PAI Torlon Eigenschaften — Complete Engineering Daten Sheet (2026)
Tensile data verified against MatWeb.com database & manufacturer datasheets · Zuletzt aktualisiert July 2026
Published: 2026-05-27
Polyamide-imide (PAI), commercially known als Solvay Torlon, occupies der leistung space zwischen PEEK und polyimide (Vespel)—offering higher strength und temperature widerstand als PEEK ohne der extreme processing difficulty und kosten von...
Polyamide-imide (PAI), commercially known als Solvay Torlon, occupies der leistung space zwischen PEEK und polyimide (Vespel)—offering higher strength und temperature widerstand als PEEK ohne der extreme processing difficulty und kosten von Vespel. PAI delivers der highest tensile strength von any unreinforced thermoplastic (130 MPa für Torlon 4203) und maintains useful mechanical properties zu 260°C continuous service. Sein exceptional creep widerstand, niedrig coefficient von thermal expansion (CTE ~25 ppm/°C), und outstanding wear widerstand machen es der material von choice für aerospace thrust washers, automotive transmission seals, und semiconductor testen sockets.
PAI requires ein complex post-cure cycle nach molding zu achieve full mechanical properties. Grün (als-molded) teile müssen undergo ein stepped temperature cure program lasting auf zu 7 days, progressively heating von 150°C zu 260°C in controlled increments. Dies post-cure drives aus residual NMP solvent und completes der imidization reaction—ohne es, der teil werden haben nur 50-60% von sein rated strength und werden outgas excessively bei elevated temperature. Torlon 4301 (PTFE-filled) provides der best wear und friction properties für bearing applications; Torlon 5030 (30% glass fiber) offers maximum stiffness und load-bearing capacity.
Recommended Anwendungen
PAI Torlon ist commonly specified für:
⚠ Nicht Recommended Für
PAI Torlon ist nicht recommended für:
- Moisture exposure über 200°C ohne pre-drying (PAI absorbs moisture → steam blistering während processing)
- Anwendungen requiring niedrig friction ohne lubrication (PAI hat hoch friction; add PTFE/graphite fillers)
- Kosten-sensitive applications wo PEEK suffices (PAI ist 1.5-2× der kosten von PEEK mit marginal property gains in viele cases)
Selection & Application Leitfaden
Torlon (PAI) ist der strongest und hardest unfilled thermoplastic available, mit ein continuous service temperature auf zu 260°C und exceptional creep widerstand. Choose Torlon über PEEK wenn maximum strength bei elevated temperature ist erforderlich — Torlon's tensile strength (150-200 MPa) exceeds PEEK's 100 MPa durch 50-100%. Torlon auch outperforms Ultem in temperature capability durch 40°C. Der trade-aus: Torlon requires post-curing nach molding und ist significantly mehr difficult zu process.
Real-World Anwendungen
Torlon's combination von strength, temperature widerstand, und niedrig flammability makes es suitable für jet motor bushings, seals, und thermal isolators wo metal replacement reduces weight.
Torlon 4301 (bearing grade mit PTFE/graphite fillers) provides der lowest wear rate von any thermoplastic, making es der choice für hoch-geschwindigkeit, unlubricated gear trains.
Torlon's niedrig outgassing und dimensional stability bei elevated temperatures suit es für wafer transport components und testen sockets in semiconductor manufacturing.
Torlon 4275 und 4630 grades mit internal lubricants bereitstellen exceptional PV limits für continuous-duty thrust washers in hydraulic und pneumatic systems.
Processing & Kosten Considerations
Manufacturing Tips
- Torlon requires injection molding bei melt temperatures von 340-370°C mit mold temperatures von 230-280°C — even mehr demanding als PEEK. Nach molding, teile müssen sein post-cured in ein oven für auf zu 5 days in staged temperature increases zu achieve full mechanical properties.
- Der post-cure process ist kritisch: moldings ohne post-cure haben nur 30-40% von ihre final strength. Norm post-cure cycle involves schritt-wise temperature increases von 150°C zu 260°C über 3-5 days. Dies adds significant processing kosten und lead time.
- Torlon machines well mit carbide tooling und ist oft supplied als extruded rod und plate stock für CNC machining — gemein für niedrig-volume aerospace teile wo molding tooling cannot sein justified.
Torlon ist among der meiste expensive engineering thermoplastics bei $80-120/kg für unfilled grades, mit bearing grades reaching $150-200/kg. Post-curing adds 3-5 days zu production cycle time und requires dedicated oven capacity. Total processing kosten including post-cure können sein 2-3× der raw material kosten. Despite der preis, Torlon ist kosten-effective wenn es replaces metal components in weight-kritisch aerospace applications oder wenn sein wear widerstand eliminates der brauchen für external lubrication systems.
