Termoestables vs termoplásticos
Comparación de materiales termoestables y termoplásticos
Según DIN 7724, los plásticos (incluidos los plásticos) se dividen en termoplásticos, duroplásticos, elastómeros y elastómeros termoplásticos en función de su comportamiento mecánico.
Los plásticos se producen sintéticamente a partir de materias primas como el petróleo. Debido a los compuestos orgánicos de carbono o silicio, se denominan materiales orgánicos.
Termoestable vs termoplástico
Los termoestables y los termoplásticos son dos familias diferentes de plásticos que difieren en cómo se comportan cuando se exponen al calor. La principal diferencia entre los dos es que el termoestable es un material que se solidifica cuando se calienta, pero no se puede remodelar ni calentar después de la conformación inicial, mientras que el termoplástico se puede recalentar, remodelar y enfriar según sea necesario sin que se deforme y se produzca una transformación.
Debido a estas propiedades físicas y químicas, los materiales termoplásticos tienen un punto de fusión bajo, mientras que los productos termoestables pueden soportar temperaturas más altas sin perder su integridad estructural.
Esta publicación proporciona una descripción general de los usos y aplicaciones de cada uno de estos tipos de polímeros termoestables, incluido un resumen de las ventajas y limitaciones relativas de cada tipo.
¿Qué son los termoestables?
Los plásticos son uno de los materiales más utilizados en la fabricación de productos en la actualidad, desde el mouse de la computadora que usa hasta el teclado con el que escribe en la Estación Espacial Internacional: los plásticos se usan en casi todo.
Entonces, ¿cómo pueden los plásticos, a partir de los cuales se puede hacer algo tan simple como un bolígrafo, crear algo tan complejo que pueda soportar influencias físicas y químicas rigurosas, como el calor excesivo y la corrosión? La respuesta es termoestable o termoestable. Los termoestables son únicos y muy diferentes a los plásticos tradicionales como los termoplásticos.
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre termoplásticos y termoestables?
A diferencia de los componentes termoplásticos convencionales, que se derriten y se deforman cuando el calor es demasiado alto, los componentes duroplásticos, como su nombre indica, se solidifican en sus propiedades físicas y químicas después de un tratamiento térmico inicial y, por lo tanto, ya no se ven afectados por una mayor exposición al calor.
El proceso es muy similar a los huevos duros. Una vez que el huevo esté cocido, el calentamiento adicional no hará que se deforme, al igual que curar una pieza termoestable. Después del termoformado inicial, su resistencia al calor, la corrosión y la fluencia mecánica hacen que los termoestables sean perfectos para su uso en componentes que requieren tolerancias estrictas y excelentes propiedades de resistencia y peso, al mismo tiempo que están expuestos a altas temperaturas.
Uso de termoestables
Los plásticos termoestables ofrecen una combinación mejorada y de alto rendimiento de estabilidad térmica, resistencia química e integridad estructural. Los componentes termoestables se utilizan en una amplia variedad de industrias, y se utilizan en las industrias automotriz, de electrodomésticos, eléctrica, de iluminación y energética debido a su excelente estabilidad química y térmica, así como a su excelente resistencia, dureza y formabilidad.
Los compuestos termoestables pueden cumplir con las especificaciones de una amplia variedad de materiales de producción a un costo muy bajo. Su uso permite la producción de una gama de piezas pequeñas y grandes con altos volúmenes de producción con repetibilidad constante de lote a lote. Los termoestables ofrecen un proceso alternativo cuando las formas geométricas y complejas no se pueden realizar mediante el procesamiento de metales o el uso de termoplásticos, pero se pueden producir en una sola herramienta. Los termoestables conservan su estabilidad en todos los ambientes y temperaturas.
Ventajas de los termoestables
El uso de termoestables tiene una serie de ventajas. A diferencia de los termoplásticos, estos conservan su fuerza y forma incluso cuando se calientan. Esto hace que los termoestables sean ideales para fabricar componentes duraderos y moldes grandes y masivos. Además, estos componentes tienen excelentes propiedades de resistencia (aunque son frágiles) y no pierden una resistencia significativa cuando se someten a temperaturas de servicio elevadas.
Los plásticos termoestables se están volviendo cada vez más populares en la industria, ya que son un reemplazo de menor costo para los componentes metálicos.
Desventajas de los termoestables
El uso de termoestables tiene ciertas desventajas, las desventajas en términos de propiedades del material no son tan pronunciadas como con los termoplásticos.
La baja viscosidad inicial de los materiales conduce a la formación de rebabas y la necesidad de reprocesamiento. Debido a la baja resistencia a la tracción y ductilidad, las piezas también deben tener paredes gruesas.
