PAES per centri dati e mobilità elettrica Sostituire il PEEK e il PEI – e progettare senza PFAS

L'aumento della densità di potenza nei centri di calcolo e nei veicoli elettrici sta portando le materie plastiche tradizionali al limite delle loro caratteristiche termiche. Grazie alle viscosità graduate dei tipi di PAES (PSU, PESU e PPSU), i progettisti realizzano connettori a pareti sottili e cavi resistenti all'olio in modo più economico.

L'intelligenza artificiale, le applicazioni cloud e l'espansione delle reti dati ad alta velocità stanno aumentando la densità di potenza nell'elettronica. Allo stesso tempo, gli spazi disponibili nei server, nei trasformatori e nei veicoli elettrici si stanno riducendo, mentre un numero sempre maggiore di funzioni viene concentrato in spazi sempre più ristretti. Di conseguenza, le sollecitazioni termiche, meccaniche ed elettriche a cui sono sottoposti i connettori, gli isolamenti dei cavi e i componenti di raffreddamento aumentano in modo significativo.

Per garantire una produzione duratura, affidabile ed economica di questi componenti, BASF sta portando i propri poliarileteresolfoni (PAES) della serie Ultrason sta acquisendo un ruolo sempre più centrale nel settore elettrico ed elettronico.

Alternativa economica al PEEK, al PEI e al PAI

I termoplastici trasparenti comprendono le tre classi di polimeri: polisolfone (PSU, Ultrason S), polietersolfone (PESU, Ultrason E) e polifenilsolfone (PPSU, Ultrason P). Questi materiali combinano un’elevata resistenza termica in un ampio intervallo di temperature con un buon isolamento elettrico, un’elevata stabilità dimensionale e una resistenza intrinseca alla fiamma.

A ciò si aggiunge una spiccata resistenza agli agenti chimici, che ne consente l’impiego in ambienti aggressivi. Questi materiali si posizionano quindi, nelle applicazioni elettriche ed elettroniche più esigenti, come alternativa economica e di facile lavorazione al polietereimmide (PEI), al polietereeterchetone (PEEK) e al poliammidimmide (PAI).

Viscosità graduate per lo stampaggio a iniezione e l'estrusione

A seconda del processo di produzione e della geometria dei componenti, BASF offre tipi con viscosità specificamente graduate. Le formulazioni ad alta fluidità riempiono in modo affidabile anche cavità complesse e a pareti sottili nello stampaggio a iniezione, mentre i tipi a viscosità più elevata garantiscono la resistenza necessaria del materiale fuso per processi di estrusione impegnativi. Inoltre, queste materie plastiche possono essere colorate in tonalità che vanno dal traslucido all’opaco, facilitando l’identificazione e la progettazione di sottogruppi compatti.

«L’infrastruttura per l’intelligenza artificiale, la connessione Internet ad alta velocità e l’elettrificazione stanno portando alla creazione di nuovi componenti E&E con requisiti prestazionali elevati», spiega Kazuhiro Kida del reparto Business Management Ultrason di BASF. Oltre alla scelta dei materiali, il gruppo chimico supporta i trasformatori nella progettazione dei componenti e nelle prove di stampaggio a iniezione ed estrusione, riducendo così i cicli di sviluppo.

Connettori a fibra ottica a parete sottile per centri dati

Un campo di applicazione fondamentale è costituito dai connettori per cavi in fibra ottica (Fibre Optic Connectors, FOC) nei data center dedicati all’intelligenza artificiale. Poiché la densità di integrazione nei nodi di dati è in costante aumento, i sistemi di connessione come i connettori Lucent (LC) e i connettori multifibra push-on (MPO) devono garantire spessori delle pareti sempre più sottili con tolleranze ristrette.

È qui che Ultrason E mette in luce la sua combinazione di rigidità, tenacità e resistenza termica a lungo termine. Grazie alla sua elevata fluidità, il PESU riempie in modo affidabile anche le geometrie più complesse degli stampi, consentendo la realizzazione di connettori a innesto con codifica a colori e resistenti alle sollecitazioni meccaniche.

Isolamento dei cavi resistente all'olio fino a 200 °C senza PFAS

Nei trasformatori dei centri dati e nei sistemi di azionamento dei veicoli elettrici si registrano sollecitazioni termiche e chimiche nettamente più elevate. Per questi ambienti è indicato il polifenilsulfone Ultrason P, che può essere lavorato mediante estrusione per realizzare guaine per cavi e isolamenti per fili di alluminio e rame.

Il materiale resiste in modo duraturo all’olio caldo a temperature fino a 200 °C, mantenendo al contempo la propria flessibilità meccanica e le proprie proprietà di isolamento elettrico. Allo stesso tempo, il PPSU resistente agli agenti chimici sostituisce, nelle guaine dei cavi e negli isolamenti dei conduttori, i polimeri finora utilizzati a base di sostanze alchiliche per- e polifluorurate (PFAS).

Carico continuo nei circuiti di raffreddamento di server e veicoli

Con l’aumentare della potenza di calcolo e di azionamento cresce anche la necessità di sistemi di raffreddamento efficienti. Nei centri di calcolo, nei veicoli elettrici e negli impianti industriali, i componenti a contatto con acqua o altri fluidi devono resistere a temperature elevate, sostanze chimiche e sollecitazioni meccaniche per molti anni di funzionamento. I poliarileteresolfoni di BASF garantiscono in questi circuiti il funzionamento a lungo termine di ventilatori, raccordi per tubi e distributori. Poiché questi materiali combinano resistenza alle temperature e alle sostanze chimiche con un’elevata stabilità dimensionale, i trasformatori riducono il rischio di guasti dei componenti critici di raffreddamento durante il funzionamento continuo. (mg)