septiembre 13, 2019 12:00:43 AM
Plásticos resistentes al calor
Injection World (13 de septiembre de 2019)
Los termoplásticos de alta temperatura sustituyen cada vez más a los metales en la automoción, la industria aeroespacial, la electrónica y los electrodomésticos. Peter Mapleston informa sobre los avances en PA, PPA, PPS, PEEK y otros polímeros Se puede perdonar a los moldeadores por inyección y a los prescriptores que no sepan por dónde tirar cuando se trata de elegir termoplásticos resistentes a altas temperaturas. En los últimos años, las carteras de poliamidas de alta temperatura (la mayoría de ellas, aunque no todas, poliftalamidas, PPA), sulfuros de polifenileno (PPS), poliarletercetonas (PAEK, de las cuales la más famosa es la polieteretercetona, PEEK) y polieterimida (PEI) han crecido sustancialmente, ya que los proveedores de materiales trabajan para satisfacer la creciente demanda.
El interés por los termoplásticos resistentes a altas temperaturas (HTP) viene de todas partes. Así lo cree Brett Weishalla, ingeniero jefe de desarrollo de productos de la importante empresa de fabricación de compuestos RTP Company, de Winona, MN (EE.UU.). «Aunque los fabricantes de los sectores de automoción, aeroespacial, petróleo y gas, electrónica, bienes de consumo y semiconductores llevan mucho tiempo utilizando HTP, algunos segmentos concretos, como los vehículos eléctricos o los cigarrillos electrónicos, se están convirtiendo rápidamente en espacios de mercado propios», afirma.
En Conventus Polymers, un prometedor distribuidor y formulador de termoplásticos especiales con sede en Parsippany (Nueva Jersey, EE.UU.), el presidente de la empresa, John Jorgensen, afirma que los HTP suelen ofrecer otras ventajas además de la resistencia a la temperatura, como resistencia inherente a la llama, excelentes propiedades de llama, humo y toxicidad (FST), resistencia química superior, buena resistencia a la fluencia, pureza muy elevada y muchas otras. «Los HTP siguen ganando popularidad como opciones de sustitución de metales en muchos sectores con aplicaciones críticas, como automoción, petróleo y gas, sanidad, semiconductores, electricidad, manipulación de fluidos, membranas/filtración, servicios alimentarios y aeroespacial, por citar algunos», afirma Jorgensen.BASF es uno de los principales productores de polímeros que están innovando para responder a este aumento de popularidad, y ha lanzado no menos de tres nuevas familias de PPA (poliamidas con resistencia extra a altas temperaturas gracias en parte a su naturaleza semiaromática) desde justo antes de K2016, explicando que «este reto fundamental del mercado no puede resolverse con un solo material». La cartera de PPA de la empresa, que comprende unos 50 compuestos, se basa ahora en cuatro polímeros: Ultramid T KR, un PA6T/6, que BASF ha estado vendiendo desde la década de 1990; Ultramid Advanced N, un PA9T presentado en K2016; Ultramid Advanced T1000 (PA6T/6I) presentado en Fakuma 2018; y Ultramid Advanced T2000 (PA6T/66), que debutó en Chinaplas 2019.
En el lanzamiento de Ultramid Advanced T2000 en mayo, Abdullah Shaikh, jefe del equipo global de PPA de BASF, afirmó que el producto «es la solución ideal para piezas que requieren una rigidez y resistencia elevadas y constantes en un amplio rango de temperaturas, en combinación con resistencia al calor y la humedad, así como propiedades ignífugas (FR) opcionales». Según BASF, el último PPA presenta una resistencia al impacto mejorada, equiparable a la del PA66 estándar, y una menor absorción de agua que las poliamidas alifáticas estándar, lo que se traduce en una elevada estabilidad dimensional. Su elevado punto de fusión (310 °C) y su temperatura de deflexión térmica superior a 280 °C (HDT-A) lo hacen adecuado para la soldadura sin plomo sin deformación de las piezas. La fluidez es «significativamente superior a la de otras poliamidas de alta temperatura sin comprometer la flexibilidad ni la tenacidad».Dentro de la familia T2000, BASF ha desarrollado una gama especial de grados FR reforzados con un 30% a un 40% de fibras de vidrio y con clasificación UL 94 V-0 disponible para todos los colores. Además, hay varios grados con niveles de refuerzo que van del 30% al 50% de fibras de vidrio y una resistencia al impacto mejorada, disponibles tanto en color crudo como en negro marcado con láser. Hay disponibles diferentes estabilizadores térmicos.
