Thermodurcissables vs thermoplastiques
Comparaison des matériaux thermodurcissables et thermoplastiques
Selon la norme DIN 7724, les plastiques (y compris les plastiques) sont divisés en thermoplastiques, duroplastiques, élastomères et élastomères thermoplastiques en fonction de leur comportement mécanique.
Les plastiques sont produits synthétiquement à partir de matières premières telles que le pétrole. En raison des composés organiques de carbone ou de silicium, ils sont appelés matériaux organiques.
Thermodurcissable vs thermoplastique
Les thermodurcissables et les thermoplastiques sont deux familles différentes de plastiques qui diffèrent par leur comportement lorsqu'ils sont exposés à la chaleur. La principale différence entre les deux est que le thermodurcissable est un matériau qui se solidifie lorsqu'il est chauffé mais ne peut pas être remodelé ou chauffé après la mise en forme initiale, tandis que le thermoplastique peut être réchauffé, remodelé et refroidi selon les besoins sans se déformer réellement, une transformation se produit.
En raison de ces propriétés physiques et chimiques, les matériaux thermoplastiques ont un point de fusion bas, tandis que les produits thermodurcissables peuvent supporter des températures plus élevées sans perdre leur intégrité structurelle.
Cet article donne un aperçu des utilisations et des applications de chacun de ces types de polymères thermodurcissables, y compris un résumé des avantages et des limites relatifs de chaque type.
Que sont les thermodurcissables ?
Les plastiques sont l'un des matériaux les plus largement utilisés dans la fabrication de biens aujourd'hui, de la souris d'ordinateur que vous utilisez au clavier avec lequel vous tapez à la Station spatiale internationale - les plastiques sont utilisés dans presque tout.
Alors, comment les plastiques, à partir desquels quelque chose d'aussi simple qu'un stylo à bille peut être fabriqué, peuvent-ils créer quelque chose de si complexe qu'il peut résister à des influences physiques et chimiques rigoureuses telles qu'une chaleur excessive et la corrosion ? La réponse est thermodurcissable ou thermodurcissable. Les thermodurcissables sont uniques et très différents des plastiques traditionnels tels que les thermoplastiques.
Alors, quelle est la différence entre les thermoplastiques et les thermodurcissables ?
Contrairement aux composants thermoplastiques conventionnels, qui fondent et se déforment lorsque la chaleur est trop élevée, les composants duroplastiques, comme leur nom l'indique, se solidifient dans leurs propriétés physiques et chimiques après un traitement thermique initial et ne sont donc plus affectés par une exposition ultérieure à la chaleur.
Le processus est très similaire aux œufs durs. Une fois l'œuf cuit, un chauffage supplémentaire ne le fera pas se déformer, comme le durcissement d'une pièce thermodurcissable. Après le thermoformage initial, leur résistance à la chaleur, à la corrosion et au fluage mécanique rend les thermodurcissables parfaits pour une utilisation dans des composants qui nécessitent des tolérances serrées et d'excellentes propriétés de résistance et de poids, tout en étant également exposés à des températures élevées.
Utilisation de thermodurcissables
Les plastiques thermodurcissables offrent une combinaison améliorée et performante de stabilité thermique, de résistance chimique et d'intégrité structurelle. Les composants thermodurcissables sont utilisés dans une grande variété d'industries - et sont utilisés dans les industries de l'automobile, de l'électroménager, de l'électricité, de l'éclairage et de l'énergie en raison de leur excellente stabilité chimique et thermique ainsi que de leur excellente résistance, dureté et formabilité.
Les composites thermodurcissables sont capables de répondre aux spécifications d'une grande variété de matériaux de production à très faible coût. Leur utilisation permet la production d'une gamme de petites et grandes pièces avec des volumes de production élevés avec une répétabilité constante d'un lot à l'autre. Les thermodurcissables offrent un processus alternatif lorsque des formes complexes et géométriques ne peuvent pas être réalisées par le traitement des métaux ou l'utilisation de thermoplastiques, mais peuvent être produites dans un seul outil. Les thermodurcissables conservent leur stabilité dans tous les environnements et toutes les températures.
Avantages des thermodurcissables
L'utilisation de thermodurcissables présente de nombreux avantages. Contrairement aux thermoplastiques, ceux-ci conservent leur résistance et leur forme même lorsqu'ils sont chauffés. Cela rend les thermodurcissables idéaux pour fabriquer des composants durables et de grands moules massifs. De plus, ces composants ont d'excellentes propriétés de résistance (bien qu'ils soient cassants) et ne perdent pas de résistance significative lorsqu'ils sont soumis à des températures de service élevées.
Les plastiques thermodurcissables sont de plus en plus populaires dans l'industrie car ils remplacent à moindre coût les composants métalliques.
Inconvénients des thermodurcissables
L'utilisation de thermodurcissables présente certains inconvénients, les inconvénients en termes de propriétés des matériaux n'étant pas aussi prononcés qu'avec les thermoplastiques.
