Termoestables vs termoplásticos
Comparación de materiais termoestables e termoplásticos
Segundo a norma DIN 7724, os plásticos (incluídos os plásticos) divídense en termoplásticos, duroplásticos, elastómeros e elastómeros termoplásticos en función do seu comportamento mecánico.
Os plásticos prodúcense sintéticamente a partir de materias primas como o petróleo. Debido aos compostos orgánicos de carbono ou silicio chámanse materiais orgánicos.
Termoestable vs termoplástico
Os termoestables e os termoplásticos son dúas familias diferentes de plásticos que difieren no seu comportamento cando se exponen á calor. A principal diferenza entre os dous é que o termoendurecible é un material que se solidifica cando se quenta, pero que non se pode remodelar nin quentar despois da conformación inicial, mentres que o termoplástico pode quentarse, remodelarse e arrefriarse segundo sexa necesario sen que se deforme realmente, se produce unha transformación.
Debido a estas propiedades físicas e químicas, os materiais termoplásticos teñen un punto de fusión baixo, mentres que os produtos termoestables poden soportar temperaturas máis altas sen perder a súa integridade estrutural.
Esta publicación ofrece unha visión xeral dos usos e aplicacións de cada un destes tipos de polímeros termoestables, incluíndo un resumo das vantaxes e limitacións relativas de cada tipo.
Que son os termoestables?
Os plásticos son un dos materiais máis utilizados na fabricación de mercadorías na actualidade, dende o rato do ordenador que usa ata o teclado co que escribe ata a Estación Espacial Internacional: os plásticos úsanse en case todo.
Entón, como poden os plásticos, dos que se pode facer algo tan sinxelo como un bolígrafo, crear algo tan complexo que poida soportar influencias físicas e químicas rigorosas como a calor excesiva e a corrosión? A resposta é termoestable ou termoestable. Os termoestables son únicos e moi diferentes dos plásticos tradicionais como os termoplásticos.
Entón, cal é a diferenza entre termoplásticos e termoestables?
En contraste cos compoñentes termoplásticos convencionais, que se funden e defórmanse cando a calor é demasiado alta, os compoñentes duroplásticos, como o seu nome indica, solidízanse nas súas propiedades físicas e químicas despois dun tratamento térmico inicial e, polo tanto, xa non se ven afectados por unha maior exposición á calor.
O proceso é moi semellante ao dos ovos duros. Unha vez que o ovo estea cocido, o quecemento adicional non fará que se deforme, como se cura unha parte termoestable. Despois do termoformado inicial, a súa resistencia á calor, á corrosión e á fluencia mecánica fan que os termoestables sexan perfectos para o seu uso en compoñentes que requiren tolerancias estreitas e excelentes propiedades de resistencia e peso, ao tempo que están expostos a altas temperaturas.
Uso de termoestables
Os plásticos termoestables ofrecen unha combinación mellorada e de alto rendemento de estabilidade térmica, resistencia química e integridade estrutural. Os compoñentes termoestables utilízanse nunha gran variedade de industrias e empréganse na industria do automóbil, electrodomésticos, eléctrica, de iluminación e enerxética debido á súa excelente estabilidade química e térmica, así como a súa excelente resistencia, dureza e formabilidade.
Os compostos termoestables son capaces de cumprir as especificacións dunha gran variedade de materiais de produción a un custo moi baixo. O seu uso permite a produción dunha gama de pezas pequenas e grandes con altos volumes de produción con repetibilidade constante de lote a lote. Os termoestables ofrecen un proceso alternativo cando non se poden realizar formas complexas e xeométricas mediante o procesamento de metal ou o uso de termoplásticos, senón que se poden producir nunha soa ferramenta. Os termoestables manteñen a súa estabilidade en todos os ambientes e temperaturas.
Vantaxes dos termoestables
O uso de termoestables ten unha serie de vantaxes. A diferenza dos termoplásticos, estes conservan a súa resistencia e forma mesmo cando se quentan. Isto fai que os termoestables sexan idóneos para facer compoñentes duradeiros e moldes grandes e masivos. Ademais, estes compoñentes teñen excelentes propiedades de resistencia (aínda que son fráxiles) e non perden unha resistencia significativa cando se someten a temperaturas de servizo elevadas.
Os plásticos termoestables son cada vez máis populares na industria xa que son un substituto de baixo custo para os compoñentes metálicos.
Desvantaxes dos termoestables
O uso de termoestables ten certas desvantaxes, sendo as desvantaxes en termos de propiedades do material que non son tan pronunciadas como os termoplásticos.
