Qu’est-ce que l’Ultem 2400 PEI ?
Ultem 2400 PEI est un plastique amorphe à base de polyétherimide renforcé par 40 % de fibres de verre. La polymère elle-même est opaque et de couleur ambre foncé dans sa forme standard, et est disponible dans des couleurs personnalisées. Il est également conforme à la directive RoHS.
Tous les grades de la famille des polyétherimides Ultem ont une résistance structurelle intrinsèquement élevée, une grande rigidité, des propriétés ignifuges et une résistance aux températures élevées et aux produits chimiques. Ces mêmes attributs caractérisent à des degrés divers d’autres polymères imidés tels que le Torlon PAI, un polyamide-imide, et le Vespel PI, un polyimide. L’ajout d’un renfort de 40 % de fibres de verre confère à l’Ultem 2400 une résistance nettement supérieure à celle des grades d’Ultem PEI non chargés, et une amélioration significative de la résistance par rapport aux grades à plus faible teneur en fibres de verre.
Quels types de formes semi-finies pour l’usinage sont disponibles dans l’Ultem 2400 ?
Drake Plastics transforme le matériau PEI par extrusion à l’état fondu en une large gamme de dimensions de barres rondes et de plaques semi-finies destinées à l’usinage. Ce thermoplastique peut également être transformé en pièces par moulage par injection. L’Ultem 2300, un grade similaire renforcé avec 30 % de fibres de verre, est également disponible chez Drake sous forme de Seamless Tube® extrudé.
Spécifications –
ASTM D5205
Disponibilité des produits semi-finis –
Quelles sont les principales propriétés de l’Ultem 2400 ?
La teneur de 40 % en fibres de verre de la formulation Ultem 2400 ajoute une résistance structurelle significative à la combinaison inhérente et exceptionnelle de propriétés de l’Ultem PEI. Il s’agit donc d’une option légère et durable pour remplacer le métal.
Ultem 2400 conserve une grande résistance structurelle à des températures élevées.
La capacité à maintenir la rigidité structurelle et à résister au fluage à des températures élevées sont des avantages majeurs de l’Ultem 2400. Le module de flexion de la formulation renforcée à 40 % de verre est de 10 000 MPa (1 450 Kpsi) et reste à ce niveau élevé à des températures de plus de 200oC (392oF). Sa résistance à la chaleur en fait une alternative légère et viable aux métaux pour de nombreux composants usinés qui doivent rester stables et rigides dans des environnements à haute température.
La fiche technique des propriétés de l’Ultem 2400 indique une température impressionnante de 210oC (410oF) de déflexion thermique lorsque les barres d’essai sont soumises à 1,8MPa (261 psi). Polymère amorphe, il présente également une température de transition vitreuse (Tg) ou un point de ramollissement plus élevé de 217oC (422oF), comparé à celui du PEEK semi-cristallin de 150oC (302oF).
La résistance à l’inflammabilité de l’Ultem 2400 est conforme aux normes UL V0 et FAR25.853.
Le polymère PEI Ultem est intrinsèquement ignifuge sans ajout d’additifs ignifuges. Ses caractéristiques de test de flamme et de fumée ont permis à l’Ultem 2400 renforcé de verre d’obtenir la certification UL 94V0 et d’être conforme aux critères de performance de la norme FAR25.853 de l’industrie aéronautique. Il présente également un indice d’oxygène impressionnant de 54 %, tel que mesuré par la norme ASTM D 2863.
Ultem 2400 offre des propriétés électriques exceptionnelles et stables.
La rigidité diélectrique de l’Ultem 2400 est l’une des plus élevées de tous les thermoplastiques disponibles dans le commerce. Les propriétés électriques de toutes les formulations d’Ultem, y compris leur résistivité volumique et leur facteur de dissipation, restent stables dans une large gamme de conditions. Ces propriétés, ainsi que ses performances thermiques et mécaniques et ses indices d’inflammabilité, ont conduit à l’élaboration de spécifications pour l’Ultem 2400 dans les composants électriques et électroniques critiques utilisés dans l’aérospatiale et d’autres équipements de haute technologie.
Ultem 2400 résiste à plus de produits chimiques que beaucoup d’autres plastiques amorphes.
Comparé à d’autres polymères amorphes, le PEI Ultem résiste à l’exposition à une gamme exceptionnellement large de produits chimiques. La formulation de la résine Ultem 2400 conserve ses propriétés physiques et résiste à la fissuration sous contrainte environnementale en cas d’exposition à la plupart des fluides automobiles et aéronautiques commerciaux, aux hydrocarbures entièrement halogénés, aux alcools et aux solutions aqueuses faibles. Toutefois, les produits fabriqués à partir de ce matériau ne doivent pas être utilisés lorsqu’ils sont exposés à des hydrocarbures partiellement halogénés et dans des environnements fortement alcalins.
