Polymères à ultra-hautes performances pour les applications électriques et électroniques

L’isolation électrique, l’isolation thermique et la capacité de conserver la résistance sous charge à des températures élevées sont les principales raisons pour lesquelles les produits Torlon PAI, PEEK, Ultem PEI et Ryton PPS ont été acceptés pour une utilisation dans le monde diversifié des dispositifs et composants électriques et électroniques. Ces polymères polyvalents à ultra-hautes performances ont prouvé leur fiabilité dans des conditions d’utilisation finale variées et extrêmes dans des composants destinés aux secteurs du transport, de l’aérospatiale, de l’aéronautique, de la médecine, de la défense, de l’énergie et de la fabrication de produits électroniques, ainsi qu’à de nombreux autres secteurs. Même sur les grandes variations de température courantes dans ces types d’applications. Par exemple, ces polymères haute performance offrent la stabilité dimensionnelle nécessaire au maintien des tolérances des pièces essentielles aux connecteurs électriques et autres composants de précision. En fonction de l’environnement d’application réel, les polymères spécifiques de la famille de formes et de pièces de stock de Drake éliminent également la corrosion et la dégradation dans la vapeur et les environnements chimiques, ce qui permet un service long et fiable. Et leur robustesse inhérente est un atout pour les pièces et les composants qui doivent résister aux chocs, aux vibrations et aux abus courants pendant la manutention, l’installation et l’utilisation, même par temps froid.

Grâce à la combinaison de leurs propriétés physiques, de leur légèreté et de leur fiabilité à long terme, les formes et les pièces de stock de Drake fabriquées à partir de ces polymères à ultra-hautes performances ont prouvé leur valeur en tant que substituts de nombreux métaux, de formulations de verre et de céramiques dans diverses applications électriques et électroniques, des connecteurs de fond de puits haute tension robustes aux boîtiers de capteurs de précision.

La force diélectrique et les propriétés thermiques du Torlon PAI offrent des avantages dans des conditions extrêmes.

Parmi les polymères, le Torlon PAI offre des caractéristiques uniques qui résolvent les problèmes de conception et de performance souvent associés aux connecteurs et aux isolants dans les appareils électriques et électroniques.

  • Le Torlon PAI ne fond pas – Lorsqu’il est exposé à des températures qui feraient fondre d’autres polymères et provoqueraient la défaillance de pièces, le Torlon PAI est performant. Les pièces fabriquées à partir de ce matériau conservent leur résistance et leur intégrité mécanique jusqu’à 260°C . Même à des températures plus élevées, il ne fond pas. Il finira par se carboniser et se consumer, mais ne s’enflammera pas et ne supportera pas de flamme.
  • Résistance et légèreté – Dans les isolateurs haute température, le Torlon PAI offre les avantages d’un poids plus léger et d’une durabilité supérieure à celle du verre, du verre époxy et de la céramique. Alors que ces matériaux lourds et fragiles sont susceptibles d’être endommagés lors de la manipulation et de l’utilisation, le Torlon PAI résiste littéralement au marteau, même dans les sections fines. La gravité spécifique des grades isolants Torlon 4203L (1,42 g/cm3) et Torlon 5030 (1,61 g/cm3) avoisine la moitié du poids des matériaux isolants traditionnels pour hautes températures.
  • Rigidité diélectrique – Le TorlonPAI fonctionne extrêmement bien comme matériau isolant en raison de sa rigidité diélectrique élevée. Ceci est particulièrement vrai pour les grades Torlon 5030 et 4203L, qui combinent une excellente rigidité diélectrique avec une résistance accrue. Le Torlon conserve également sa rigidité diélectrique lorsqu’il est exposé à des températures cryogéniques et élevées, ce qui en fait une option fiable pour les applications qui doivent fonctionner à ces extrêmes.
  • Performance thermique – Aucun polymère transformable par fusion ne conserve sa résistance à haute température aussi bien que le Torlon PAI. Cela a conduit à sa spécification pour une grande variété d’applications exigeantes qui doivent fonctionner à long terme dans des environnements extrêmement chauds. Sa stabilité thermique fait également de ce polymère un bon choix pour les composants électriques et électroniques qui sont exposés à des températures élevées dans les processus de production, et dans les phases de test final pour valider les performances de divers composants dans des environnements d’application réels.Le Torlon PAI a une température de fonctionnement maximale de 260°CoC / 500oF avec une température de transition vitreuse encore plus élevée – 275oC / 527oF. Son faible coefficient de dilatation thermique linéaire permet d’obtenir des tolérances précises sur des variations de température importantes, et tous les grades sont intrinsèquement résistants aux flammes. Combinées, ces impressionnantes propriétés thermiques font du Torlon le polymère thermiquement stable le plus transformable par fusion disponible.
  • Résistance chimique – Le Torlon PAI est très résistant à de nombreux produits chimiques, y compris la plupart des hydrocarbures et des acides. Il est sensible à la vapeur saturée et à certaines bases fortes, mais son profil de résistance chimique convient bien au traitement de l’électronique et des semi-conducteurs. Les pièces usinées ou moulées par injection à partir de Torlon PAI doivent être correctement polymérisées après le formage pour obtenir une résistance chimique optimale. Drake utilise ses plus de 30 fours de post-polymérisation couplés à une vaste expérience dans la polymérisation pour obtenir une Tg (température de transition du verre) constamment élevée dans les formes et les pièces en Torlon PAI. La Tg de ce polymère progresse avec le durcissement et sert de mesure typique de l’efficacité du durcissement.

