Termoindurenti vs. Termoplastici

Confronto tra materiali termoindurenti e termoplastici

Secondo la norma DIN 7724, le materie plastiche (comprese le materie plastiche) sono suddivise in termoplastiche, duroplastiche, elastomeri ed elastomeri termoplastici in base al loro comportamento meccanico.
La plastica è prodotta sinteticamente da materie prime come il petrolio. A causa del carbonio organico o dei composti di silicio sono chiamati materiali organici.

Termoindurente vs. termoplastico

Termoindurenti e termoplastici sono due diverse famiglie di materie plastiche che differiscono per il modo in cui si comportano se esposte al calore. La principale differenza tra i due è che il termoindurente è un materiale che si solidifica quando viene riscaldato ma non può essere rimodellato o riscaldato dopo la sagomatura iniziale, mentre il termoplastico può essere riscaldato, rimodellato e raffreddato secondo necessità senza che si deformi effettivamente si verifica una trasformazione.

A causa di queste proprietà fisiche e chimiche, i materiali termoplastici hanno un basso punto di fusione, mentre i prodotti termoindurenti possono resistere a temperature più elevate senza perdere la loro integrità strutturale.

Questo post fornisce una panoramica degli usi e delle applicazioni di ciascuno di questi tipi di polimeri termoindurenti, incluso un riepilogo dei relativi vantaggi e limiti di ciascun tipo.

Cosa sono i termoindurenti?

La plastica è uno dei materiali più utilizzati nella produzione di beni oggi, dal mouse del computer che usi alla tastiera con cui digiti fino alla Stazione Spaziale Internazionale: la plastica è utilizzata in quasi tutto.

Quindi, come può la plastica, da cui è possibile realizzare qualcosa di semplice come una penna a sfera, creare qualcosa di così complesso da resistere a rigorose influenze fisiche e chimiche come calore eccessivo e corrosione? La risposta è termoindurente o termoindurente. I termoindurenti sono unici e molto diversi dalle plastiche tradizionali come i termoplastici.

Quindi qual è la differenza tra termoplastici e termoindurenti?

A differenza dei tradizionali componenti termoplastici, che si fondono e si deformano quando il calore è troppo elevato, i componenti duroplastici, come suggerisce il nome, si solidificano nelle loro proprietà fisiche e chimiche dopo un trattamento termico iniziale e quindi non sono più influenzati dall'ulteriore esposizione al calore.

Il processo è molto simile alle uova sode. Una volta che l'uovo è cotto, un ulteriore riscaldamento non lo farà deformare, in modo simile alla polimerizzazione di una parte termoindurente. Dopo la termoformatura iniziale, la loro resistenza al calore, alla corrosione e allo scorrimento meccanico rendono i termoindurenti perfetti per l'uso in componenti che richiedono tolleranze strette ed eccellenti proprietà di resistenza e peso, pur essendo esposti alle alte temperature.

Uso di termoindurenti

Le plastiche termoindurenti offrono una combinazione migliorata e ad alte prestazioni di stabilità termica, resistenza chimica e integrità strutturale. I componenti termoindurenti sono utilizzati in un'ampia varietà di settori e sono utilizzati nei settori automobilistico, elettrodomestico, elettrico, dell'illuminazione e dell'energia grazie alla loro eccellente stabilità chimica e termica, nonché all'eccellente resistenza, durezza e formabilità.

I compositi termoindurenti sono in grado di soddisfare le specifiche di un'ampia varietà di materiali di produzione a costi molto bassi. Il loro utilizzo consente la produzione di una gamma di pezzi piccoli e grandi con elevati volumi di produzione con ripetibilità costante da lotto a lotto. I termoindurenti offrono un processo alternativo quando forme complesse e geometriche non possono essere realizzate attraverso la lavorazione dei metalli o l'uso di materiali termoplastici, ma possono essere prodotte in un unico strumento. I termoindurenti mantengono la loro stabilità in tutti gli ambienti e temperature.

Vantaggi dei termoindurenti

L'uso di termoindurenti presenta numerosi vantaggi. A differenza dei termoplastici, questi mantengono la loro forza e forma anche se riscaldati. Ciò rende i termoindurenti ideali per la realizzazione di componenti durevoli e stampi grandi e massicci. Inoltre, questi componenti hanno eccellenti proprietà di resistenza (sebbene siano fragili) e non perdono una resistenza significativa se sottoposti a temperature di servizio elevate.

Le plastiche termoindurenti stanno diventando sempre più popolari nell'industria in quanto sostituiscono i componenti metallici a basso costo.

Svantaggi dei termoindurenti

L'uso di termoindurenti presenta alcuni svantaggi, con gli svantaggi in termini di proprietà del materiale che non sono così pronunciati come con i termoplastici.

La bassa viscosità iniziale dei materiali porta alla formazione di bave e alla necessità di rilavorazione. A causa della bassa resistenza alla trazione e duttilità, le parti devono anche essere a pareti spesse.