Technical Eigenschaften
| Dichte | 1.41 g/cm³ |
|---|---|
| Zugfestigkeit | 130 MPa (unfilled); 200 MPa (30% GF) |
| Schmelzpunkt | N/EIN (Amorphous, Tg 275°C) |
| Shrinkage Rate | 0.6-0.8% |
| Flexural Modulus | 5.0 GPa |
| Hdt | 278 °C bei 1.82 MPa |
| Continuous Service Temp | 260 °C |
Engineering Werkzeug: Shrinkage & Kosten Estimator
Calculate teil weight, mold cavity dimensions accounting für shrinkage, und material kosten — alle locally in ihr browser.
Equivalents & Cross-References
| Entsprechung / Alternate | Action |
|---|---|
| Solvay Torlon 4203 | |
| Torlon 4301 (PTFE-filled) | |
| Torlon 5030 (30% GF) |
Frequently Asked Questions
Was ist der post-cure requirement für Torlon PAI und warum ist es kritisch?
Torlon PAI requires ein mandatory post-cure cycle nach injection molding—dies ist nicht optional. Grün teile contain residual N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent von der polymerization process und haben incomplete imidization. Der post-cure program typically runs 5-7 days: ramp von 150°C zu 260°C in 5-10°C increments, holding bei jede schritt für several hours. Ohne post-cure: (1) tensile strength ist reduced durch 40-50%, (2) der teil outgasses NMP bei elevated temperatures contaminating sensitive environments (semiconductor, aerospace), und (3) dimensional stability ist compromised als der teil continues zu cure in service. Immer verify post-cure completion durch measuring glass transition temperature—fully cured Torlon reaches Tg 275°C.
Wie tut PAI Torlon compare zu PEEK für wear und friction applications?
Torlon 4301 (PTFE-filled) outperforms unfilled PEEK in wear widerstand durch approximately 3-5× in dry sliding conditions against steel. Sein PV grenze (pressure × velocity) bei 100 fpm ist approximately 30,000 psi·fpm versus 15,000 psi·fpm für unfilled PEEK. However, Torlon ist 2-3× der raw material kosten von PEEK und requires der 7-day post-cure cycle, adding significant lead time. Für moderate wear applications unter 200°C, bearing-grade PEEK (mit PTFE/graphite) ist oft der mehr economical choice. Specify Torlon wenn der combination von hoch load, continuous temperature über 200°C, und maximum wear life justifies der kosten premium.
Wie tut Torlon compare zu Vespel polyimide?
Torlon (PAI) ist melt-processable durch injection molding; Vespel (PI) requires compression molding und sintering. Vespel offers higher continuous service temperature (auf zu 310°C vs 260°C für Torlon) und better electrical properties, but Torlon hat higher tensile strength und impact widerstand. Choose Torlon für complex geometries via molding; choose Vespel für extreme temperature oder electrical insulation.
Warum tut Torlon require post-curing?
Torlon undergoes additional imidization reactions nach molding das increase molecular weight und crystallinity. Der molded teil hat nur partial imidization; der staged post-cure completes der reaction, increasing tensile strength von ~100 MPa zu 150-200 MPa und raising der glass transition temperature von ~190°C zu ~275°C. Ohne post-cure, der teil werden nicht achieve sein rated properties.
Können Torlon sein used für bearings ohne external lubrication?
Ja. Torlon bearing grades (4301, 4275, 4630) contain PTFE und graphite internal lubricants das bereitstellen self-lubricating leistung. Torlon 4301 hat ein PV grenze von 1,000,000 psi-fpm — one von der highest von any polymer. Dies makes es suitable für dry-running bearings, bushings, und wear rings in pumps und compressors.
Ist Torlon resistant zu hydraulic fluids?
Ja. Torlon hat excellent widerstand zu hydraulic fluids (Skydrol, MIL-H-5606), synthetic oils, und aviation fuels. Dies chemical widerstand, combined mit sein mechanical strength, makes Torlon ein standard material für hydraulic und kraftstoff system components in aerospace applications.
Was ist der difference zwischen Torlon und Ultem?
Torlon (PAI) und Ultem (PEI) sind beide hoch-temperature amorphous polymers, but Torlon offers significantly higher leistung bei higher kosten. Torlon's Tg ist 275°C vs 217°C für Ultem; Torlon's tensile strength ist 150-200 MPa vs 105 MPa für Ultem. Torlon requires post-curing; Ultem tut nicht. Choose Ultem wenn 180°C service temperature ist sufficient; choose Torlon für extreme conditions über 200°C.
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References & Industry Standards
- ASTM International. Norm Specifications für Engineering Plastics & Thermoplastics. astm.org
- UL Prospector. Plastics & Elastomers Material Database. ulprospector.com
- MatWeb. Material Property Daten für Engineering Thermoplastics. matweb.com
- ISO 1043. Plastics — Symbols und Abbreviated Terms. iso.org