Vespel

Vespel es la marca registrada de una gama de plásticos duraderos de alto rendimiento a base de poliimida fabricados por DuPont . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El Vespel se utiliza principalmente en la industria aeroespacial , de semiconductores y del transporte. Combina resistencia al calor, lubricidad, estabilidad dimensional, resistencia química y resistencia a la fluencia, y puede utilizarse en condiciones ambientales extremas y adversas.

A diferencia de la mayoría de los plásticos, ^{[ 3 ]} no produce una desgasificación significativa incluso a altas temperaturas, lo que lo hace útil para escudos térmicos ligeros y soportes para crisoles . También funciona bien en aplicaciones de vacío , ^{[ 4 ]} hasta temperaturas criogénicas extremadamente bajas . Sin embargo, Vespel tiende a absorber una pequeña cantidad de humedad atmosférica, lo que resulta en un mayor tiempo de bombeo cuando se coloca en vacío.

Si bien existen polímeros que superan a la poliimida en cada una de estas propiedades, la combinación de todas ellas es la principal ventaja de Vespel.

El vespel se utiliza habitualmente como material de referencia para la conductividad térmica en ensayos de aislantes térmicos , debido a la alta reproducibilidad y consistencia de sus propiedades termofísicas . Por ejemplo, puede soportar calentamientos repetidos de hasta 300 °C sin alterar sus propiedades térmicas y mecánicas. Se han publicado extensas tablas de difusividad térmica medida , capacidad calorífica específica y densidad derivada , todas ellas en función de la temperatura .

El Vespel se utiliza en sondas de alta resolución para espectroscopia de RMN porque su susceptibilidad magnética volumétrica (−9,02 ± 0,25 × 10⁻⁶ ^para Vespel SP-1 a 21,8  °C ^{[ 5 ]} ) es cercana a la del agua a temperatura ambiente (−9,03 × 10⁻⁶ ^a 20  °C ^{[ 6 ]} ). Los valores negativos indican que ambas sustancias son diamagnéticas . La igualación de las susceptibilidades magnéticas volumétricas de los materiales que rodean la muestra de RMN con la del disolvente puede reducir el ensanchamiento de las líneas de resonancia magnética por susceptibilidad magnética.

El Vespel se puede procesar mediante conformado directo (DF) y moldeo isostático (formas básicas: placas, varillas y tubos). Para cantidades de prototipos, se suelen utilizar formas básicas para optimizar los costes, ya que el utillaje para piezas DF es bastante caro. Para la producción CNC a gran escala , las piezas DF se utilizan a menudo para reducir los costes unitarios, a costa de unas propiedades del material inferiores a las de las formas básicas producidas isostáticamente. ^{[ 7 ]}

Para diferentes aplicaciones, se mezclan/componen formulaciones especiales. Las formas se producen mediante tres procesos estándar:

1. moldeo por compresión (para placas y anillos);
2. moldeo isostático (para varillas); y
3. Conformado directo (para piezas pequeñas producidas en grandes volúmenes).

Las piezas conformadas directamente presentan características de rendimiento inferiores a las piezas mecanizadas a partir de formas moldeadas por compresión o isostáticas. Las formas isostáticas poseen propiedades físicas isotrópicas, mientras que las conformadas directamente y las moldeadas por compresión presentan propiedades físicas anisotrópicas.

Algunos ejemplos de compuestos de poliimida estándar son:

poliimida virgen SP-1

Ofrece temperaturas de funcionamiento desde criogénicas hasta 300  °C (570  °F), alta resistencia al plasma y certificación UL para una conductividad eléctrica y térmica mínima. Se trata de una resina de poliimida sin relleno. Además, proporciona alta resistencia física, máxima elongación y los mejores valores de aislamiento eléctrico y térmico. Ejemplo: Vespel SP-1.

15% de grafito en peso, SP-21

Se añade a la resina base para aumentar la resistencia al desgaste y reducir la fricción en aplicaciones como cojinetes lisos , arandelas de empuje, anillos de sellado , bloques deslizantes y otras aplicaciones de desgaste. Este compuesto posee las mejores propiedades mecánicas de los grados con relleno de grafito, aunque inferiores a las del grado virgen. Ejemplo: Vespel SP-21 .

40% de grafito en peso, SP-22

para una mayor resistencia al desgaste, menor fricción, mejor estabilidad dimensional (bajo coeficiente de expansión térmica ) y estabilidad frente a la oxidación . Ejemplo: Vespel SP-22 .

10% de PTFE y 15% de grafito en peso, SP-211

Se añade a la resina base para obtener el coeficiente de fricción más bajo en un amplio rango de condiciones de funcionamiento. Además, ofrece una excelente resistencia al desgaste hasta 149  °C (300 °F). Entre sus aplicaciones típicas se incluyen cojinetes  deslizantes o lineales , así como muchos de los usos relacionados con el desgaste y la fricción mencionados anteriormente. Ejemplo: Vespel SP-211 .

Lubricante sólido de disulfuro de molibdeno con un 15 % de molibdeno (SP-3)

Para resistencia al desgaste y a la fricción en vacío y otros entornos libres de humedad donde el grafito se vuelve abrasivo. Las aplicaciones típicas incluyen sellos, cojinetes lisos, engranajes y otras superficies de desgaste en el espacio exterior, vacío ultraalto o aplicaciones de gas seco. Ejemplo: Vespel SP-3 .