Êtes-vous fatigué de traiter avec des matériaux compliqués et coûteux dans vos applications électriques et électroniques ? Ne cherchez pas plus loin que le plastique ! Ce matériau polyvalent est un incontournable dans l'industrie électrique et électronique, offrant de nombreux avantages tels que la rentabilité et la durabilité. Sans oublier les solutions durables qu'il apporte pour la transmission de puissance.
Dans cet article, nous parlerons de l'utilisation généralisée du plastique dans les composants électriques et électroniques. Plus loin dans l'article, nous discuterons des avantages de choisir ce matériau :
Importance de l'utilisation de matériaux plastiques dans les applications électriques
Vous trouverez du plastique électrique et électronique dans de nombreux endroits surprenants, y compris votre maison !
Voici les cinq utilisations les plus courantes des composants en plastique dans l'industrie électrique :
Isolation des câbles et des fils
Chaque câble et fil domestique comprend un boîtier électrique pour améliorer la résistance, fournir une isolation électrique et assurer la sécurité.
De plus, un boîtier en plastique offre d'excellentes propriétés d'isolation, minimisant le risque de fuite de courant et de choc électrique. Plus, le plastique est résistant à la corrosion, vous donnant la tranquillité d'esprit qu'il ne se dégradera pas rapidement.
Boîtiers de disjoncteur
Les disjoncteurs sont plus puissants qu'un boîtier standard pour gérer en toute sécurité l'afflux de charges électriques.
Pour cette raison,, les disjoncteurs haute tension contiennent des composants en plastique, assurant aucun risque d'incendie ou d'autres dangers.
conduits
Les conduits électriques acheminent le câblage dans une structure robuste tout en isolant les fils pour éviter les fuites électriques. En tant que tel, le plastique est un excellent choix pour les tuyaux !
Vous pouvez sélectionner un extérieur rigide ou flexible en fonction des exigences uniques du projet.
Boyaux
Les plastiques comme le polycarbonate sont idéaux pour une utilisation dans les composants électroniques modernes. Les boîtiers de téléphones portables et d'ordinateurs portables sont généralement constitués d'un polycarbonate traité chimiquement, offrant une résistance aux rayures.
Par conséquent, ces appareils électriques peuvent résister à des variations de température extrêmes, garantissant leur durabilité.
Cartes de circuits
Les circuits imprimés sont répandus dans presque toutes les industries. L'utilisation d'un plastique électrique et non conducteur permet la transmission de puissance à travers les pistes de cuivre tout en garantissant la sécurité.
Vous trouverez des circuits imprimés avec des produits en plastique dans l'électronique, y compris les téléphones portables, les ordinateurs portables, les automobiles et les téléviseurs. De nombreux producteurs créent désormais des circuits imprimés en 3D pour améliorer les processus de fabrication et réduire les coûts !
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Types de plastique utilisés dans les applications électriques et électroniques
Lors de la conception de composants en plastique pour appareils électroniques, l’un des éléments essentiels est de prendre en compte les propriétés dont vous avez besoin. En fonction de vos besoins, vous pouvez sélectionner l'un des millions de types de plastique pour répondre aux exigences du projet.
Bien que les plastiques soient de différents types, ils se répartissent en deux grandes catégories :
Thermoplastiques
Les thermoplastiques sont solides à température ambiante mais se transforment en fluide lorsqu'ils sont chauffés au-dessus de la température de transition vitreuse (Tg). Étant donné que la résine manque de liaisons chimiques fortes, vous pouvez les verser dans n'importe quel moule pour obtenir la forme souhaitée.
De plus, vous pouvez réchauffer, recycler et remouler élastomères thermoplastiques sans affecter leurs propriétés conductrices et isolantes. En conséquence, la matière plastique est parfaite pour une utilisation dans les processus d'extrusion, de moulage par injection et de thermoformage.
Les thermoplastiques offrent généralement une excellente élasticité, résistance et résistance au retrait. En tant que tel, ses applications incluent les composants de machines industrielles et les sacs en plastique.
Plastiques thermodurcissables
Les plastiques thermodurcissables, ou résines thermodurcissables, sont des polymères qui se liquéfient à température ambiante et durcissent lors du chauffage et de l'ajout de produits chimiques.
