В чем отличие термопластов и термореактивных материалов

Термопласты и термореактивные материалы: различия и сравнения материалов

Термопласты и термореактивные материалы представляют собой два класса пластиковых материалов. Они отличаются друг от друга своими свойствами, методами, используемыми для их производства, и их областями применения.

Термопласты используются для изготовления многих предметов повседневного обихода, таких как бутылки для воды, соломинки, одежда, багаж и компоненты машин в автомобилях и самолетах.

Изделия из термопластов могут производиться различными методами изготовления пластмасс, такими как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и термоформование.

Как и термопласты, реактопласты также широко используются и часто используются в ситуациях, когда критическими факторами являются теплостойкость и устойчивость к окружающей среде.

Поэтому реактопласты часто используются в электронике, тяжелых приборах и машинах, а также в оборудовании для химической обработки.

Изготовление термореактивных изделий обычно осуществляется посредством реакционного литья под давлением и литья под давлением смолы.

Важно, чтобы дизайнеры понимали разницу между двумя материалами, чтобы иметь возможность выбирать наилучшие варианты материалов для своей продукции. В этой статье термопласт сравнивается с термореактивным с точки зрения применения, свойств и стоимости.

Что такое термопласт?

Термопласты представляют собой группу пластмасс, которые полезны, потому что их можно нагревать и размягчать или плавить для формования, а затем затвердевать до желаемой формы после охлаждения, не подвергаясь необратимым химическим изменениям.

Это позволяет легко перерабатывать их, просто нагревая и придавая им новую форму. При комнатной температуре термопласты твердые.

Однако при высоких температурах термопласты начинают размягчаться и в конечном итоге полностью плавятся при температуре значительно выше температуры стеклования.

Такие материалы, как полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), поликарбонат (ПК), нейлон и полиоксиметилен (ПОМ), являются примерами термопластичных материалов.

Наиболее распространенными процессами изготовления деталей из термопластов являются литье под давлением, экструзия и термоформование.

Термопласты используются в нескольких отраслях промышленности для различных целей, в том числе: текстиль, пищевые контейнеры, кухонная утварь, ручные и электроинструменты, трубы и электрические кабели, компоненты машин и конструкций, медицинские устройства и многое другое.

Что такое термореактивная пластмасса?

Термореактивные пластмассы представляют собой полимеризованные пластмассы, состоящие из отдельных мономеров, которые при комнатной температуре находятся в жидком или мягком твердом состоянии.

При нагревании или при добавлении определенных химических веществ (катализаторов) термореактивные материалы необратимо затвердевают.

Приложенное тепло (или химический катализатор) заставляет полимерные цепи в термореактивном пластике сшиваться друг с другом, более прочно удерживая молекулы на месте.

Сшивание изменяет свойства материала, делая его непроницаемым и жестким. После того, как происходят химические изменения сшивки, термореактивные полимеры нельзя переплавлять или перерабатывать.

Как и термопласты, термореактивные продукты изготавливаются с использованием форм, но с несколько иными процессами, такими как реактивное литье под давлением или литье с переносом смолы.

Благодаря процессу сшивания термореактивные материалы обладают высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к ползучести.

Это делает термореактивные материалы идеальными для применений, требующих высокого отношения прочности к весу или превосходной термической и экологической устойчивости, например, воздухозаборных коллекторов в автомобилях или поршней дисковых тормозов в тяжелой технике.

Фенольная смола, силикон, полиуретан и эпоксидная смола являются некоторыми примерами термореактивных материалов.

Термопласты и термореактивные материалы: применение и использование

Несмотря на различия в методах изготовления и свойствах термопластичных и термореактивных материалов, любой из них может успешно использоваться для некоторых применений.

Для других применений подойдут только особые свойства того или иного типа пластика. В приведенном ниже списке выделены некоторые общие области применения термопластичных и термореактивных материалов:

  1. Текстиль и обивка
  2. Упаковка еды и напитков
  3. Медицинское и научное лабораторное оборудование
  4. Потребительские товары, такие как игрушки, лампы и канцелярские товары

Ниже перечислены эксклюзивные области применения термореактивных материалов:

  1. Строительные материалы, такие как клеи, герметики и изоляция
  2. Осветительная арматура
  3. Компоненты легких плавсредств (лодки, байдарки, гидроциклы)

Ниже перечислены общие приложения между ними:

  1. Легкие компоненты в автомобилях, самолетах и ​​тяжелой технике
  2. Посуда и кухонная утварь
  3. Электронные компоненты
  4. Трубопровод и сантехника

Термопласты против термореактивных материалов: физические свойства

Существуют заметные различия в физических свойствах термопластичных и термореактивных материалов.

