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- 品牌：DuPont 杜邦
- 價格： ￥13.7/千克
- 發(fā)布日期： 2024-08-09
- 更新日期： 2025-02-05
| 品牌 | DuPont 杜邦 |
| 貨號 | |
| 用途 | Vespel? 制造的部件重量更輕,不僅實用,而且在許多情況下,比標準金屬、陶瓷和其他工程聚合物(如 PEEK(聚醚醚酮)和 PAI(聚酰胺酰亞胺))更好。 |
| 牌號 | Vespel TP-8311 |
| 型號 | Vespel TP-8311 |
| 品名 | 聚酰亞胺類 |
| 包裝規(guī)格 | 板、棒、管、方塊、長條、圓盤、環(huán)、圓球和定制機加工制件 |
| 外形尺寸 | 板、棒、管、方塊、長條、圓盤、環(huán)、圓球和定制機加工制件 |
| 生產(chǎn)企業(yè) | DuPont 杜邦 |
| 是否進口 |
特點和應用
Vespel 主要用于航空航天、半導體和運輸技術。它結合了耐熱性、潤滑性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和抗蠕變性,可用于惡劣和 的環(huán)境條件。
與大多數(shù)塑料不同,即使在高溫下也不會產(chǎn)生明顯的釋氣,這使得它可用于輕質隔熱罩和坩堝支撐。它在真空應用中也表現(xiàn)良好,低至極低的低溫。然而,Vespel 往往會吸收少量的水,從而導致放置在真空中的泵時間更長。
盡管在這些特性中,有些聚合物都超過了聚酰亞胺,但它們的結合是 Vespel 的主要優(yōu)勢。
熱物理性質
Vespel 通常用作測試熱絕緣體的導熱性參考材料,因為它具有高再現(xiàn)性和熱物理性能的一致性。例如,它可以承受高達 300 °C 的反復加熱,而不會改變其熱性能和機械性能。已經(jīng)發(fā)布了大量測量的熱擴散率、比熱容和推導密度的表格,這些表格都是溫度的函數(shù)。
磁性
Vespel 用于 NMR 波譜的高分辨率探針,因為它的體積磁化率(Vespel SP-1 在 21.8 °C 時為 -9.02 ± 0.25×10?6[5])接近室溫下的水(20 °C 時為 -9.03×10?6 [6]) 負值表示兩種物質都是抗磁性的.將NMR樣品周圍材料的體積磁化率與溶劑的體積磁化率相匹配,可以減少磁共振線的磁化率展寬。
制造應用加工
Vespel 可以通過直接成型 (DF) 和等靜壓成型(基本形狀 - 板材、棒材和管材)進行加工。對于原型數(shù)量,通常使用基本形狀以提高成本效益,因為 DF 零件的工具成本相當高。對于大規(guī)模的CNC生產(chǎn),DF零件通常用于降低每個零件的成本,而犧牲的材料性能不如等靜壓生產(chǎn)的基本形狀。
類型
對于不同的應用,特殊配方被混合/復合。形狀由三個標準過程生成:
壓縮成型(用于板材和環(huán));
等靜壓成型(棒材用);和
直接成型(用于大批量生產(chǎn)的小尺寸零件)。
與從壓縮成型或等靜壓形狀加工而成的零件相比,直接成型零件的性能特征較低。等靜壓形狀具有各向同性的物理性質,而直接成型和壓縮成型的形狀表現(xiàn)出各向異性的物理性質。
標準聚酰亞胺化合物的一些例子是:
SP-1原生聚酰亞胺提供從低溫到 300 °C (570 °F) 的工作溫度、高等離子體電阻以及 UL 等級,可實現(xiàn)最小的導電性和導熱性。這是未填充的基質聚酰亞胺樹脂。它還提供高物理強度和 伸長率,以及 的電氣和熱絕緣值。示例:Vespel SP-1。15%石墨(按重量計),SP-21添加到基礎樹脂中,可提高耐磨性并減少摩擦,適用于滑動軸承、止推墊圈、密封環(huán)、滑塊和其他磨損應用。這種化合物具有石墨填充等級中 的機械性能,但低于原始等級。示例:Vespel SP-21。40%石墨(按重量計),SP-22增強耐磨性、降低摩擦、提高尺寸穩(wěn)定性(低熱膨脹系數(shù))和抗氧化穩(wěn)定性。示例:Vespel SP-22。10%聚四氟乙烯和15%石墨(按重量計),SP-211添加到基礎樹脂中,可在各種操作條件下實現(xiàn) 的摩擦系數(shù)。它還具有出色的耐磨性, 可達 149 °C (300 °F)。典型應用包括滑動軸承或直線軸承,以及上面列出的許多磨損和摩擦用途。示例:Vespel SP-211。15%填充鉬(二硫化鉬固體潤滑劑),SP-3在真空和其他無濕環(huán)境中,石墨實際上會變得具有磨蝕性,具有耐磨性和耐摩擦性。典型應用包括密封件、滑動軸承、齒輪和外太空中的其他磨損表面、超高真空或干燥氣體應用。示例:Vespel SP-3。
材料屬性數(shù)據(jù)
Vespel的材料特性(通過等靜壓成型和機械加工生產(chǎn))
財產(chǎn) 單位 測試
條件 SP-1
(未填充) SP-21
(15%石墨) SP-22
(40%石墨) SP-211
(10%聚四氟乙烯,
15%石墨) SP-3
(15%鉬
2)
比重 無量 綱 1.43 1.51 1.65 1.55 1.60
熱膨脹
系數(shù) 10?6/K 211–296 千米 45 34 27 [9]