También trabaja en PPA RadiciGroup High Performance Polymers, que ha desarrollado varios grados bajo la marca Radilon Aestus. Una vez más, los materiales se ven menos afectados por la humedad que las poliamidas estándar; también tienen mayor resistencia a la hidrólisis, así como, por supuesto, temperaturas de fusión más elevadas. La gama Radilon Aestus T complementa otros productos de Polímeros de Alto Rendimiento de RadiciGroup basados en PA 6 y 66. El énfasis comercial de la empresa parece bastante diferente del de BASF. El director mundial de marketing, Erico Spini, cita las aplicaciones de Radilon Aestus T1 RV 300 FC y Radilon Aestus T1 RV 400 FC en productos en contacto con alimentos que pueden utilizarse a temperaturas de hasta 270°C. Entre los productos destinados a la fontanería de agua caliente se incluyen Radilon Aestus T1 RV300 RKC, T1 RV 400 RKC y T1 RV 450 RKC, mientras que Aestus T1 RV330RG es adecuado para componentes en contacto con refrigerantes de motores de automoción.
Ampliación de opciones en PA9T
El año pasado, Kuraray amplió su cartera de grados Genestar PA9T E&E con grados retardantes de llama (V-0) libres de halógenos y reforzados con vidrio al 30% (véase Injection World de septiembre de 2018). Este año, destaca el hecho de que está eliminando las últimas barreras para el uso de los grados en aplicaciones E&E, finalizando los registros UL necesarios, como los valores RTI. «Dado que los grados Genestar PA9T son únicos en combinar una buena procesabilidad con la resistencia a las ampollas JDEC MSL 1, CTI [Comparative Tracking Index] de más de 600 V y una alta resistencia de la línea de soldadura, estas ventajas pueden ser experimentadas por fin por los ingenieros de diseño en Europa», afirma Wim Dennison, Especialista en Desarrollo de Mercado de Eval Europe, filial de Kuraray en Bélgica. Dennison también señala un nuevo grado «electro-amigable» reforzado con un 30% de vidrio, G1300A-M42, que ha mejorado la resistencia, desarrollado para conectores de automoción más robustos y piezas muy próximas a componentes electrónicos. «Cuando se priorizan las propiedades mecánicas sobre la fluidez, como suele ser el caso de las piezas pequeñas de electrónica y electrotecnia, este grado podría ser una opción exquisita», afirma. El fabricante Akro-Plastic ha ampliado su cartera de PPA con Akromid T9, que también se basa en PA9T. Señala que el PA9T absorbe menos agua que otros PPA, por lo que su Tg se ve menos afectada tras el acondicionamiento (acaba a 100°C, por debajo de los 120-125°C, mientras que otros PPA pueden perder alrededor de 40°C).
«John Jorgensen, de Conventus Polymers, afirma: «Los fabricantes de polímeros suelen diseñar grados con propiedades equilibradas para un uso general. «La mayor competencia ha llevado a los productores de PPA a diferenciarse mediante el desarrollo de grados especiales. La disponibilidad de grados especiales permite a los ingenieros seleccionar formulaciones que satisfagan mejor sus necesidades específicas. Esto a menudo se traduce en un mejor rendimiento y/o capacidades para la próxima generación de aplicaciones existentes, y en el diseño de nuevos productos que abordan espacios que antes estaban fuera de nuestro alcance.»
Weishalla, de RTP, afirma que, aunque los nuevos PPA han ampliado los posibles entornos operativos y aplicaciones de los PPA, la relación entre rendimiento y economía «es un equilibrio delicado. En la mayoría de las aplicaciones seguirá habiendo mucho espacio para los grados convencionales más económicos».
(artículo completo en injectionworld.com)