PETP tekninen esite

vink passion for plastics
PET Tekniset tiedot
PET Tekniset tiedot
PET - polyetyleenitereftalaatti - termoplastinen polyesteri - on kestomuovi. Se kuuluu lineaarisiin polyestereihin, joita kutsutaan polyalkyylitereftalaateiksi. Englantilainen ICI kehitti tämän materiaalin jo
vuonna 1946.
PET valmistetaan polykondensaatiolla, tärkeimmät raaka-aineet ovat
tereftaalidihapon dimetyyliesteri sekä eteeniglykoli. Materiaali kehitettiin alun perin lankakuiduksi ja sitä markkinoitiin nimellä ”Teryleeni”. Myöhemmin materiaalista alettiin valmistaa kalvoja ja 60-luvun
puolivälissä hollantilainen Akzo aloitti puolivalmisteiden ja teknisten
tuotteiden valmistuksen. 80-luvulla PET:n kehitystyön tavoitteena oli
pakkausmateriaali, jolla voidaan korvata lasia, esim. parfyymi- ja juomapulloissa. Näin syntyi amorfinen kirkas A-PET, sekä lämpömuovattava PETG. Kiteistä laatua kutsutaan myös PETP:ksi
Ei suositella
•
käytettäväksi jatkuvasti korkeissa lämpötiloissa (>65°C)
•
stabiloimattomana ulkokäyttöön
Ominaisuudet
Osittain kiteinen PET on yksi jäykimmistä lujittamattomista muovilaaduista. Materiaalin kimmomoduuli ja kovuus muuttuvat vain vähän normaalilla
käyttölämpötila-alalla (n.80°C saakka): Viruminen on vähäistä, näin ollen
PET kestää suhteellisen suuria staattisia kuormituksia. PET kestää hyvin
myös dynaamista kuormitusta ja sen taivutuslujuus on suuri. Materiaalin
Käyttöala
iskunkestävyys on erinomainen, mutta lovi-iskulujuus on huono. PET:stä
Hyvien lämpö-, mekaanisten sekä sähköisten ominaisuuksiensa ansiosta
valmistetuissa osissa kannattaa suosia pyöristyksiä ja välttää teräviä sisä-
osittain kiteisellä PET:llä on laaja käyttöala. PET:tä käytetään mekaa-
puolisia kulmia sekä suuria kappaleen paksuuden vaihteluita. PET:n kitka-
nisissa rakenteissa, joilta vaaditaan kuormituskestävyyttä, hyvää mit-
kerroin on pieni ja säilyy eri olosuhteissa lähes muuttumattomana. Tämän
tapitävyyttä, pientä kitkaa sekä hyvää kulumiskestävyyttä. Tyypillisiä
vuoksi pieni liukunopeus ja sileä (vastin)pinta eivät aiheuta ongelmia (ei
käyttökohteita ovat laakerit, hammaspyörät sekä erilaiset koneenosat.
slip-stick –ilmiötä). PBT on hauraampi laatu, mutta sen lovi-iskulujuus on
Mekaanisen lujuuden, hyvän lämpöstabiliteetin sekä hyvien sähköisten
parempi kuin PET:n. Amorfisten A-PET:n ja PET-G:n iskulujuus on hyvä,
ominaisuuksiensa ansiosta PET soveltuu käytettäväksi sähköisiin ja elekt-
mutta näiden laatujen mekaaninen lujuus ja jäykkyys ovat pienempiä kuin
ronisiin laitteisiin.
kiteisen PET:n.
Amorfista PET:iä ja PETG:tä käytetään kohteissa, joissa materiaalilta vaa-
Lämpöominaisuudet
ditaan iskunkestävyyttä, läpinäkyvyyttä sekä mittapitävyyttä. PET:n tyy-
PET:n lineaarinen lämpölaajenemiskerroin on alhainen verrattuna moniin
pillisiä käyttökohteita ovat lämpömuovatut näytetelineet, elintarvikkeiden
muihin materiaaleihin. Pienen lämpölaajenemiskertoimen ja vähäisen kos-
säilytysastiat, koneiden erilaiset suojalevyt sekä sterilointilaitteet ja lääke-
teuden imeytymisen ansiosta materiaalin mittapitävyys on vahvistamatto-
teollisuuden säilytysastiat.
mista muovilaaduista parhaimpia. Käyttölämpötila-alue on -40 - +100°C,
lyhytaikaisesti materiaali kestää n. 160 °C:n lämpötilaa. Lasikuitulujitteisia
Ominaispiirteitä
laatuja voidaan käyttää jopa 250°C:een saakka (lähellä lasittumispistettä).
Kirkkaan PET:n (A-PET ja PET-G) ylin käyttölämpötila on n. 65°C.
•
luja ja jäykkä materiaali
•
viruminen vähäistä, pieni kylmävaluminen
•
mittatarkkuus (kosteuden imeytyminen vähäistä, pieni
Sähköiset ominaisuudet
lämpölaajenemiskerroin)
PET:n sähköiset ominaisuudet ovat hyvät, sekä ominaisvastus että lä-
•
kova pinta (voidaan hioa mittatarkaksi)
pilyöntilujuus ovat korkeat. Lämpötilan vaihtelut tai kosteus eivät vaiku-
•
alhainen kitkakerroin ja hyvä kulutuskestävyys
ta materiaalin sähköisiin ominaisuuksiin. Myös eristeominaisuudet ovat
•
pienin kitkakerroin suhteessa alumiiniin
riittävät moniin käyttökohteisiin ja ne pysyvät muuttumattomina laajalla
•
hyvä iskulujuus (kuitenkin jossain määrin loviherkkä)
taajuusalueella.
•
hyvät sähköiset ominaisuudet
•
hyvä kemiallinen kestävyys
Optiset ominaisuudet
Kirkaan PET:n (A-PET ja PETG) valonläpäisykyky on lähes sama kuin
PET: käytössä huomattavaa
akryylin, n. 90%.
•
loviherkkyys
•
ei kestä kuumaa vettä ja höyryä
Fysiologiset ominaisuudet
•
ei kestä vahvoja liuotinaineita, väkeviä happoja tai emäksiä
PET laatuja voidaan käyttää elintarviketeollisuudessa. A-PET:a ja PETG:tä
käytetään paljon elintarviketeollisuuden pakkausmateriaalina. Materiaa-
Amorfisen PET:n ominaispiirteitä
lit täyttävät FDA:n (USA), BGA:n (Saksa) sekä EU direktiivien asettamat
•
läpinäkyvä
vaatimukset. PET voidaan steriloida etyleenioksidilla tai gammasäteilyllä,
•
kova pinta
höyrysterilointiin PET ei sovellu.
•
hyvä iskulujuus
•
ei taipumista jännityskorroosioon
•
alhainen muovauslämpötila (nopeuttaa työstöä)
Kemiallinen kestävyys
Hitsaus
PET kestää suolojen, happojen sekä emästen vesiliuoksia. Hiilivedyistä
Amorfista PET:iä voidaan hitsata kuumakaasu- tai kuumaelementtimene-
PET kestää alifaattisia ja aromaattisia liuotinaineita, öljyjä, rasvoja sekä
telmällä. Erityisen hyvin soveltuvat kitkahitsaus ja ultraäänihitsaus. Suur-
bensiiniä. Veden imeytyminen on vähäistä, mutta yli 70°C:ssa materiaa-
jaksotaajuusmenetelmä sen sijaan ei ole mahdollista.
li ei kestä hydrolyysiä eikä sitä näin ollen voida steriloida höyryllä. PET
ei kestä asetonia, kloroformia eikä väkeviä happoja ja emäksiä. PETG:n
Pintakäsittely
kemiallinen kestävyys on yleisesti muita PET laatuja huonompi. Jännitys-
PET voidaan kiillottaa hiomatahnan ja kangaslaikan avulla. Tasainen paine
korroosiota ei ilmene.
ja nopeus pienentävät lämmön muodostumista. PET:iä voidaan myös painaa siihen soveltuvilla väreillä. Tarkempia tietoja saa värien valmistajilta.
Sään ja UV-säteilyn kestävyys
PETG:n peruslaatu ei sovellu pitkäaikaiseen ulkokäyttöön, mutta saatava-
Puolivalmisteet
na on myös UV-suojattu laatu.
PET:tä on saatavana suulakepuristettuina levyinä, tankoina ja ainesputkina. Kiteisen PET:n perusvärit ovat valkoinen ja musta. APET ja PETG ovat
Palaminen
kirkkaita, suulakepuristettuja levyjä. PBT:stä voidaan valmistaa samoja
PET on vaikeasti syttyvä, sen happi-indeksi on 25. Syttymisen jälkeen
mittoja kuin PET:stä. PET GLD120 on PTFE seosteinen alhaisen kitkaker-
materiaali kuitenkin jatkaa palamista. Liekki on kelta-oranssi ja nokeaa.
toimen omaava laatu.
Materiaali valuu palaessaan ja haju on makeahko. PET:n paloluokitus on
UL 94 HB. 3 mm:n paksuisen A-PET ja PET-G levyn paloluokitus on UL
94 V-2, vähän parempi kuin akryylin.
Lastuava työstö
PET on helposti työstettävissä tavanomaisin työvälinein. PET johtaa huonosti lämpöä, ja siksi kappale voi työstettäessä lämmetä liikaa. Lämmön
muodostumista voidaan vähentää käyttämällä oikein teroitettuja työkaluja. Työstettäessä kappaleita, joissa on suuria paksuusvaihteluita, on
suositeltavaa ennen karkeaa työstöä lämmittää aihio 125 – 130ºC lämpötilaan jännitysten pienentämiseksi. Lämmittämisessä voidaan käyttää
kiertoilmauunia tai glyseriinikylpyä. Hienotyöstö suoritetaan normaalissa
lämpötilassa, jolloin päästään tarkkoihin toleransseihin.
Lämpömuovaus
PETG-kalvot soveltuvat erinomaisesti tyhjömuovaukseen. Työstölämpötila on 125 - 160ºC. Osittain kiteinen PET vaatii 270ºC:n lämpötilan, eikä
sitä tämän vuoksi yleisesti käytetä lämpömuovauksessa. 2 mm paksuista
ja ohuempaa PETG:tä voidaan kantata kylmänä.
Liitosmenetelmät
Muovisia kappaleita kiinnitettäessä on otettava huomioon, että suuri
staattinen, mekaaninen kuormitus aiheuttaa virumista. Niinpä useissa tapauksissa lukitsevat kiinnitykset ovat kitkakiinnitystä parempia. Samoin
jousilukkokiinnitys voi olla ruuvikiinnitystä parempi.
Liimaus
Liimausta varten pinta on hyvä esikäsitellä karhentamalla tai kemiallisesti
etsaamalla. Liimoiksi soveltuvat epoksi-, polyuretaani- tai syanoakrylaattiliimat. Liimauksessa on noudatettava liiman valmistajan ohjeita. PETG:tä
voidaan liimata metyleenikloridia tai metyylietyyliketonia (MEK) sisältävillä
liuotinliimoilla.
PET Fysikaaliset ominaisuudet
PET-Fysikaaliset ominaisuudet
Ominaispaino 1)
Veden imeytyminen 1)
Palavuus
Menetelmä
YKS.
PET
PET
GLD 130
DIN EN ISO 1183-1
g/cm3
1,38
1,44
DIN EN ISO 62
%
0,25
0,23
HB / HB
HB / HB
70
UL94 (3mm / 6mm)
Mekaaniset ominaisuudet
Vetolujuus
DIN EN ISO 527
MPa
85
Murtovenymä
DIN EN ISO 527
%
15
10
Kimmomoduuli (veto)
DIN EN ISO 527
MPa
3000
2600
Lovi-iskulujuus (Charpy)
Kovuus, kuulapaine
Kovuus, Shore
DIN EN ISO 179
kJ/m2
2,0
2,0
DIN EN ISO 2039-1
MPa
170
160
DIN EN ISO 868
D
84
-
Lämpöominaisuudet
Kidesulamislämpötila
ISO 11357-3
°C
255
255
Lämmönjohtavuus
DIN 52612-2
W/(m∙K)
0,28
0,28
Ominaislämpökapasiteetti
DIN 52612
kJ/(kg∙K)
1,10
-
Lin. lämpölaajenemiskerroin
DIN 53752
10-6 K-1
60
65
Lämmönkesto, jatkuva
°C
115
115
Lämmönkesto, lyhytaikainen
°C
180
180
Kylmänkesto, jatkuva
°C
-20
-20
°C
80
75
Muodonmuutoslämpötila
DIN EN ISO 75 (A)
Sähköiset ominaisuudet
Dielektrisyysvakio
IEC 60250
3,40
3,40
Eristehäviökerroin
IEC 60250
0,0010
0,0100
Ominaisvastus
IEC 60093
Ω ∙ cm
1018
1018
Pintavastus
IEC 60093
Ω
1016
1016
CTI-arvo
IEC 60112
600
600
Läpilyöntilujuus
IEC 60243
20
20
Esitteessä annetut tekniset tiedot ovat ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.