296–573 千米 54 49 38 54 52
導熱 W/mK 在 313 K 0.35 0.87 1.73 0.76 0.47
體積電阻率 Ω·米 在 296 K 1014-10 15 1012-10 13
介電常數(shù) 無量 綱 在 100 Hz 時 3.62 13.53
在 10 kHz 時 3.64 13.28
在 1 MHz 時 3.55 13.41
Vespel is the trademark of a range of durable high-performance polyimide-based plastics made by DuPont.[1][2]
Characteristics and applications
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Vespel is mostly used in aerospace, semiconductor, and transportation technology. It combines heat resistance, lubricity, dimensional stability, chemical resistance, and creep resistance, and can be used in hostile and extreme environmental conditions.
Unlike most plastics,[3] it does not produce significant outgassing even at high temperatures, which makes it useful for lightweight heat shields and crucible support. It also performs well in vacuum applications,[4] down to extremely low cryogenic temperatures. However, Vespel tends to absorb a small amount of water, resulting in longer pump time while placed in a vacuum.
Although there are polymers surpassing polyimide in each of these properties, the combination of them is the main advantage of Vespel.
Thermophysical properties
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Vespel is commonly used as a thermal conductivity reference material for testing thermal insulators, because of high reproducibility and consistency of its thermophysical properties. For example, it can withstand repeated heating up to 300 °C without altering its thermal and mechanical properties.[citation needed] Extensive tables of measured thermal diffusivity, specific heat capacity, and derived density, all as functions of temperature, have been published.[citation needed]
Magnetic properties
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Vespel is used in high-resolution probes for NMR spectroscopy because its volume magnetic susceptibility (?9.02 ± 0.25×10?6 for Vespel SP-1 at 21.8 °C[5]) is close to that of water at room temperature (?9.03×10?6 at 20 °C [6]) Negative values indicate that both substances are diamagnetic. Matching volume magnetic susceptibilities of materials surrounding NMR sample to that of the solvent can reduce susceptibility broadening of magnetic resonance lines.