Los compuestos utilizados en los termoestables son sistemas reactivos que pueden afectar la durabilidad de las materias primas. En los procesos por lotes, puede haber mayores fluctuaciones y menos consistencia de un lote a otro.
Los altos niveles de algunos rellenos en los materiales pueden provocar un desgaste excesivo de la herramienta. La calidad del producto depende del grado de reticulación logrado durante el ciclo de moldeo.
Lista de tipos de termoestables y materiales termoestables
Los polímeros termoestables están compuestos por diferentes tipos de materiales que tienen funciones y aplicaciones importantes en la industria de procesamiento de plásticos. Los dos procesos para los compuestos de moldeo termoestables son el moldeo por inyección de reacción (RIM) y el moldeo por transferencia de resina (RTM).
Los composites termoestables constan de una matriz y una segunda fase dispersa, fibrosa o continua. Las resinas de colada contienen un catalizador o endurecedor. Las resinas eléctricas termoendurecibles y los productos electrónicos se utilizan en encapsulado o compuestos de encapsulado, adhesivos conductores y selladores dieléctricos.
La unión térmica se utiliza para formar una capa termoconductora sobre un sustrato, ya sea entre componentes o dentro de un producto electrónico terminado. Los compuestos de lavado termoestables se utilizan para limpiar máquinas de moldeo por inyección entre barriles de diferentes colores o composiciones. Los rellenos de huecos se utilizan para rellenar huecos o espacios entre dos superficies que se unirán o sellarán. 1
Los tipos específicos de termoestables utilizados en la industria de procesamiento de plásticos incluyen:
Los tipos específicos de termoestables utilizados en la industria de procesamiento de plásticos incluyen:
Llanta Duroplast (Duroplast):
Duroplásticos RTM (reforzados con fibra de vidrio):
- Resina epoxi (EP) – buenas propiedades mecánicas,
- Resinas de poliéster insaturadas (UP): fácil manejo, económicas,
- Resina de viniléster (VE): estabilidad a altas temperaturas y
- Resinas fenólicas (PF) - aislantes eléctricos.
- Resinas de poliimida (PI) - resistencia a altas temperaturas
Otros tipos de termoestables y resinas incluyen bismaleimida (BMI), fluoropolímeros, politetrafluoroetileno (PTFE), fluoruro de polivinilideno (PVDF), melamina, silicona y urea-formaldehído.
Métodos de procesamiento de duroplásticos
Los termoestables se procesan en los siguientes procesos:
- moldeo por inyección
Prensa - compresión de inyección
- Moldeo por transferencia (moldeo por transferencia)
Los termoestables se pueden dividir en tres clases diferentes.
- termoestables fluidos
- BMC (compuesto de moldeo a granel)
- SMC (compuesto de moldeado de láminas)
termoestables fluidos
Termoestables fluidos como baquelita, resinas fenólicas (PF), resina de melamina (MF), DAP, resinas epoxi (EP), resinas de urea (UF), poliéster insaturado (UP) Los termoestables fluidos son granulares o en polvo. A menudo se encapsulan para el proceso de prensado y también son ideales para el procesamiento en moldeo por inyección, donde la materia prima se puede transportar automáticamente de manera convencional. Por ejemplo, se procesan baquelita, resinas fenólicas (PF), resinas de melamina (MF), DAP, resinas epoxi (EP), resinas de urea (UF) y poliésteres insaturados (UP).
BMC (compuesto de moldeo a granel)
BMC es un plástico reforzado con fibra de vidrio fabricado a partir de resina vinílica o poliéster que alcanza muy buenas propiedades mecánicas, una retardancia de llama libre de halógenos extremadamente alta y las mejores propiedades eléctricas (resistencia al seguimiento). Según la receta, los materiales BMC también cumplen la norma ferroviaria DIN EN 45545-2.
Se pueden producir componentes con muy poca distorsión agregando contracción cero.
SMC (compuesto de moldeado de láminas)
Las esteras SMC son compuestos de moldeo similares a masa hechos de resinas termoestables y fibras de vidrio, principalmente poliéster o resina de vinilo.
¿Qué son los termoplásticos?
Como ya se mencionó, los plásticos son bien conocidos como aplicaciones reales para su uso en química. Desde recipientes de plástico, botellas y dispositivos médicos de salvamento hasta componentes aeroespaciales, el plástico es un material que utilizamos en todas partes.
Los polímeros termoplásticos son uno de esos tipos de plástico conocidos por su versatilidad y reciclabilidad. Los polímeros termoplásticos se forman cuando unidades repetidas llamadas monómeros se unen para formar cadenas o ramificaciones.
