Введение
Vespel — это торговая марка семейства прочных высокоэффективных пластмасс на основе полиимида, производимых компанией DuPont.
Характеристики и применения
Веспель в основном используется в аэрокосмической, полупроводниковой и транспортной отраслях. Он сочетает в себе термостойкость, самосмазываемость, стабильность размеров, химическую стойкость и сопротивление ползучести, что позволяет использовать его в агрессивных и экстремальных условиях. В отличие от большинства пластиков, он не выделяет значительного количества газов даже при высоких температурах, что делает его пригодным для изготовления легких тепловых экранов и опор для тиглей. Он также хорошо работает в вакууме, вплоть до очень низких криогенных температур. Однако Веспель склонен поглощать небольшое количество воды, что приводит к увеличению времени откачки при работе в вакууме. Хотя существуют полимеры, превосходящие полиимид по отдельным характеристикам, именно их сочетание является главным преимуществом Веспеля.
Термофизические свойства
Веспель обычно используется в качестве эталонного материала для определения теплопроводности при испытании теплоизоляторов благодаря высокой воспроизводимости и стабильности его термофизических свойств. Например, он способен выдерживать многократное нагревание до 300 °C, не изменяя при этом свои тепловые и механические характеристики. Опубликованы обширные таблицы измеренных значений тепловой диффузии, удельной теплоемкости и рассчитанной плотности, представленные в зависимости от температуры.
Магнитные свойства
Веспель используется в высокоразрешающих зондах для ЯМР-спектроскопии, поскольку его объемная магнитная восприимчивость (−9,02 ± 0,25 × 10−6 для Vespel SP 1 при 21,8 °C) близка к объемной магнитной восприимчивости воды при комнатной температуре (−9,03 × 10−6 при 20 °C). Отрицательные значения указывают на то, что оба вещества являются диамагнетиками. Согласование объемной магнитной восприимчивости материалов, окружающих образец для ЯМР, с восприимчивостью растворителя может уменьшить уширение, обусловленное восприимчивостью, магнитно-резонансных линий.
Обработка для производственных применений
Веспель может быть обработан методом прямого формования (DF) и изостатического прессования (основные формы – пластины, стержни и трубы). Для изготовления небольших партий прототипов обычно используются базовые формы, что позволяет снизить затраты, поскольку оснастка для деталей, изготовленных методом DF, достаточно дорогая. При крупносерийном производстве на станках с ЧПУ детали DF часто используются для снижения себестоимости единицы продукции, однако их механические свойства уступают свойствам базовых форм, полученных изостатическим прессованием.
Данные о свойствах материала
+ Материальные свойства Vespel (произведенный изотопным прессованием и механической обработкой) Свойство Единицы измерения Условия испытаний SP 1 (незаполненный) SP 21 (15% графит) SP 22 (40% графит) SP 211 (10% PTFE, 15% графит) SP 3 (15% MoS2) Удельный вес безразмерный 1,43 1,51 1,65 1,55 1,60 Коэффициент теплового расширения 10−6/K 211–296 K 45 34 27 296–573 K 54 49 38 54 52 Теплопроводность Вт/(м·К) при 313 K 0,35 0,87 1,73 0,76 0,47 Удельное объемное сопротивление Ом·м при 296 K 10¹⁴–10¹⁵ 10¹²–10¹³ Диэлектрическая проницаемость безразмерная при 100 Гц 3,62 13,53 при 10 кГц 3,64 13,28 при 1 МГц 3,55 13,41