Avec ses avantages combinés de résistance thermique, chimique et électrique, le Torlon PAI est un choix courant pour de nombreuses applications électroniques, notamment les douilles de test, les contacteurs de puce, les isolateurs de sondes et les embouts. Dans ces rôles, le Torlon PAI est non seulement durable et résistant aux contraintes mécaniques mais il est moins susceptible de libérer des impuretés ioniques par rapport aux polyimides. Le Torlon 4200, en particulier, présente une érosion minimale lorsqu’il est exposé à des gaz de plasma et constitue un bon choix pour les applications de chambre à plasma.

Le PEEK offre une rigidité diélectrique élevée et une résistance chimique exceptionnelle pour les composants électriques et électroniques.

Torlon PAI est l’option à privilégier lorsqu’une combinaison de contraintes mécaniques, thermiques et électriques extrêmes est présente. Cependant, le PEEK offre également une combinaison unique de propriétés qui le rendent idéal pour une variété de composants électriques et électroniques et pour les pièces utilisées dans la production de l’électronique. Ce polymère haute performance offre une fiabilité de fonctionnement à long terme, même dans des produits chimiques agressifs, avec des fluctuations importantes de température, de pression et de fréquence électrique. Ses applications comprennent des composants et des corps pour les potentiomètres d’ajustement qui calibrent et corrigent les erreurs de tension ou de résistance dans les dispositifs électroniques après leur fabrication, ainsi que des blocs de connecteurs électriques et des isolateurs de broches dans les pompes ESP et les équipements électriques sous-marins et autres environnements extrêmes.

Les propriétés clés qui expliquent le choix du PEEK pour ces applications sont les suivantes :

  • Une rigidité diélectrique comparable aux conditions du vide – Bien qu’il serait idéal, mais non réalisable, de fabriquer de l’électronique dans le vide, certains matériaux, dont le PEEK, offrent une bonne option. Avec une rigidité diélectrique comme celle d’un vide poussé (200 uPa), le PEEK est un excellent isolant électrique et constitue donc un bon choix pour les applications de manutention des matériaux utilisés dans la production de composants électroniques et d’isolation.
  • Résistance chimique supérieure – La résistance chimique du PEEK dépasse celle de presque tous les autres polymères, y compris le Torlon. Il peut conserver cette large résistance chimique à des températures élevées allant jusqu’à près de204°C . ce qui a conduit à son utilisation comme matériau résistant à la corrosion dans de nombreuses applications de service sévère.
  • Stabilité thermique – Avec une Tg de .143°C et une température de distorsion thermique de 160°C ., le PEEK résiste aux températures de soudure dans la production de composants électriques et électroniques. Il conserve également ses propriétés électriques et chimiques à des températures élevées, ce qui ajoute à ses avantages pour les pièces utilisées dans des processus de production humides.

Ryton PPS, Ultem PEI et AvaSpire PAEK : options de matériaux haute performance pour les applications électriques et électroniques

Drake propose une gamme complète de matériaux à ultra-hautes performances dans des demi-produits pour l’usinage et dans des pièces moulées, afin de fournir aux ingénieurs le meilleur équilibre entre coût et performance pour leurs applications spécifiques. En plus du Torlon PAI et du PEEK, considérez les profils de performance uniques de ces autres polymères de la gamme Drake qui sont bien adaptés à de nombreuses applications :

Ultem 2300 PEI :

Ce polymère thermoplastique amorphe polyvalent à haute performance est spécifié pour une grande variété d’applications électriques et électroniques dans l’automobile, l’aérospatiale, les télécommunications et d’autres industries. Les utilisations typiques comprennent les connecteurs de fibres optiques, les blocs de connecteurs, les douilles de lampes automobiles et les composants d’allumage, les isolateurs, les réflecteurs métallisés et les boîtiers électriques.

Les avantages en termes de performance qui soutiennent l’utilisation du PEI d’Ultem dans les applications électriques et électroniques comprennent sa résistance diélectrique, un classement d’inflammabilité UL94 VTM-0 et une large résistance chimique. En ce qui concerne les performances thermiques, il présente une température de distorsion thermique de 200°C, conserve sa résistance mécanique élevée à des températures élevées et conserve ses propriétés après une exposition à la chaleur de longue durée.

Ryton R-4 PPS :

Polymère semi-cristallin, le Ryton R-4 PPS est un excellent isolant électrique. Associé à sa résistance aux températures élevées et aux produits chimiques, sa conservation des propriétés isolantes en cas d’humidité élevée fait du Ryton R-4 un bon choix pour les composants électriques et électroniques dans les compartiments moteur des automobiles et autres environnements de service sévères. Les applications éprouvées dans de nombreuses industries comprennent les isolateurs, les connecteurs, les douilles, les bobines, les boîtiers, les interrupteurs et les relais. Son utilisation s’est rapidement développée, remplaçant des matériaux moins performants au fur et à mesure que les températures de fonctionnement augmentaient en raison de l’ajout de nombreuses fonctions électroniques dans des compartiments moteur et des boîtiers d’équipement électrique de taille identique ou plus petite.

AvaSpire PAEK:

Polymère PEEK hybride dont la Tg est de 158°C et la température de déformation thermique de 217°C, AvaSpire PAEK offre une augmentation appréciable des performances thermomécaniques par rapport au PEEK, avec une large résistance chimique et à l’hydrolyse similaire. Selon les exigences de l’application, ses propriétés électriques et d’isolation peuvent en faire un bon choix pour les condensateurs, les bobines, les interrupteurs, les connecteurs et les boîtiers de capteurs.

L’expertise des processus : Essentiel à la performance des matériaux pour les applications électriques et électroniques

Sur la base de leurs propriétés physiques, les polymères Torlon, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI et AvaSpire PAEK à ultra-hautes performances peuvent répondre aux exigences de performance d’une multitude d’applications électriques et électroniques, même dans les conditions de service les plus sévères. Cependant, les performances réelles des composants, et leur constance d’un lot à l’autre, dépendent également de la manière dont ces matériaux sont traités.