Los gránulos termoplásticos se ablandan cuando se calientan y se vuelven más fluidos cuando se aplica más calor. El proceso de curado es 100% reversible ya que no hay enlace químico. Esta propiedad permite remodelar y reciclar los termoplásticos sin afectar las propiedades físicas del material.
Hay una variedad de resinas termoplásticas que ofrecen varios beneficios de rendimiento, pero la mayoría de los materiales más comunes ofrecen alta resistencia, resistencia al encogimiento y una ligera flexibilidad. Dependiendo de la resina, los termoplásticos se pueden usar para aplicaciones de bajo estrés como B. bolsas de plástico o para piezas mecánicas sometidas a grandes esfuerzos.
Ejemplos de polímeros termoplásticos son el polietileno, el PVC y el nailon.
Aplicaciones de los termoplásticos
En ambientes ácidos y contaminados, como los que se encuentran en las ciudades modernas, los sistemas de tuberías de acero a menudo son susceptibles a la oxidación o la corrosión y, por lo tanto, requieren precauciones especiales para evitar la corrosión. El costo de proteger los sistemas de tuberías de acero expuestos a estos entornos hostiles puede ser muy alto. Los termoplásticos se consideran un sustituto económico para minimizar estos costos. Ciertas propiedades de los termoplásticos que los convierten en un material sustituto adecuado son:
– Su capacidad para soportar materiales corrosivos y ambientes corrosivos.
– Su capacidad para usar materiales con temperaturas extremas (calientes o frías).
– Su capacidad para manejar prácticamente cualquier tipo de aplicación de transporte de fluidos.
Los materiales comunes para hacer estas tuberías son PVC o CPVC. Otros materiales incluyen polipropileno, PVDF, ABS, nailon y polietileno. Los tanques de gas de polietileno se utilizan para transportar gas natural en aplicaciones residenciales y comerciales.
Otros usos comunes de los termoplásticos son el polietileno de alta densidad para encapsular objetos rígidos como equipos eléctricos. El polietileno de baja densidad es muy elástico e ideal para aislar cables eléctricos. La poliamida se asocia más comúnmente con la fabricación de cuerdas y correas.
Ventajas y desventajas de los termoplásticos.
La principal ventaja de los termoplásticos es su amplia gama de aplicaciones. Los termoplásticos son materiales livianos de alta resistencia y tienen costos de procesamiento relativamente bajos. Además, los componentes termoplásticos se pueden fabricar con relativa facilidad en grandes cantidades y con alta precisión.
La principal desventaja de usar termoplásticos en lugar de materiales como el metal es su punto de fusión relativamente bajo. Ciertos tipos de termoplásticos de baja calidad pueden derretirse cuando se exponen al sol durante largos períodos de tiempo. Además, los termoplásticos pueden tener poca resistencia a los solventes orgánicos, hidrocarburos y solventes altamente polares.
Los termoplásticos son propensos a la fluencia, lo que significa que el material se expande y se debilita bajo estrés a largo plazo. La susceptibilidad a la fluencia se ve exacerbada por la temperatura de fusión más baja del material. Otros tipos de termoplásticos como B. Compuestos, pueden fracturarse en lugar de deformarse bajo un alto estrés.
Tipos de materiales termoplásticos
Los tipos de termoplásticos que se usan comúnmente para la fabricación incluyen polietileno (PE), cloruro de polivinilo (PVC) y poliestireno (PS), que se usa comúnmente para empaquetar. Otros grupos de termoplásticos son los acrilatos, los fluoropolímeros, los poliésteres, las poliimidas y los nailons. Todos estos tipos pueden fundirse una y otra vez y transformarse en diferentes formas. Por ejemplo, un vaso de espuma es un material termoplástico que se puede volver a fundir y convertir en un cuenco.
Algunos de los materiales termoplásticos más utilizados son
– PC policarbonato
- POM polioximetileno
– Vidrio acrílico PMMA
– PA Poliamida (Nylon)
– PE polietileno
– PP Polipropileno
– PS poliestireno
– Cloruro de polivinilo de PVC
– Teflón PTFE
Termoestable vs termoplástico - Un resumen
Los termoestables y los termoplásticos están disponibles en una variedad de opciones de materiales y se pueden usar para una variedad de aplicaciones, siempre que las limitaciones del material no provoquen fallas en el producto en las condiciones de servicio previstas. Las propiedades básicas de estos materiales siguen siendo las mismas: alta versatilidad y reciclabilidad. Cuando se trata de aplicaciones útiles en el mundo real, difícilmente encontrará un mejor ejemplo que la producción de plásticos a través de estos dos procesos.