Processing for manufacturing applications
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Vespel can be processed by direct forming (DF) and isostatic molding (basic shapes – plates, rods and tubes). For prototype quantities, basic shapes are typically used for cost efficiency since tooling is quite expensive for DF parts. For large scale CNC production, DF parts are often used to reduce per part costs, at the expense of material properties which are inferior to those of isostatically produced basic shapes.[7]
Types
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For different applications, special formulations are blended/compounded. Shapes are produced by three standard processes:
compression molding (for plates and rings);
isostatic molding (for rods); and
direct forming (for small size parts produced in large volumes).
Direct-formed parts have lower performance characteristics than parts that have been machined from compression-molded or isostatic shapes. Isostatic shapes have isotropic physical properties, whereas direct formed and compression molded shapes exhibit anisotropic physical properties.
Some examples of standard polyimide compounds are:
SP-1 virgin polyimideprovides operating temperatures from cryogenic to 300 °C (570 °F), high plasma resistance, as well as a UL rating for minimal electrical and thermal conductivity. This is the unfilled base polyimide resin. It also provides high physical strength and maximal elongation, and the best electrical and thermal insulation values. Example: Vespel SP-1.15% graphite by weight, SP-21added to the base resin for increased wear resistance and reduced friction in applications such as plain bearings, thrust washers, seal rings, slide blocks and other wear applications. This compound has the best mechanical properties of the graphite-filled grades, but lower than the virgin grade. Example: Vespel SP-21.40% graphite by weight, SP-22for enhanced wear resistance, lower friction, improved dimensional stability (low coefficient of thermal expansion), and stability against oxidation. Example: Vespel SP-22.10% PTFE and 15% graphite by weight, SP-211added to the base resin for the lowest coefficient of friction over a wide range of operating