Drake est spécialisé dans ces polymères à très haute performance. Leurs avantages ne doivent pas être compromis. Nos investissements continus sont axés sur l’acquisition – et plus souvent sur l’amélioration et le développement – de technologies de pointe et de méthodes de production exclusivement pour le Torlon, le PEEK, le Ryton PPS, l’Ultem PEI et l’AvaSpire PAEK. Nos clients ont appris et sont convaincus que ce degré de dévouement et d’expertise en matière de process garantit que les demi-produits et les composants moulés et usinés fournis par Drake répondent constamment à leurs attentes en matière de performance et de qualité.

  1. Technologie de traitement spécifique aux polymères : Chacun de ces polymères à hautes performances a une composition et une structure différentes. Tous ces produits varient en fonction de leur tolérance aux températures de traitement et aux méthodes d’usinage. Pour maximiser les avantages de leurs performances individuelles, chacune d’entre elles requiert ses propres conditions de production idéales. Il est également essentiel de comprendre et de traiter l’orientation des fibres de renforcement pour obtenir les performances attendues. Avec des dizaines d’années d’expérience exclusivement dans l’extrusion de demi-produits standard, le moulage et l’usinage de ces polymères à ultra-hautes performances, l’équipe de fabrication de Drake sait comment préserver les performances et la qualité de chaque matériau afin que les clients reçoivent des pièces présentant la résistance, la durabilité et les performances qu’ils attendent, expédition après expédition.
  2. Des solutions polyvalentes : Nos ingénieurs de production choisissent toujours le procédé optimal pour chaque polymère que nous traitons. Contrairement à de nombreux transformateurs de matières plastiques, nous ne sommes pas enfermés dans une seule méthode de production. Drake est investi et expérimenté dans l’usinage, le moulage par injection et l’extrusion de polymères de haute performance. Au fil des ans, nos clients ont reconnu que cette polyvalence leur offrait la meilleure solution possible pour répondre à leurs besoins.
  3. La satisfaction du client : Pour les applications dans les polymères de haute performance, les besoins de chaque client posent des défis uniques. Drake collabore activement avec les clients, très souvent sur notre site, afin de développer la solution optimale en termes de matériaux, de conception et de production. Dans certains cas, nous fournirons des prototypes supplémentaires pour affiner les composants avant de lancer la production complète. Les exigences des clients en matière d’applications peuvent également changer avec le temps, et ils ont appris que Drake s’adapte rapidement. Nous sommes suffisamment grands pour travailler avec une grande variété de clients et gérer de grandes séries de production, mais suffisamment petits et flexibles pour agir rapidement lorsque les choses changent. Nos clients le confirment en se basant sur leurs années de relations continues avec nous.
  4. Certification– Les installations et les procédés de Drake sont certifiés, et nous expédions gratuitement nos produits avec les certifications. La certification ISO 9001:2015, ainsi que les normes AMS 3670 et ASTM D5204 sont standard. Les certifications Hamilton Sundstrand MS29.04, BMS 8269 de Boeing, MCS 7004 de Honeywell et A50TF190 de General Electric sont également disponibles si nécessaire. En outre, comme nous ne mélangeons pas d’additifs ou de substances pendant le traitement, nous sommes conformes aux déclarations RoHS, REACH et California Prop 65 faites par les fournisseurs de résine.

Les polymères hautes performances Torlon PAI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI et AvaSpire PAEK peuvent tous offrir des avantages exceptionnels en termes de performances par rapport aux métaux, aux céramiques et aux autres matériaux traditionnels dans une liste croissante d’applications. L’engagement unique de Drake Plastics à aider à la sélection des matériaux et à la technologie et aux conditions de traitement optimales pour chacun d’entre eux garantit que les clients réalisent leurs performances optimales dans chaque composant.

Fabrication de produits électriques et électroniques Applications électroniques et électriques June 21, 2021