Les processus de production de plastique thermodurcissable comprennent Moulage par injection de réaction (RIM) et Moulage par transfert de résine (RTM). Le polymère forme des liaisons chimiques fortes pendant le durcissement, maintenant les molécules en place et transformant la nature du matériau.
Après chauffage, les plastiques thermodurcissables acquièrent une forme unique et les chaînes de monomères, appelées réticulations, empêchent le matériau de fondre. De plus, le matériau présente une stabilité dimensionnelle élevée et une résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Par conséquent, ce polymère est idéal pour une application avec de la chaleur, y compris des appareils électroniques ou des équipements de traitement chimique.
Comparaison des thermoplastiques et des thermodurcissables
Bien que les plastiques thermoplastiques et thermodurcissables soient des polymères, ils diffèrent en termes de propriétés, de procédés de fabrication, d'applications et d'avantages.
Les thermoplastiques et les thermodurcissables sont deux classes distinctes de plastiques. L'ancien peut être refondu et remoulé après durcissement, tandis que ce dernier conservent leur forme sous la chaleur. La plupart des gens ont tendance à utiliser des thermoplastiques là où le recyclage est nécessaire, car ils ont des points de fusion bas. Mais pour les applications où les matériaux doivent résister à des températures élevées et présenter une stabilité dimensionnelle phénoménale, les thermodurcissables sont le meilleur choix.
Quand on parle d'esthétique, il n'y a aucun doute là-dessus – les thermoplastiques prennent le dessus ! Cependant, les plastiques thermoplastiques et thermodurcissables permettent la peinture dans le moule et la pulvérisation de revêtements dans le moule avant le moulage par injection. Cela signifie que l'un ou l'autre peut être personnalisé pour correspondre au style et à l'apparence que vous souhaitez. De plus, les deux types de plastiques peuvent être fabriqués dans une grande variété de couleurs et de textures, ce qui en fait d'excellents choix pour les applications fonctionnelles et décoratives.
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Avantages de l'utilisation du plastique dans les applications électriques et électroniques
Les plastiques sont inestimables dans les appareils électriques et électroniques en raison de leurs propriétés polyvalentes et robustes, notamment :
1. Excellentes propriétés électriques
L'électricité est un élément essentiel de la vie moderne, mais elle comporte également un potentiel de danger. Selon les Centers for Disease Control and Prevention(CDC), les blessures électriques ont entraîné 360 décès et 426 incapacités permanentes en 2020. Ainsi, il est essentiel de prioriser les mesures de sécurité lors de l'installation ou de la manipulation d'appareils électriques. Une de ces mesures consiste à utiliser des composants en plastique avec d'excellentes propriétés d'isolation dans nos appareils électroniques. De cette façon, nous pouvons réduire les risques de blessures électriques et autres accidents.
De nombreuses personnes utilisent le chlorure de polyvinyle (PVC) pour isoler les câblages électriques, tandis que les luminaires, les poignées et les interrupteurs impliquent des plastiques thermodurcissables. PVC et caoutchouc de silicone ont des caractéristiques similaires, mais elles ne sont pas identiques. De plus, vous trouverez du plastique de haute qualité sur les composants électriques quotidiens, tels que les rasoirs, les mixeurs et les sèche-cheveux, pour protéger le câblage et la vie du consommateur.
2. Large gamme de résistance chimique
Les plastiques sont disponibles dans une variété de compositions et de chimies, chacune avec des propriétés uniques qui les rendent adaptés à différentes applications. De nombreux plastiques, tels que ceux fabriqués à partir de polyéthylène et de polypropylène, ont une excellente résistance aux hydrocarbures et aux acides et conviennent à une utilisation dans l'électronique et le traitement des semi-conducteurs.
Pendant ce temps, d'autres plastiques, tels que les acétals, ont une faible résistance aux acides mais peuvent résister aux bases fortes et aux solutions organiques, ce qui les rend idéaux pour les applications spécialisées où la résistance à ces produits chimiques est nécessaire.
Il convient de noter que certains plastiques, tels que polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMW), ont une résistance supérieure aux acides et aux alcalis, ainsi qu'aux solvants organiques, et sont d'excellents choix pour les applications impliquant des environnements difficiles.