conditions. It also has excellent wear resistance up to 149 °C (300 °F). Typical applications include sliding or linear bearings as well as many wear and friction uses listed above. Example: Vespel SP-211.15% moly-filled (molybdenum disulfide solid lubricant), SP-3for wear and friction resistance in vacuum and other moisture-free environments where graphite actually becomes abrasive. Typical applications include seals, plain bearings, gears, and other wear surfaces in outer space, ultra-high vacuum or dry gas applications. Example: Vespel SP-3.
Material properties data
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Material properties of Vespel[8] (produced by isostatic molding and machining)
Property Units Test
condition SP-1
(unfilled) SP-21
(15% graphite) SP-22
(40% graphite) SP-211
(10% PTFE,
15% graphite) SP-3
(15% MoS
2)
Specific gravity dimensionless 1.43 1.51 1.65 1.55 1.60
Thermal expansion
coefficient 10?6/K 211–296 K 45 34 27 [9]
296–573 K 54 49 38 54 52
Thermal conductivity W/mK at 313 K 0.35 0.87 1.73 0.76 0.47
Volume resistivity Ω·m at 296 K 1014–1015 1012–1013
Dielectric constant dimensionless at 100 Hz 3.62 13.53
at 10 kHz 3.64 13.28
at 1 MHz 3.55 13.122
性能優(yōu)勢
飛機發(fā)動機外件
杜邦™ Vespel® 可以幫助解決飛機發(fā)動機外部部件的嚴苛密封、磨損、摩擦、振動和耐熱性挑戰(zhàn)。
Vespel® 飛機發(fā)動機風扇葉片材料
杜邦™ Vespel® 為飛機風扇葉片耐磨條和葉片墊片提供經(jīng)過驗證的強度、耐磨性和低摩擦。
發(fā)動機部件
杜邦™ Vespel® 零件在高溫下具有持久的性能,摩擦和磨損小,是襯套、墊圈和密封圈的理想選擇。
渦輪增壓器
杜邦™ Vespel® 部件有助于減少排放,同時具有耐熱性和隔熱性,是渦輪增壓器和 EGR 系統(tǒng)的理想選擇。
半導體制造后端
尺寸穩(wěn)定的杜邦™ Vespel® 部件是晶圓處理和芯片測試的理想選擇 - 它們磨損低,不會損壞金屬或陶瓷等晶圓。
飛機發(fā)動機短艙設計
杜邦™ Vespel® 具有久經(jīng)考驗的剪切強度、抗沖擊性和減輕重量,可提高飛機發(fā)動機短艙的性能。
Vespel® 發(fā)動機機油系統(tǒng)密封件
杜邦™ Kalrez® O 形圈、墊圈和定制密封件可承受噴氣燃料、發(fā)動機潤滑油、液壓油、火箭推進劑和氧化劑的侵蝕。
動力運動車輛
杜邦™ Vespel® 離合器組件具有韌性、高摩擦下的低磨損和抗沖擊性,使其成為全地形車、摩托車等的理想選擇。
飛機發(fā)動機短艙設計
杜邦™ Vespel® 具有久經(jīng)考驗的剪切強度、抗沖擊性、輕量化和高耐熱性,可提高飛機發(fā)動機短艙性能。
傳動系統(tǒng)組件
高性能 Vespel® 傳動系統(tǒng)組件有助于控制摩擦、限制磨損并降低卡死風險
電機的平穩(wěn)運行始于正確的部件
由小型電動機和由杜邦™ Vespel® 零件制成的執(zhí)行器驅動的汽車系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠。
的汽車制造商都依賴采用杜邦專有成型技術制造的推力塞。Vespel® 推力塞施加恰到好處的摩擦力，以實現(xiàn)平穩(wěn)打開和關閉，并在部分打開時將窗戶保持在原位。
Vespel® 止推塞和止推板有助于提高以下設備的使用壽命：
小型減速電機
冷卻風扇電機
用于調整轉向和座椅位置
的齒輪箱 窗戶升降電機
天窗、天窗和全景天窗電機
門滑動電機
雨刮器電機
執(zhí)行器襯套
為可持續(xù)交通提供動力
品