La faible viscosité initiale des matériaux entraîne la formation de bavures et la nécessité de retouches. En raison de la faible résistance à la traction et de la ductilité, les pièces doivent également avoir des parois épaisses.
Les composés utilisés dans les thermodurcissables sont des systèmes réactifs qui peuvent affecter la durabilité des matières premières. Dans les processus par lots, il peut y avoir de plus grandes fluctuations et moins de cohérence d'un lot à l'autre.
Des niveaux élevés de certaines charges dans les matériaux peuvent provoquer une usure excessive de l'outil. La qualité du produit dépend du degré de réticulation atteint pendant le cycle de moulage.
Liste des types de thermodurcissables et des matériaux thermodurcissables
Les polymères thermodurcissables sont composés de différents types de matériaux qui ont des fonctions et des applications importantes dans l'industrie de la plasturgie. Les deux procédés pour les composés de moulage thermodurcissables sont le moulage par injection de réaction (RIM) et le moulage par transfert de résine (RTM).
Les composites thermodurcissables sont constitués d'une matrice et d'une seconde phase dispersée, fibreuse ou continue. Les résines de coulée contiennent un catalyseur ou un durcisseur. Les résines électriques thermodurcissables et les produits électroniques sont utilisés dans l'enrobage ou les composés d'enrobage, les adhésifs conducteurs et les mastics diélectriques.
La liaison thermique est utilisée pour former une couche thermoconductrice sur un substrat, soit entre des composants, soit à l'intérieur d'un produit électronique fini. Les composés de rinçage thermodurcissables sont utilisés pour nettoyer les machines de moulage par injection entre des fûts de différentes couleurs ou compositions. Les remplisseurs d'espace sont utilisés pour combler les lacunes ou les espaces entre deux surfaces à coller ou à sceller. 1
Les types spécifiques de thermodurcissables utilisés dans l'industrie de la plasturgie comprennent :
Les types spécifiques de thermodurcissables utilisés dans l'industrie de la plasturgie comprennent :
Jante Duroplast (Duroplast):
Duroplastiques RTM (fibres de verre renforcées) :
- Résine époxy (EP) – bonnes propriétés mécaniques,
- Résines de polyester insaturé (UP) – manipulation facile, bon marché,
- Résine d'ester vinylique (VE) - stabilité à haute température et
- Résines phénoliques (PF) - électriquement isolantes.
- Résines polyimides (PI) - résistance aux hautes températures
D'autres types de thermodurcissables et de résines comprennent le bismaléimide (BMI), les fluoropolymères, le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le fluorure de polyvinylidène (PVDF), la mélamine, le silicone et l'urée-formaldéhyde.
Méthodes de traitement des duroplastiques
Les thermodurcissables sont traités dans les processus suivants :
- moulage par injection
presse - compression par injection
- Moulage par transfert (moulage par transfert)
Les thermodurcissables peuvent être divisés en trois classes différentes
- Thermodurcissables fluides
- BMC (composé de moulage en vrac)
- SMC (composé de moulage de feuille)
Thermodurcissables fluides
Thermodurcissables fluides tels que la bakélite, les résines phénoliques (PF), la résine de mélamine (MF), le DAP, les résines époxy (EP), les résines d'urée (UF), le polyester insaturé (UP) Les thermodurcissables fluides sont granuleux ou pulvérulents. Ils sont souvent comprimés pour le processus de pressage et sont également idéaux pour le traitement dans le moulage par injection, où la matière première peut être transportée automatiquement de manière conventionnelle. Par exemple, la bakélite, les résines phénoliques (PF), la résine de mélamine (MF), le DAP, les résines époxy (EP), les résines d'urée (UF) et les polyesters insaturés (UP) sont traités.
BMC (composé de moulage en vrac)
Le BMC est un plastique renforcé de fibres de verre fabriqué à partir de résine vinylique ou de polyester qui atteint de très bonnes propriétés mécaniques, une ignifugation sans halogène extrêmement élevée et les meilleures propriétés électriques (résistance au cheminement). Selon la recette, les matériaux BMC répondent également à la norme ferroviaire DIN EN 45545-2.
Des composants avec très peu de distorsion peuvent être produits en ajoutant un retrait nul.
SMC (composé de moulage de feuille)
Les tapis SMC sont des composés de moulage en forme de pâte fabriqués à partir de résines thermodurcissables et de fibres de verre, principalement de résine de polyester ou de vinyle.
Que sont les thermoplastiques ?
Comme déjà mentionné, les plastiques sont bien connus comme de véritables applications pour une utilisation en chimie. Des contenants en plastique, des bouteilles et des dispositifs médicaux vitaux aux composants aérospatiaux, le plastique est un matériau que nous utilisons partout.
Les polymères thermoplastiques sont l'un de ces types de plastiques connus pour leur polyvalence et leur recyclabilité. Les polymères thermoplastiques se forment lorsque des unités répétitives appelées monomères se rejoignent pour former des chaînes ou des ramifications.