3. Capacité à résister à des températures élevées
La plupart des plastiques sont de mauvais conducteurs de chaleur; cependant, les fabricants proposent des options résistantes au feu en ajoutant des additifs ignifuges. Ces les plastiques résistants à la chaleur contribuent à atténuer le risque de brûlures et de blessures et sont donc répandus dans les équipements électriques.
Par conséquent, différentes matières plastiques ont une résistance à la chaleur variable. Par exemple, le téflon peut résister à des températures aussi élevées que 500 ° F (280 ° C), tandis que le sulfure de polyphénylène (PPS) affiche une résistance à la chaleur jusqu'à 428 ° F (220 ° C).
4. Rentabilité
Un autre avantage fantastique du plastique est qu'il entraîne un faible coût malgré des performances élevées.
Le matériau polyvalent offre durabilité, durabilité et longévité ainsi que le est rentable! Par conséquent, les fabricants peuvent empêcher la production coûteuse de composants et d'appareils électriques en utilisant du plastique.
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Autres isolateurs électriques
Outre le plastique, les composants électriques peuvent utiliser différents matériaux d'isolation. Ceux-ci incluent le bois, le verre et le caoutchouc.
Ci-dessous, nous discuterons en profondeur des performances électriques et thermiques de ces matériaux dans les appareils électriques et électroniques :
Bois
Le bois est un matériau durable et durable utilisé dans les maisons et les applications industrielles. Le bois sec est un excellent isolant électrique et thermique car il ne contient pas d'ions libres.
Cependant, le bois humide contenant des impuretés comme les sels peut conduire l'électricité. Bien que de mauvais conducteurs, toute humidité peut permettre le passage de petites quantités de charges électriques. Le plastique est une option plus sûre, d'autant plus qu'il est résistant à l'eau.
Verre
Le verre, en tant que matériau d'isolation électrique, est inférieur au caoutchouc ainsi que le Plastique! En effet, la conductivité thermique du plastique est jusqu'à 5 à 10 fois inférieure à celle du verre.
De plus, le verre a tendance à avoir un arrangement atomique plus régulier que le plastique, de sorte qu'il permet le flux d'électrons. Au contraire, le plastique n'a pas d'électrons libres, ce qui en fait l'isolant thermique et électrique idéal.
Caoutchouc
Similaire au plastique, le caoutchouc est un polymère composé de plusieurs monomères qui se lient pour former un matériau solide. La principale différence entre le plastique et le caoutchouc est que ces derniers sont des élastomères, tandis que le premier a de la plasticité.
Cela signifie que vous pouvez étirer les caoutchoucs et qu'une fois relâchés, ils conserveront 90 % de leur forme et de leurs dimensions d'origine. En revanche, la chaleur et la pression entraînent un impact dimensionnel durable sur les plastiques.
Bien que les deux matériaux aient des propriétés électriques et isolantes exceptionnelles, le plastique se démarque. Le matériau manque d'électrons libres, ce qui élimine la conductivité et améliore l'isolation thermique et électrique.
Pourquoi le plastique est-il un bon isolant électrique ?
Si vous vous grattez la tête sur les propriétés d'isolation électrique du plastique, laissez-nous vous expliquer.
Les noyaux étroitement liés du plastique sont dépourvus d'électrons libres, ce qui élimine le courant électrique et assure une transmission de puissance sûre et stable. Sans mouvement électronique aléatoire, la coque de cantonnière la plus externe du polymère devient également un isolant acoustique efficace !
Grâce à l'isolation électrique exceptionnelle du plastique, il joue un rôle crucial dans la fabrication de composants électriques et électroniques, notamment les poignées, les interrupteurs et les prises.
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Comment le plastique rend-il les fils sûrs à manipuler ?
Comme nous en avons discuté, le plastique limite le flux d'électrons, empêche le passage du courant et protège le consommateur contre les chocs électriques. Par conséquent, l'utilisation du matériau non conducteur sur les fils garantit que le courant ne circule pas à l'extérieur du système.
De plus, en créant une barrière entre les fils électriques et l'utilisateur, le plastique empêche le courant et les étincelles qui pourraient entraîner des blessures. Au-delà des arcs et des étincelles, le film plastique atténue le risque d'incendie en dissipant l'accumulation de chaleur.