Comme pour tous les matériaux, lorsque les applications de l’Ultem 2400 nécessitent une exposition prolongée ou une immersion dans un produit chimique spécifique, les pièces finies doivent être évaluées dans des conditions réelles d’utilisation.
La faible absorption d’humidité et le CLTE assurent la stabilité dimensionnelle des pièces en Ultem 2400.
Dans les environnements humides, les composants usinés à partir des demi-produits Ultem 2400 de Drake présentent une grande stabilité dimensionnelle. Les facteurs clés sont la faible absorption d’eau du matériau (0,8 % à saturation) et sa faible absorption d’humidité (0,4 % à 50 % d’humidité relative). Le plastique haute performance conserve également ses propriétés après une stérilisation répétée à la vapeur, ce qui en fait un candidat pour les applications médicales où un produit usiné ou moulé nécessite une grande résistance structurelle et une fiabilité à long terme.
Quels sont les autres avantages de l’Ultem 2400 en termes de performances ?
Le grade Ultem 2400 PEI 40% renforcé de verre présente des caractéristiques supplémentaires qui ont conduit à sa spécification par la communauté des ingénieurs dans des applications très diverses.
Parce qu’il peut être galvanisé, l’Ultem 2400 a été spécifié pour les boîtiers de lampes à haute intensité dans l’industrie automobile et aéronautique. Sa résistance à des températures élevées garantit l’intégrité structurelle de ces composants.
En outre, le matériau n’est pas connu pour transmettre des contaminants ou des impuretés dans des conditions de température élevée. Parmi les caractéristiques de l’Ultem 2400 à cet égard, on peut citer les faibles taux d’ionisation et de dégazage. Aucun PFA n’est ajouté intentionnellement au matériau et il ne contient pas d’additifs ignifuges halogénés.
Comment Drake optimise les propriétés de l’Ultem 2400 dans les pièces usinées.
L’orientation des fibres dans une pièce extrudée semi-finie est déterminée par le sens d’écoulement de la matière fondue au cours de la transformation. En outre, l’orientation des fibres dans les pièces usinées influe à la fois sur leur stabilité dimensionnelle et sur l’emplacement des niveaux de résistance les plus élevés dans la configuration de la pièce.
Une propriété importante liée à la stabilité dimensionnelle est le CLTE (coefficient de dilatation thermique linéaire) de la formulation polymère. La façon dont l’orientation des fibres affecte le CLTE peut être un élément clé lors de la conception et de l’usinage des pièces. C’est notamment le cas pour les composants usinés en Ultem 2400, dont la teneur en fibres de verre est élevée (40 %).
A titre d’exemple, le CLTE ou coefficient de dilatation thermique du revêtement d’Ultem 2400 dans le sens de l’écoulement de la matière fondue est de 1,5 x 10-5/oC. Lorsqu’elle est mesurée dans le sens de l’écoulement, la CLTE passe à 4,5 x 10-5/oC.
De même, les propriétés liées à la résistance, et en particulier le module de flexion, sont affectées par l’orientation des fibres dans la pièce usinée. Les mesures des propriétés physiques effectuées dans le sens de l’écoulement présentent des valeurs plus élevées que celles effectuées dans le sens inverse de l’écoulement.
Drake Plastics possède une vaste expérience dans l’optimisation des propriétés de résistance et de stabilité en fonction de l’orientation des fibres dans les pièces extrudées semi-finies et dans les pièces usinées à partir de celles-ci. Dans de nombreux cas, cette expertise permet à Drake de positionner la barre ou la plaque à usiner de manière à ce que l’orientation interne des fibres confère la plus grande résistance là où elle est le plus nécessaire.
Quelles sont les applications typiques de l’Ultem 2400 ?
Les ingénieurs et les concepteurs ont spécifié l’Ultem 2400 pour les composants structurels nécessitant une stabilité dimensionnelle, une résistance à l’environnement et une conformité aux normes industrielles d’inflammabilité et de génération de fumée. Les applications actuelles et potentielles couvrent divers secteurs d’activité :
- Composants d’éclairage et de sièges d’aéronefs
- Composants d’équipements électriques et électroniques
- Dispositifs de câblage et connecteurs, y compris ceux des équipements des champs pétrolifères
- Composants de protection des circuits
- Appareil de soins de santé et équipement d’imagerie
- Dosage des liquides, équipement de traitement de l’huile
- Instruments médicaux stérilisables et composants de dispositifs
Dimensions des tubes sans soudure ® –
44,45mm OD x 25,4mm ID à
63,5mm OD x 38,1mm ID