В зависимости от конкретного сравниваемого термопласта или термореактивного материала эти два материала могут быть очень похожими — почти идентичными по своим свойствам — или сильно различаться.

В Таблице 1 ниже показано общее сравнение свойств двух материалов с использованием полипропилена (ПП) и эпоксидной смолы (термоотверждаемой) в качестве основы для сравнения:

Таблица 1: Сравнение термопластичных и термореактивных свойств
Свойства Термопласт (полипропилен) Термореактивный (эпоксидный)

Температура теплового прогиба

Низкая температура теплового изгиба (HDT) по сравнению с реактопластами

Исключительно высокая температура теплового изгиба (HDT) по сравнению с термопластами

Износостойкость

Износостойкость аналогична термореактивным

Аналогичная или более низкая износостойкость по сравнению с термопластом из-за наполнителей и добавок

Стойкость к истиранию

Стойкость к истиранию аналогична термореактивным материалам

Стойкость к истиранию аналогична термопластам

Химическая устойчивость

Плохая устойчивость к некоторым химическим веществам, включая органические и высокополярные растворители и углеводороды.

Высокая химическая стойкость по сравнению с термопластами

Эластичность

Более эластичный, чем термореактивные материалы

Менее эластичен, чем термопласты, из-за сшитых жестких связей.

Плотность

Такая же плотность, как у термореактивных материалов

Плотность аналогична термопластам

Прочность

Более высокая прочность по сравнению с термореактивными

Более низкая ударная вязкость по сравнению с термопластом из-за поперечных связей, которые делают материал хрупким.

Термопластик против термореактивного пластика: возможность вторичной переработки и экологичность

Основное различие между термопластичными и термореактивными материалами заключается в том, как они перерабатываются и насколько они устойчивы к окружающей среде.

Термопластичные материалы могут быть повторно использованы несколько раз после того, как они изначально отформованы в детали.

Поскольку существующие детали из термопласта можно переплавить, их можно измельчить в гранулы и использовать для изготовления деталей из 100% переработанного пластика или их можно смешать с первичной термопластичной смолой для создания новых деталей.

Тем не менее, если термопластичные материалы просто выбрасываются, а не перерабатываются, для их полного разложения в природе требуются десятилетия.

С другой стороны, термореактивные материалы нельзя ни использовать повторно, ни перерабатывать. Из-за сшитых связей в термореактивных материалах их нельзя переплавлять и реформировать.

Хотя их термическая стабильность обеспечивает долгий срок службы деталей, изготовленных из термореактивных материалов, их трудно, если вообще возможно, перерабатывать в больших масштабах.

Кроме того, поскольку и термопластичные, и термореактивные материалы имеют нефтяную основу, ни один из них не может считаться экологически безопасным.

Термопластик и термореактивный пластик: стоимость

Цены на большинство термопластов часто ниже, чем на термореактивные. Разница в цене заключается в инструментах, материалах и рабочей силе, необходимых для производства термопластичных и термореактивных смол.

Поскольку для завершения процесса сшивания реактопластов требуются наполнители и добавки, они часто дороже. Однако некоторые термопласты могут быть дороже реактопластов по той же причине.

Несмотря на это, как термопластичные, так и термореактивные материалы в определенных областях применения намного более рентабельны, чем аналогичные детали из металлов.

Материалы, альтернативные термопластам и термореактивным материалам

Хотя может быть трудно заменить пластмассы, которые специально используются не только из-за их экономической эффективности, но и из-за их термической, химической и электрической стабильности, альтернативные материалы могут использоваться вместо пластмасс в других областях.

Например, стекло и керамика могут стать хорошей альтернативой пластиковым контейнерам для еды, напитков и хранения. Кроме того, натуральная одежда и волокна могут использоваться для изготовления некоторых видов текстиля и обивки, в которых используются пластмассы.

Некоторые биоразлагаемые пластики, такие как PLA, обладают сходными свойствами с термопластами и термореактивными материалами и могут использоваться вместо пластиков на нефтяной основе.

В этой статье представлены термопласты и реактопласты, объяснено, что они собой представляют, и обсуждены их различия и области применения.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

3 − три =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: