CB6957 Hoja de polibenzimidazol (Hoja PBI)

Plancha de Polibenzimidazol (Plancha de PBI) Descripción

La plancha de PBI es un material termoestable de ultra alto rendimiento moldeado a partir de polvo de PBI, conocido por su estabilidad térmica sin igual con una temperatura de transición vítrea de 435°C - la más alta entre los polímeros comerciales - que permite el funcionamiento continuo a 400°C y la exposición a corto plazo a 500°C. Su resistencia inherente a las llamas (índice de oxígeno del 58%) evita la ignición y elimina la emisión de humos tóxicos, superando a metales y plásticos como el PEEK. Mecánicamente, mantiene una resistencia excepcional a altas temperaturas, con una resistencia a la tracción de 130 MPa, un módulo elástico de 5,5 GPa y una dureza Shore D 97, al tiempo que conserva un alargamiento único del 20% para resistir los impactos. El material presenta una expansión térmica cercana a cero (CTE 23x10-6/K de 0-400°C), asegurando la estabilidad dimensional durante los ciclos térmicos. Eléctricamente, la plancha de PBI sirve como aislante de primera calidad con una resistividad volumétrica superior a 2x10^15 ohm-cm y una resistencia dieléctrica de 23 kV/mm a 300°C, mientras que su constante dieléctrica estable (3,3-3,4) y su factor de disipación ultrabajo (por debajo de 0,003) a través de frecuencias (de 1 kHz a 0,1 MHz) son críticos para la electrónica aeroespacial. Desde el punto de vista químico, resiste sin degradación los ácidos sulfúrico/nítrico concentrados, los hidróxidos de sodio/potasio al 50%, las cetonas, los combustibles, el vapor y el agua a alta presión. Otras ventajas son la resistencia a la radiación gamma/rayos X y la desgasificación insignificante (pérdida total de masa inferior al 0,1%) en entornos de vacío. Sus limitaciones son la coloración ámbar oscura, su elevado coste (entre 5 y 10 veces el del PTFE) y la imposibilidad de fundirlo. Estas propiedades lo hacen indispensable para escudos térmicos de cohetes, dispositivos de manipulación de obleas de semiconductores, componentes de pilas de combustible y equipos de bomberos en los que las condiciones extremas superan los límites de los materiales convencionales.

Aplicaciones de la Plancha de Polibenzimidazol (Plancha PBI)

La plancha de PBI desempeña funciones críticas en sistemas de protección térmica aeroespaciales, incluyendo revestimientos de toberas de cohetes y escudos térmicos de vehículos de reentrada que soportan temperaturas superiores a 400°C y tensiones aerodinámicas extremas. En la fabricación de semiconductores, funciona como accesorios de manipulación de obleas resistentes al plasma y aislantes de cámaras de vacío debido a su ultra baja desgasificación (<0,1% TML) y estabilidad a la radiación. El sector energético utiliza láminas de PBI para placas bipolares de pilas de combustible y juntas de electrolizadores, aprovechando la conductividad protónica en entornos corrosivos y de alta temperatura. Los equipos industriales confían en PBI para juntas de válvulas químicas, cojinetes no lubricados y componentes de bombas expuestos a ácidos concentrados (por ejemplo, 98% H₂SO₄) o vapor. Las aplicaciones de extinción de incendios y defensa lo utilizan en escudos faciales autoextinguibles, barreras cortafuegos para aviones y guantes resistentes a las llamas (OI 58%). Entre los usos emergentes se incluyen el aislamiento eléctrico de alta tensión en transformadores y las juntas de infraestructuras de hidrógeno, donde su resistencia dieléctrica (23 kV/mm) y su impermeabilidad al hidrógeno resultan esenciales. La capacidad única del material para sustituir a los metales/cerámicas en entornos corrosivos de más de 400 °C justifica su adopción a pesar de los costes más elevados.

Embalaje de la lámina de polibenzimidazol (lámina PBI)

Nuestros productos se embalan en cajas de cartón personalizadas de varios tamaños en función de las dimensiones del material. Los artículos pequeños se embalan de forma segura en cajas de PP, mientras que los artículos más grandes se colocan en cajas de madera personalizadas. Garantizamos el cumplimiento estricto de la personalización del embalaje y el uso de materiales de amortiguación adecuados para proporcionar una protección óptima durante el transporte.

Embalaje: Cartón, caja de madera o personalizado.

Por favor, revise los detalles de embalaje proporcionados para su referencia.

Proceso de fabricación

1.Método de prueba

(1)Análisis de composición química - Verificado mediante técnicas como GDMS o XRF para garantizar el cumplimiento de los requisitos de pureza.

(2)Pruebas de propiedades mecánicas: incluye pruebas de resistencia a la tracción, límite elástico y elongación para evaluar el rendimiento del material.

(3)Inspección dimensional: mide el grosor, la anchura y la longitud para garantizar el cumplimiento de las tolerancias especificadas.

(4)Inspección de la calidad de la superficie: comprueba la existencia de defectos como arañazos, grietas o inclusiones mediante un examen visual y ultrasónico.

(5)Pruebas de dureza: determina la dureza del material para confirmar la uniformidad y la fiabilidad mecánica.

Consulte los procedimientos de ensayo de SAM para obtener información detallada.

Preguntas frecuentes sobre la lámina de polibenzimidazol (lámina PBI)

Q1. ¿Qué define las capacidades principales de la Lámina PBI?

La Plancha de PBI ofrece una estabilidad térmica sin precedentes con una temperatura de transición vítrea de 435°C -permitiendo un funcionamiento continuo a 400°C y una breve exposición a 500°C- junto con una resistencia inherente a las llamas (índice de oxígeno 58%). Resiste prácticamente todos los productos químicos, incluidos los ácidos sulfúrico/nítrico concentrados, el hidróxido de sodio al 50%, los disolventes y el vapor, al tiempo que mantiene la integridad mecánica en condiciones extremas.

Q2. ¿Dónde se utiliza de forma crítica?

Esencial para escudos térmicos aeroespaciales en toberas de cohetes, componentes de grabado por plasma de semiconductores, placas bipolares de pilas de combustible, escudos faciales de bomberos y juntas de válvulas químicas. Sustituye a los metales/cerámicas en entornos corrosivos a más de 400°C en los que materiales como el PEEK o el PTFE fallan, como las herramientas de perforación de pozos profundos o las juntas de infraestructuras de hidrógeno.

Q3. ¿Cómo se compara con el PEEK o el PTFE?

La plancha de PBI supera al PEEK con una temperatura de uso continuo 200°C superior y una resistencia a la llama superior (OI 58% frente a 35%). A diferencia del PTFE, soporta los álcalis y ofrece una resistencia mecánica 10 veces superior (130 MPa de tracción), manteniendo el aislamiento eléctrico (resistividad volumétrica: 2e15 ohm-cm) a 300°C.

Información relacionada

1.Métodos comunes de preparación

La plancha de PBI se fabrica mediante moldeo por compresión a alta temperatura de polvo de PBI purificado, comenzando con el presecado del polvo a 150-200°C al vacío para reducir la humedad por debajo del 0,1%. A continuación, el polvo se carga en moldes de acero mecanizados con precisión y recubiertos con agentes desmoldeantes (p. ej., nitruro de boro) y se somete a un ciclo controlado de termo-presión: se calienta a 380-450°C a 5-10°C/min bajo gas inerte (N₂/Ar), seguido de una compresión escalonada hasta 20-40 MPa para eliminar huecos y garantizar una densificación uniforme. Esta temperatura se mantiene durante 2-5 horas para facilitar el entrelazamiento de la cadena polimérica y alcanzar una densidad cercana a la teórica (~1,3 g/cm³), tras lo cual el molde se enfría lentamente (1-2°C/min) por debajo de 200°C bajo presión para evitar deformaciones/fisuras. La lámina desmoldeada se somete a un postcurado a 250-300°C durante 6-24 horas para mejorar la reticulación y eliminar las tensiones residuales. El procesamiento final incluye el mecanizado de precisión (fresado/torneado CNC) para cumplir las tolerancias dimensionales y el acabado superficial (lijado/pulido) para requisitos específicos de rugosidad. Con este método se obtienen chapas de espesores comprendidos entre 0,5 mm y 50 mm, caracterizadas por su característico color ámbar oscuro y sus propiedades isótropas. Existen técnicas alternativas, como el prensado isostático o el colado en disolución, pero son menos comunes para láminas gruesas debido a los problemas de eliminación de disolventes. La ausencia de procesabilidad de la masa fundida hace necesario este método de moldeo en estado sólido, que consume mucha energía.