A baixa viscosidade inicial dos materiais leva á formación de rebabas e á necesidade de reelaborar. Debido á baixa resistencia á tracción e á ductilidade, as pezas tamén deben ter paredes grosas.
Os compostos utilizados nos termoestables son sistemas reactivos que poden afectar á durabilidade das materias primas. Nos procesos por lotes, pode haber maiores flutuacións e menor consistencia de lote a lote.
Os niveis altos dalgúns recheos nos materiais poden causar un desgaste excesivo da ferramenta. A calidade do produto depende do grao de reticulación alcanzado durante o ciclo de moldeo.
Lista de tipos e materiais termoestables
Os polímeros termoestables están compostos por diferentes tipos de materiais que teñen funcións e aplicacións importantes na industria de transformación de plásticos. Os dous procesos para os compostos de moldeo termoestables son o Moldeo por Inxección de Reacción (RIM) e o Moldeo por Transferencia de Resina (RTM).
Os compostos termoestables consisten nunha matriz e unha segunda fase dispersa, fibrosa ou continua. As resinas de fundición conteñen un catalizador ou endurecedor. As resinas eléctricas termoendurecibles e os produtos electrónicos utilízanse en envases ou compostos de envases, adhesivos condutores e selantes dieléctricos.
A unión térmica úsase para formar unha capa termocondutora sobre un substrato, xa sexa entre compoñentes ou dentro dun produto electrónico acabado. Os compostos de lavado termoestables utilízanse para limpar máquinas de moldeo por inxección entre barriles de diferentes cores ou composicións. Os recheos de espazos utilízanse para encher ocos ou espazos entre dúas superficies a pegar ou selar. 1
Os tipos específicos de termoestables utilizados na industria de procesamento de plásticos inclúen:
Os tipos específicos de termoestables utilizados na industria de procesamento de plásticos inclúen:
RIM Duroplast (Duroplast):
Duroplásticos RTM (reforzados con fibra de vidro):
- Resina epoxi (EP) - boas propiedades mecánicas,
- Resinas de poliéster insaturado (UP) - fácil manejo, barato,
- Resina de éster de vinilo (VE) – estabilidade a altas temperaturas e
- Resinas fenólicas (PF) - eléctricamente illantes.
- Resinas de poliimida (PI) - resistencia a altas temperaturas
Outros tipos de termoestables e resinas inclúen bismaleimida (IMC), fluoropolímeros, politetrafluoroetileno (PTFE), fluoruro de polivinilideno (PVDF), melamina, silicona e urea-formaldehído.
Métodos de procesamento de duroplásticos
Os termoestables son procesados nos seguintes procesos:
- moldaxe por inxección
Prema - compresión por inxección
- Moldeo por transferencia (moldeo por transferencia)
Os termosets pódense dividir en tres clases diferentes
- Termoestables fluíbles
- BMC (composto de moldeo a granel)
- SMC (composto de moldaxe de follas)
Termoestables fluíbles
Termoestables fluídos como baquelita, resinas fenólicas (PF), resina de melamina (MF), DAP, resinas epoxi (EP), resinas de urea (UF), poliéster insaturado (UP) Os termoestables fluídos son granulares ou pulverulentos. Moitas veces son comprimidos para o proceso de prensado e tamén son ideais para o procesamento en moldeo por inxección, onde a materia prima pode ser transportada automaticamente dun xeito convencional. Por exemplo, procesa baquelita, resinas fenólicas (PF), resina de melamina (MF), DAP, resinas epoxi (EP), resinas de urea (UF) e poliésteres insaturados (UP).
BMC (composto de moldeo a granel)
BMC é un plástico reforzado con fibra de vidro feito de resina de vinilo ou poliéster que alcanza moi boas propiedades mecánicas, un retardo de chama sen halóxenos extremadamente elevado e as mellores propiedades eléctricas (resistencia ao seguimento). Dependendo da receita, os materiais BMC tamén cumpren a norma ferroviaria DIN EN 45545-2.
Pódense producir compoñentes con moi pouca distorsión engadindo contracción cero.
SMC (composto de moldaxe de follas)
As alfombras SMC son compostos de moldeo similares a masa feitos de resinas termoendurecibles e fibras de vidro, xeralmente resinas de poliéster ou vinilo.
Que son os termoplásticos?
Como xa se mencionou, os plásticos son ben coñecidos como aplicacións reais para o seu uso en química. Desde envases de plástico, botellas e dispositivos médicos que salvan vidas ata compoñentes aeroespaciais, o plástico é un material que usamos en todas partes.
Os polímeros termoplásticos son un deste tipo de plástico coñecido pola súa versatilidade e reciclabilidade. Os polímeros termoplásticos fórmanse cando unidades repetidas chamadas monómeros se unen para formar cadeas ou ramas.
