Spritzguss, Extrusion und Thermoformen verarbeitet werden. Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts (typischerweise über 340 °C) sind jedoch spezielle Geräte erforderlich, um die Temperaturen zu bewältigen.
PEI hat eine hohe Viskosität und zersetzt sich bei erhöhten Temperaturen, was die Verarbeitung erschwert. Fortschritte in der Polymertechnologie haben jedoch zu fließfähigen Typen geführt, die sich leichter verarbeiten lassen.

9. Umweltbeständigkeit

•UV-Stabilität:
PEI ist beständig gegen UV-Strahlung und behält seine mechanischen Eigenschaften auch bei Sonneneinstrahlung oder künstlichen Lichtquellen. Bei längerer UV-Bestrahlung kann es jedoch mit der Zeit vergilben. Dies lässt sich durch die Zugabe von UV-Stabilisatoren verhindern.

•Wetterbeständigkeit:
PEI bietet gute Leistung im Außenbereich und widersteht der Verschlechterung durch Witterungseinflüsse, Feuchtigkeit und andere Umweltfaktoren.

10. Biokompatibilität

•Medizinische und pharmazeutische Verwendung:
Dank seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit, Dimensionsstabilität und Transparenz wird PEI häufig in medizinischen Geräten, pharmazeutischen Verpackungen und implantierbaren Geräten eingesetzt. Es erfüllt die FDA-Standards für Anwendungen im Gesundheitswesen.

Anwendungen von Polyetherimid (PEI):
PEI wird in zahlreichen Branchen eingesetzt, in denen Hochleistungsmaterialien benötigt werden, beispielsweise:
•Luft- und Raumfahrt:Strukturbauteile, Halterungen und Dichtungen, die hohen Temperaturen und mechanischer Belastung standhalten müssen.
•Automobilindustrie:Komponenten unter der Motorhaube wie Anschlüsse, Gehäuse und Kraftstoffsysteme.
•Elektronik:Elektrische Isolatoren, Steckverbinder und leistungsstarke elektrische Komponenten.
•Medizinisch:Sterilisationsbehälter, Diagnosegeräte und implantierbare Geräte.
•Industriell:Zahnräder, Lager und Pumpen, die unter Belastung und extremen Temperaturen arbeiten.

Abschluss

Polyetherimid (PEI) ist ein thermoplastischer Hochleistungskunststoff, der für seine hervorragende thermische Stabilität, mechanische Festigkeit und elektrischen Isolationseigenschaften bekannt ist. Diese Eigenschaften machen es zum idealen Werkstoff für anspruchsvolle Anwendungen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Elektronik, wo Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen unerlässlich ist. Trotz der höheren Kosten ist PEI aufgrund seiner Vielseitigkeit und Langlebigkeit das Material der Wahl für anspruchsvolle Industrieanwendungen.