Durabilité de l'utilisation du plastique dans les applications électriques et électroniques
Un autre facteur de la popularité croissante du plastique est sa durabilité. Le le polymère est non seulement durable, mais il est également écoénergétique et recyclable !
Discutons en profondeur des raisons pour lesquelles le plastique est une alternative durable dans les applications électriques et électroniques :
Impact environnemental de l'utilisation de matières plastiques
Le plastique nécessite moins d'énergie pour être produit, ce qui le rend moins cher à fabriquer et à acheter tout en étant bénéfique pour l'environnement. Le le matériel peut aider protéger notre environnement en préservant les ressources en eau et en énergie, en réduisant les déchets et en minimisant les émissions de gaz à effet de serre des véhicules.
En tant que tels, les plastiques sont plus écologiques que les autres matériaux, ce qui les rend idéaux pour les applications électroniques. De plus, les polymères sont résistants aux rayons UV et aux attaques chimiques, ce qui signifie qu'ils peuvent durer des années avant de devoir être remplacés.
Dans l'ensemble, le plastique surpasse les matériaux traditionnels en termes de durabilité car :
- Le matériau a un impact environnemental moindre
- Vous pouvez recycler les déchets plastiques sous diverses formes
- Vous pouvez convertir le polymère en carburant
- Le matériau est léger, nécessitant moins de carburant pour le transport
- Vous pouvez facilement compresser le matériau, ce qui permet un stockage efficace
Recyclage et réutilisation des matières plastiques
Lorsque vous n'avez plus besoin de composants en plastique, vous pouvez les recycler et les réutiliser au lieu de les jeter pour prolonger leur durée de vie et minimiser la consommation d'énergie. Le processus commence généralement par un tri et implique ensuite des méthodes de recyclage mécaniques et/ou chimiques pour les rendre aptes à la réutilisation.
Voici pourquoi le recyclage et la réutilisation des matières plastiques sont incontournables :
1. Cela aide à réserver des ressources naturelles
Le recyclage des déchets plastiques réduit la demande des ressources naturelles présentes sur la terre, y compris l'eau, le bois, le gaz et le pétrole. Nous pouvons réduire considérablement la quantité de déchets plastiques dans les décharges en les recyclant au lieu de produire à plusieurs reprises le même matériau de qualité. Le recyclage des déchets existants permet de conserver les ressources. De plus, comme alternative à l'élimination des sacs et bouteilles en plastique usagés, la création de composites bois-plastique est recommandée pour une utilisation meilleure et plus durable.
Les processus de fabrication du plastique utilisent des ressources naturelles, gaspillant ainsi de l'eau, de l'énergie et du pétrole. Réduire l'utilisation du plastique garantirait probablement la conservation de ces ressources naturelles pour fabriquer du plastique non biodégradable à l'avenir. Une dépendance réduite à l'égard des ressources naturelles réduira les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone et empêchera une offre excédentaire de produits pétroliers.
2. Aide à minimiser les décharges
Les plastiques mettent plusieurs années à se décomposer. Peu importe où il est stocké ou entretenu, il faudra un certain temps pour qu'il se décompose. Les clients peuvent réduire avec succès la quantité de déchets plastiques qui occupent de l'espace dans les décharges et qui pourraient être utilisés pour les produits biodégradables en recyclant les matières premières plastiques et en les transformant en d'autres produits.. Le recyclage est une bonne idée même pour des articles comme les poêles à induction.
Selon la théorie, une tonne de plastique récupéré peut éviter la consommation de sept mètres cubes d'espace d'élimination des déchets. Le remplissage excessif des décharges pourrait être désastreux car il n'y a pas assez d'espace pour tous les déchets. Le recyclage du plastique profite à l'environnement et l'empêche d'entrer dans les décharges.
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Conclusion
Les avantages des matériaux synthétiques sous forme de plastique pour une utilisation dans les composants électroniques vous ont été dévoilés. La mise en œuvre de mesures de protection appropriées garantit que vous minimisez efficacement les risques électriques, évitant ainsi les chocs électriques et les incendies potentiellement dangereux. De plus, vous ferez votre part pour assurer la protection de l'environnement.
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