Os gránulos termoplásticos suavizanse cando se quentan e fanse máis fluídos cando se aplica máis calor. O proceso de curado é 100% reversible xa que non hai enlace químico. Esta propiedade permite que os termoplásticos sexan remodelados e reciclados sen afectar as propiedades físicas do material.
Hai unha variedade de resinas termoplásticas que ofrecen varios beneficios de rendemento, pero a maioría dos materiais máis comúns ofrecen alta resistencia, resistencia ao encollemento e unha lixeira flexibilidade. Dependendo da resina, pódense usar termoplásticos para aplicacións de baixo estrés, como B. bolsas de plástico ou para pezas mecánicas moi esforzadas.
Exemplos de polímeros termoplásticos son o polietileno, o PVC e o nailon.
Aplicacións dos termoplásticos
En ambientes contaminados e ácidos, como os que se atopan nas cidades modernas, os sistemas de tubaxes de aceiro adoitan ser susceptibles á ferruxe ou á corrosión e, polo tanto, requiren precaucións especiais para evitar a corrosión. O custo de protexer os sistemas de tubaxes de aceiro expostos a estes ambientes duros pode ser moi elevado. Os termoplásticos considéranse un substituto barato para minimizar estes custos. Algunhas propiedades dos termoplásticos que os converten nun material substituto axeitado son:
– A súa capacidade para soportar materiais corrosivos e ambientes corrosivos.
– A súa capacidade para usar materiais con temperaturas extremas (quentes ou fríos).
– A súa capacidade para manexar practicamente calquera tipo de aplicación de transporte de fluídos.
Os materiais comúns para facer estes tubos son o PVC ou o CPVC. Outros materiais inclúen polipropileno, PVDF, ABS, nailon e polietileno. Os tanques de gas de polietileno úsanse para transportar gas natural en aplicacións residenciais e comerciais.
Outros usos comúns dos termoplásticos son o polietileno de alta densidade para encapsular obxectos ríxidos como equipos eléctricos. O polietileno de baixa densidade é moi elástico e ideal para illar cables eléctricos. A poliamida adoita asociarse coa fabricación de cordas e correas.
Vantaxes e inconvenientes dos termoplásticos
A principal vantaxe dos termoplásticos é a súa ampla gama de aplicacións. Os termoplásticos son materiais de alta resistencia, lixeiros e teñen custos de procesamento relativamente baixos. Ademais, os compoñentes termoplásticos pódense fabricar con relativa facilidade en grandes cantidades e con alta precisión.
A principal desvantaxe de usar termoplásticos en lugar de materiais como o metal é o seu punto de fusión relativamente baixo. Algúns tipos de termoplásticos de baixa calidade poden fundirse cando se exponen ao sol durante longos períodos de tempo. Ademais, os termoplásticos poden ter unha escasa resistencia a disolventes orgánicos, hidrocarburos e disolventes altamente polares.
Os termoplásticos son propensos a arrastrarse, o que significa que o material se expande e se debilita baixo estrés a longo prazo. A susceptibilidade a fluír vese exacerbada pola baixa temperatura de fusión do material. Outros tipos de termoplásticos como B. Os compostos, poden fracturarse en lugar de deformarse baixo unha tensión elevada.
Tipos de materiais termoplásticos
Os tipos de termoplásticos que se usan habitualmente para a fabricación inclúen o polietileno (PE), o cloruro de polivinilo (PVC) e o poliestireno (PS), que se usa habitualmente para envasar. Outros grupos de termoplásticos son acrilatos, fluoropolímeros, poliésteres, poliimidas e nylons. Todos estes tipos pódense fundir unha e outra vez e transformarse en diferentes formas. Por exemplo, unha cunca de escuma é un material termoplástico que se pode volver fundir e converter nunha cunca.
Algúns dos materiais termoplásticos máis utilizados son
– Policarbonato PC
- POM polioximetileno
– Vidro acrílico PMMA
- PA Poliamida (Nylon)
– Polietileno PE
- Polipropileno PP
– Poliestireno PS
– Cloruro de polivinilo PVC
– Teflón PTFE
Termoestable vs termoplástico - Un resumo
Os termoestables e os termoplásticos están dispoñibles nunha variedade de opcións de materiais e pódense usar para unha variedade de aplicacións sempre que as limitacións do material non produzan un fallo do produto nas condicións de servizo previstas. As propiedades básicas destes materiais seguen sendo as mesmas: alta versatilidade e reciclabilidade. Cando se trata de aplicacións útiles no mundo real, dificilmente atoparás mellor exemplo que a produción de plásticos mediante estes dous procesos.