更輕的動力總成系統(tǒng)有助于提高燃油效率
汽車動力總成系統(tǒng)提供了一個減輕車輛重量和提高燃油效率的機會，同時降低了系統(tǒng)的總成本。
用更輕的塑料代替金屬部件，可以改變動力總成系統(tǒng)的設計和生產(chǎn)方式。這在一定程度上是可能的，因為杜邦™ Zytel® PLUS 尼龍系列產(chǎn)品具有出色的性能。Zytel® PLUS 產(chǎn)品在高溫、惡劣的化學環(huán)境中非常耐用，這些環(huán)境存在于過去僅由金屬制成的引擎蓋下應用中。
為創(chuàng)新提供原材料
僅使用金屬材料生產(chǎn)動力總成系統(tǒng)組件并不是實現(xiàn)可持續(xù)出行的長期解決方案。金屬受到其質量、制造工藝和物理特性的限制，這些都會增加重量并限制設計靈活性。
除了減輕車輛重量外，與金屬相比，高性能聚合物還為動力總成系統(tǒng)提供了更多的設計和工具靈活性，還延長了工具壽命并降低了系統(tǒng)總成本。例如，典型的注塑成型聚合物零件的刀具壽命超過 100 萬個單位，而壓鑄鋁和鎂零件的模具壽命通常短得多，約為 70,000 至 100,000 個單位。
做出持久的改變
此外，聚合物的特性可以幫助用戶集成多個部件和功能，從而實現(xiàn)更輕、更簡單、更具成本效益的動力總成系統(tǒng)。提高燃油效率的機會是顯而易見的——汽車重量僅減輕 50 公斤（110 磅），每公里可減少多達 5 克二氧化碳，并將燃油經(jīng)濟性提高多達 2%。
使零件和流程變得更好
隨著汽車制造商制造更小的發(fā)動機，渦輪增壓等動力增壓技術正被用于提供滿足購車消費者需求所需的性能。渦輪增壓系統(tǒng)會引入更高的溫度和壓力，以及更多的廢氣再循環(huán) （EGR），從而導致暴露于更具腐蝕性的化學品混合物中。
杜邦為渦輪增壓器和排放系統(tǒng)提供多種材料，可以承受這些新條件：除了典型的 Zytel® 產(chǎn)品外，杜邦™ Zytel® PLUS 尼龍和杜邦™ Zytel® HTN92 系列 PPA 樹脂還為這些要求苛刻的應用提供高性能。這些樹脂基于我們的 SHIELD 技術，在熱氧化性方面實現(xiàn)了飛躍，可以支持長期的熱老化性能。
表現(xiàn)出色的產(chǎn)品組合
Zytel® PLUS 產(chǎn)品組合包括一系列牌號，在耐熱性和耐化學性方面均優(yōu)于傳統(tǒng)尼龍。對于動力總成系統(tǒng)而言，與標準的熱穩(wěn)定尼龍相比，這些特性可以支持將某些發(fā)動機部件的使用壽命延長一倍的機會。這為在塑料材料以前無法處理的應用中替代金屬部件創(chuàng)造了機會。
更多選擇和更多使用方式
通過與原始設備制造商和供應鏈的各個層面合作，我們的材料科學和應用開發(fā)資源可幫助評估設計、操作條件和制造工藝，從而幫助汽車制造商指定正確等級的 Zytel® PLUS 或我們的其他材料之一。杜邦與這些動力總成系統(tǒng)工程師、設計師和制造商合作，幫助預測車輛生命周期內的預期部件性能。通過亞洲、歐洲和美洲的區(qū)域開發(fā)中心，我們可以建模、分析并幫助優(yōu)化組件設計和性能。杜邦與原始設備制造商和供應商合作，從概念到商業(yè)發(fā)布和生產(chǎn)。
示例 1：管理熱氣體
為了滿足更高的溫度要求、高 EGR（廢氣再循環(huán)）率和模塊化設計方法，渦輪增壓器風管系統(tǒng)正在擺脫更重、更昂貴的鋁、不銹鋼和鍍鋅鋼。
如今的解決方案是高溫半芳香族聚酰亞胺 （PPA），例如杜邦™ Zytel®HTN 高性能聚酰胺樹脂。這些高性能塑料支持風管系統(tǒng)中的先進設計和集成。零件的集成可以消除對夾具、支架和硅膠套的需求，使組裝更簡單、更高效。
例如，位于日內瓦的杜邦 吹塑技術中心生產(chǎn) 3D 吸塑吹塑和共擠管材，可以將渦輪增壓器增壓空氣冷卻器與發(fā)動機的進氣歧管相結合?！盁醾取憋L管正在開發(fā)中，使用我們的耐高溫尼龍HSLX樹脂，耐溫高達210°C。
示例 2：減少摩擦
通過減少摩擦和磨損來提高動力總成效率有助于降低油耗和耐用性。通過定義一組在高溫下影響磨損的關鍵材料特性，杜邦科學家已經(jīng)證明，與現(xiàn)有材料相比，使用 Vespel® SCP 樹脂等材料可改善 60-70% 的磨損。
例如，在旋轉表面之間帶有潤滑劑的盤式系統(tǒng)上的板通常用于傳動系統(tǒng)應用，例如止推墊圈和密封環(huán)。通過仔細優(yōu)化材料選擇和設計指南，同時考慮系統(tǒng)的熱需求，我們已經(jīng)能夠證明測量的摩擦減少了 45% 到 55%，這對于幾個旋轉傳動系統(tǒng)組件來說是一個顯著的收益。
汽車制造商在評估了 Vespel® SCP 材料在暴露于高濃度煙塵和焦炭顆粒的排放閥應用中的性能后，發(fā)現(xiàn) EGR 閥的性能有所提高。這些顆粒會導致磨損問題和驅動速度問題，主要是由于摩擦性能隨時間的變化。
電機的平穩(wěn)運行始于正確的部件
由小型電動機和由杜邦™ Vespel® 零件制成的執(zhí)行器驅動的汽車系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠。
