PAI (Torlon® 4301) – poliamida-imida
Termoplástico de maior resistência mecânica até 260 °C, grau mancal com PTFE e grafite
A poliamida-imida é o termoplástico de maior resistência mecânica e rigidez até cerca de 260 °C, com fluência muito baixa. O grau 4301, com PTFE e grafite, é feito para mancais e anéis de desgaste com carga e velocidade altas. Absorve um pouco de umidade, o que muda a medida: peças de precisão pedem material seco e estabilizado.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| Sigla (ISO 1043) | PAI |
| Comercial | Torlon 4301 (Syensqo/Solvay, resina); Duratron T4301 PAI (MCAM); TECAPAI CM XP440 (Ensinger) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Tarugo, tubo e chapa | Especificação do fabricante (Solvay Torlon; MCAM Duratron T4301) |
| Peça usinada sob desenho | Tolerância ISO 2768 ou do desenho |
Composição e carga
Composição nominal do grau de mancal
| Componente | Teor |
|---|---|
| PAI (poliamida-imida) | ≈ 85 % |
| PTFE + grafite | ≈ 15 % (grau 4301)* |
Propriedades mecânicas
Valores típicos de catálogo do fabricante do semiacabado, 23 °C; métodos ISO/ASTM conforme a fonte
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tração | 103 MPa |
| Módulo de elasticidade (tração) | 6.210 MPa |
| Alongamento na ruptura | 3 % |
| Resistência à compressão | 152 MPa |
| Dureza | Rockwell M 106 |
| Impacto entalhado | 42,7 J/m |
Propriedades físicas e térmicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 1,45 g/cm³ |
| Temperatura máxima contínua | 260 °C |
| Temperatura máxima de curta duração | 270 °C |
| Temperatura mínima de serviço | -20 °C |
| HDT (1,8 MPa) | 279 °C |
| Fusão ou transição vítrea | 275 °C |
| Expansão térmica linear | 25,2 µm/m·K |
| Condutividade térmica | 0,533 W/m·K |
| Absorção de água (24 h) | 0,4 % |
| Absorção de água (saturação) | 1,5 % |
| Inflamabilidade (UL 94) | V-0 |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de PAI (Torlon® 4301) – poliamida-imida →
Atrito, desgaste e limite PV
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Coeficiente de atrito dinâmico contra aço | 0,2 (dinâmico, a seco contra aço (MCAM QTM 55007)) |
| Limite PV (pressão × velocidade) | 1,4 MPa·m/s (MCAM QTM 55007, a seco contra aço, com fator de segurança 4:1 já aplicado; original 40.000 psi·ft/min; requer pós-cura); 0,326 MPa·m/s (ASTM D3702 (Ensinger EUA), sem fator de segurança informado; original 9.300 psi·ft/min (moldado por compressão)) |
PV e atrito dependem do método de ensaio, do par (aço, inox, rugosidade), da lubrificação e do fator de segurança de cada fabricante: compare valores da mesma fonte e confirme em ensaio nas aplicações críticas.
Resistência química
| Meio | Resistência |
|---|---|
| Ácidos | Limitada em ácidos fortes; boa em ácidos fracos |
| Bases (álcalis) | Ruim (álcalis fortes inaceitáveis) |
| Solventes | Boa (inclusive clorados, cetonas, ésteres) |
| Hidrocarbonetos e óleos | Boa |
| Vapor e água quente | Limitada (absorve água; vapor acima de ~150 °C degrada) |
Formas de fornecimento e medidas
- Tarugo (barra redonda)
- Tubo e bucha
- Chapa (placa)
- Matéria-prima: tarugo (barra redonda), chapa (placa) e tubo, cortados na medida
- Peça usinada sob desenho ou amostra, no mesmo pedido das peças metálicas
- Certificado de conformidade do lote; declaração FDA/UE 10/2011 quando o grau permite
Temperatura de serviço, usinagem e montagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Serviço contínuo até 260 °C, picos curtos até 270 °C; mínima -20 °C (sem carga; com carga, limite pelo HDT e pela fluência). |
| Recozimento (alívio de tensões) | Material já sai pós-curado do fabricante; recozimento só conforme instrução do fabricante. |
| Colagem e soldagem | Colagem com epóxi após preparo da superfície. |
| Usinagem | Usina com metal duro; armazenar seco antes de usinar peças de precisão. |
Aplicações típicas
- Mancais e anéis de desgaste com PV muito alto
- Arruelas de encosto de transmissões
- Anéis de vedação e de pistão
- Peças de máquinas de embalagem e de semicondutores
Alternativas: PEEK grau mancal (custo menor, menos absorção de água); PI (Vespel) acima de 260 °C.
Perguntas frequentes
Quais normas cobrem o PAI (Torlon® 4301)?
Tarugo, tubo e chapa: Especificação do fabricante (Solvay Torlon; MCAM Duratron T4301). Peça usinada sob desenho: Tolerância ISO 2768 ou do desenho.
Até que temperatura o PAI (Torlon® 4301) pode ser usado?
Serviço contínuo até 260 °C, picos curtos até 270 °C; mínima -20 °C (sem carga; com carga, limite pelo HDT e pela fluência).
Quais materiais substituem o PAI (Torlon® 4301)?
PEEK grau mancal (custo menor, menos absorção de água); PI (Vespel) acima de 260 °C.
Torlon ou PEEK?
O Torlon (PAI) tem mais resistência mecânica, rigidez e PV; o PEEK absorve menos água, tem melhor resistência química e custa menos. Para mancal crítico em alta carga, o PAI 4301 costuma ganhar.