Les granulés thermoplastiques se ramollissent lorsqu'ils sont chauffés et deviennent plus fluides lorsque plus de chaleur est appliquée. Le processus de durcissement est 100% réversible car il n'y a pas de liaison chimique. Cette propriété permet aux thermoplastiques d'être remodelés et recyclés sans affecter les propriétés physiques du matériau.
Il existe une variété de résines thermoplastiques qui offrent divers avantages en termes de performances, mais la plupart des matériaux les plus courants offrent une résistance élevée, une résistance au rétrécissement et une légère flexibilité. Selon la résine, les thermoplastiques peuvent être utilisés pour des applications à faible contrainte telles que B. sacs plastiques ou pour pièces mécaniques fortement sollicitées.
Des exemples de polymères thermoplastiques sont le polyéthylène, le PVC et le nylon.
Applications des thermoplastiques
Dans les environnements pollués et acides tels que ceux que l'on trouve dans les villes modernes, les systèmes de tuyauterie en acier sont souvent sensibles à la rouille ou à la corrosion et nécessitent donc des précautions particulières pour prévenir la corrosion. Le coût de protection des systèmes de tuyauterie en acier exposés à ces environnements difficiles peut être très élevé. Les thermoplastiques sont considérés comme un substitut bon marché pour minimiser ces coûts. Certaines propriétés des thermoplastiques qui en font un matériau de substitution approprié sont :
– Leur capacité à résister aux matériaux corrosifs et aux environnements corrosifs.
– Votre capacité à porter des matériaux avec des températures extrêmes (chaudes ou froides).
– Leur capacité à gérer pratiquement n'importe quel type d'application de transport de fluides.
Les matériaux courants pour la fabrication de ces tuyaux sont le PVC ou le CPVC. D'autres matériaux incluent le polypropylène, le PVDF, l'ABS, le nylon et le polyéthylène. Les réservoirs de gaz en polyéthylène sont utilisés pour transporter le gaz naturel dans les applications résidentielles et commerciales.
D'autres utilisations courantes des thermoplastiques sont le polyéthylène haute densité pour encapsuler des objets rigides tels que des équipements électriques. Le polyéthylène basse densité est très élastique et idéal pour isoler les câbles électriques. Le polyamide est le plus souvent associé à la fabrication de cordes et de sangles.
Avantages et inconvénients des thermoplastiques
Le principal avantage des thermoplastiques est leur large éventail d'applications. Les thermoplastiques sont des matériaux légers et à haute résistance et ont des coûts de traitement relativement faibles. De plus, les composants thermoplastiques peuvent être fabriqués relativement facilement en grandes quantités et avec une grande précision.
Le principal inconvénient de l'utilisation de thermoplastiques au lieu de matériaux comme le métal est leur point de fusion relativement bas. Certains types de thermoplastiques de qualité inférieure peuvent fondre lorsqu'ils sont exposés au soleil pendant de longues périodes. De plus, les thermoplastiques peuvent avoir une faible résistance aux solvants organiques, aux hydrocarbures et aux solvants hautement polaires.
Les thermoplastiques sont sujets au fluage, ce qui signifie que le matériau se dilate et s'affaiblit sous une contrainte à long terme. La susceptibilité au fluage est exacerbée par la température de fusion plus basse du matériau. D'autres types de thermoplastiques tels que B. Les composites peuvent se fracturer au lieu de se déformer sous des contraintes élevées.
Types de matériaux thermoplastiques
Les types de thermoplastiques couramment utilisés pour la fabrication comprennent le polyéthylène (PE), le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polystyrène (PS), qui est couramment utilisé pour l'emballage. D'autres groupes de thermoplastiques sont les acrylates, les fluoropolymères, les polyesters, les polyimides et les nylons. Tous ces types peuvent être fondus encore et encore et transformés en différentes formes. Par exemple, un gobelet en mousse est un matériau thermoplastique qui peut être refondu et transformé en bol.
Certains des matériaux thermoplastiques les plus couramment utilisés sont
– Polycarbonate PC
- Polyoxyméthylène POM
– Verre acrylique PMMA
– Polyamide PA (Nylon)
– polyéthylène PE
– Polypropylène PP
– Polystyrène PS
– PVC chlorure de polyvinyle
– Téflon PTFE
Thermodurcissable vs thermoplastique - Un résumé
Les thermodurcissables et les thermoplastiques sont disponibles dans une variété d'options de matériaux et peuvent être utilisés pour une variété d'applications tant que les limitations du matériau n'entraînent pas de défaillance du produit dans les conditions de service prévues. Les propriétés de base de ces matériaux restent les mêmes : grande polyvalence et recyclabilité. Lorsqu'il s'agit d'applications utiles dans le monde réel, vous ne trouverez guère de meilleur exemple que la production de plastiques par ces deux procédés.