kV/mm
PET Tekniset tiedot
Veden imeytyminen
200
0,8
Lämpölaajenemiskerroin
60°C
40°C
0,6
20°C
0,4
0,2
10-6K-1
150
100
50
0
0
0
40
80
120
160
30
200 päivää
40
50
60
70
Lämpötila
Aika
90
80
100 oC
PET:n lämpölaajenemiskerroin lämpötilan funktiona
PET:n veden imeytyminen ajan funtiona eri lämpötiloissa
Viruminen
Dynaaminen virumismoduuli
102 MPa
104
40
MPa
101
Virumismoduuli G
Virumismoduuli
G
30
20oC
20
40oC
103
100
102
10-1
101
10-2
d
60oC
10
100
100
101
102
103
Kuormitusaika
104
105 tunti
PET:n taivutus-virumismoduuli ajan suhteen eri lämpötiloissa
(kuormitus 10 MPa)
-100
0
100
Lämpötila
200
300
C
o
Virumismoduuli G vääntökuormituksessa sekä logaritminen
vaimennus d lämpötilan funktiona
Wöhler-käyrä
50
10-3
-200
Iskulujuus
MPa
kJ/m2
14
12
10
Jännitys
Lovi-iskulujuus
40
30
8
6
4
2
20
0
105
106
Kuormituskertojen lukumäärä
107
Wöhler-käyrä, vaihtokuormitus lt. 23°C, kuormitustaajuus 10 Hz
-40
-20
0
20
40
Lämpötila
60
PET:n lovi-iskulujuus (charpy) lämpötilan funktiona
80
100 oC
Logaritminen vaimennus d
Veden imeytyminen paino-%
1
Lämpölaajeneminen
%
PET Tekniset tiedot
Kitkakerroin
Isochron-käyriä
25
PET 23oC
101h
102h 103h
0,50
MPa
h=tuntia
Vetojännitys
104h
15
10
Dynaaminen kitkakerroin
0,45
20
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
5
0,05
0
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4 0,5
0,6
Venymä %
0,7
0,8
PETP
0,9 1,0 %
PET
PETG
Dynaaminen
PETG
Staattinen
PETP:n kitkakerroin, vastinpintana teräs, pintapaine 3 MPa lämpötila 23°C
PET 80oC
101h
102h
103h
MPa
Viruminen
%
10 h
4
h=tuntia
Vetojännitys
4
3
2
1
10
PA66
(~2,3% H20)
Pituuden muutos
5
POM H
1
PA66 (kuiva)
PET
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8 1,0
1,2
Venymä %
1,4
1,6
1,8 2,0 %
0,1
10-1
100
101
102
103 Tuntia
Eri muovimateriaalien viruminen ajan funktion kuormitus 25 MPa,
lämpötila 23°C
PET 150 C
o
2,5
101h 102h0
103h
104h
MPa
h=tuntia
Vetojännitys
2
1,5
1
0,5
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8 1,0
1,2
Venymä %
1,4
1,6
1,8 2,0 %
Käyrät antavat materiaalivakioita staattisessa kuormituksessa.
Lämpötilan ja kuormituksen lisäksi huomioidaan aika.
Käyrästä näkyy sekä virumislujuus (vakiokuormitus) että
relaksaatioalue (vakiovenymä).
PET Ominaisuusprofiili
PETG
2
/m
4000 MPa
kJ
Kimmomoduuli
PET
Lo
Pa
o
C
M
te
to
uo
M
20
15
2000
25
st
ab
ili
20
30
et
y
ti
rp
23
25
ha
,C
us
ju
3000
lu
ku
-is
vi
10
5
5
1000
15
10
120
100
80
60
40
20
HDT
10
20
30
40
50
60
70
80
90 MPa
Vetolujuus 23 C
20
60
0
140
160
Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin
lä
0
äy
ttö
ik
si
m
C
ak
o
10-6K4
no
Esitteessä annetut tiedot ovat keskimääräisiä ohjearvoja, eivätkä sido materiaalin toimittajaa.
cm
ai
sp
ai
c
g/
in
m
M
O
0
2,
16
8
m
1,
pö
14
0
til
6
a
1,
12
0
4
1,
10
2
1,
80
40
0
1,
60
8
0,
40
20
o
80
140
100
160
120
C
o
9/2012
www.vink.fi