乔纳森•JurgaitisSpectrum塑料集团
高热热塑性塑料是一组聚合物,因其较高的加工温度而获得这一称号,通常在约550°F至750°F之间。一些更常见的高温聚合物类型是PEEK, Ultem, PSU, PPS,但许多其他材料类型也属于这一类。这些材料被认为是工程材料,但在所有热塑性性能特征的顶峰。这些聚合物的一个性能特性(与高热热塑性塑料的名称直接相关)是,与其他工程材料相比,它们具有更高的最高工作温度。高温热塑性塑料的最高工作温度范围约为380°F至450°F,甚至500°F,这取决于聚合物类型。高热聚合物都是刚性的、坚硬的和极其坚韧的。这些材料还具有极强的耐化学性。它们能够承受所有灭菌类型的多次循环,并且往往具有固有的阻燃性。
高热热塑性塑料在世界上使用的所有塑料中所占的重量比例非常小,不到5%。这些材料的成本从每磅十几美元到每磅30到50美元不等。专业等级、植入等级和定制化合物的成本甚至要高得多。
它们是如何工作的?
高热热塑性塑料由不太常见的化学成分组成,制造聚合物的过程可能更加困难和复杂。这些材料的各种化学组成在组成原子之间有更强的化学键。更强的化学键使高温热塑性塑料具有高强度、耐化学性和耐热性。它需要更多的能量来松开这些键,以热量的形式将它们加工成成品,以及其他可能削弱它们在各自应用中的力量。
上面列出的性能意味着高温热塑性塑料在最苛刻和极端的环境和应用中是有用的。各种行业使用高热热塑性塑料,在航空航天、军事、高端汽车、工业、电子和医疗部件中发现的材料。由于其极高的性能和高成本,高热热塑性塑料被保留用于这些行业中最苛刻和最利基的应用。
在医疗行业,这意味着它们有时被用来取代不锈钢,但越来越多地用于神经、儿科、骨科和接入设备应用,在这些应用中,它们可以比以前的刚性材料和多组件结构提供更多的设计自由度和功能。许多原材料供应商提供这些材料的医疗级版本,有些还提供永久性植入物等级。
高热热塑性塑料需要专门的机械和工艺来将其塑造成成品部件。必要的机械增强包括加热器能够保持高达800°F的过程温度。枪管需要使用具有更高耐热性的金属和合金,如高镍合金,以保持枪管和螺杆之间的紧密公差,在某些情况下,出于同样的原因,模具也需要使用类似的高耐热性金属。大多数高温热塑性塑料是吸湿的,需要在较高的温度下干燥,这也需要专门的干燥机。大多数这些高温材料将需要在成型过程中缓慢冷却,以最大限度地减少模内应力和/或最大限度地提高结晶度。这将需要特殊的加热模具和下游校准,以减缓热损失。
高热热塑性塑料已成为广泛应用于技术、利基和高要求应用的材料,并已成为推动现代世界技术发展的关键。
Jonathan Jurgaitis是Spectrum塑料集团的高级挤压工程师阿波罗医疗挤出技术业务。Jurgaitis自2006年以来一直从事定制医疗挤压行业,帮助制造导管和医疗设备组件。自1993年以来,他在挤压行业担任过多个职位。
本文仅代表作者个人观点,并不代表医疗设计外包公司或其员工的观点。