I composti utilizzati nei termoindurenti sono sistemi reattivi che possono influenzare la durabilità delle materie prime. Nei processi batch, possono esserci maggiori fluttuazioni e minore coerenza da batch a batch.

Livelli elevati di alcuni riempitivi nei materiali possono causare un'usura eccessiva dell'utensile. La qualità del prodotto dipende dal grado di reticolazione raggiunto durante il ciclo di stampaggio.

Elenco dei tipi di termoindurenti e dei materiali termoindurenti

I polimeri termoindurenti sono composti da diversi tipi di materiali che hanno importanti funzioni e applicazioni nell'industria della lavorazione della plastica. I due processi per i composti di stampaggio termoindurenti sono lo stampaggio a iniezione di reazione (RIM) e lo stampaggio a trasferimento di resina (RTM).

I compositi termoindurenti sono costituiti da una matrice e da una seconda fase dispersa, fibrosa o continua. Le resine da colata contengono un catalizzatore o un indurente. Le resine elettriche termoindurenti e i prodotti elettronici sono utilizzati per l'invasatura o per i composti per l'invasatura, gli adesivi conduttivi e i sigillanti dielettrici.

Il legame termico viene utilizzato per formare uno strato termicamente conduttivo su un substrato, tra i componenti o all'interno di un prodotto elettronico finito. I composti di lavaggio termoindurenti vengono utilizzati per pulire le macchine di stampaggio a iniezione tra fusti di diversi colori o composizioni. I riempitivi per spazi vuoti vengono utilizzati per riempire spazi vuoti o spazi tra due superfici da incollare o sigillare. 1

Tipi specifici di termoindurenti utilizzati nell'industria della lavorazione della plastica includono:

Duroplasto RIM (Duroplasto):

Duroplastiche RTM (rinforzate con fibra di vetro):

Resina epossidica (EP) – buone proprietà meccaniche,
Resine poliestere insature (UP) – maneggevolezza, poco costoso,
Resina vinilestere (VE) – stabilità alle alte temperature e
Resine fenoliche (PF) - elettricamente isolanti.
Resine poliimmidiche (PI) - resistenza alle alte temperature

Altri tipi di termoindurenti e resine includono bismaleimmide (BMI), fluoropolimeri, politetrafluoroetilene (PTFE), polivinilidene fluoruro (PVDF), melamina, silicone e urea-formaldeide.

Metodi di lavorazione per duroplastiche

I termoindurenti vengono elaborati nei seguenti processi:

stampaggio a iniezione
stampa
compressione ad iniezione
Stampaggio a trasferimento (stampaggio a trasferimento)

I termoindurenti possono essere suddivisi in tre classi diverse

Termoindurenti fluidi
BMC (composto per stampaggio sfuso)
SMC (composto per stampaggio di fogli)

Termoindurenti fluidi

Termoindurenti fluidi come bachelite, resine fenoliche (PF), resina melamminica (MF), DAP, resine epossidiche (EP), resine ureiche (UF), poliestere insaturo (UP) I termoindurenti fluidi sono granulari o polverulenti. Sono spesso compresse per il processo di pressatura e sono ideali anche per la lavorazione nello stampaggio ad iniezione, dove la materia prima può essere convogliata automaticamente in modo convenzionale. Ad esempio, vengono lavorate bachelite, resine fenoliche (PF), resina melamminica (MF), DAP, resine epossidiche (EP), resine ureiche (UF) e poliesteri insaturi (UP).

BMC (composto per stampaggio sfuso)

BMC è una plastica rinforzata con fibra di vetro a base di resina vinilica o poliestere che raggiunge ottime proprietà meccaniche, un'altissima resistenza alla fiamma priva di alogeni e le migliori proprietà elettriche (resistenza all'inseguimento). A seconda della ricetta, i materiali BMC soddisfano anche la norma ferroviaria DIN EN 45545-2.

È possibile produrre componenti con una distorsione molto ridotta aggiungendo un restringimento pari a zero.

SMC (composto per stampaggio di fogli)

I tappetini SMC sono composti da stampaggio simili a un impasto realizzati con resine termoindurenti e fibre di vetro, principalmente poliestere o resina vinilica.

Cosa sono i termoplastici?

Come già accennato, le materie plastiche sono ben note come vere applicazioni per l'uso in chimica. Dai contenitori di plastica, alle bottiglie e ai dispositivi medici salvavita ai componenti aerospaziali, la plastica è un materiale che utilizziamo ovunque.

I polimeri termoplastici sono uno di questi tipi di plastica noti per la loro versatilità e riciclabilità. I polimeri termoplastici si formano quando unità ripetute chiamate monomeri si uniscono per formare catene o rami.

I granuli termoplastici si ammorbidiscono quando vengono riscaldati e diventano più fluidi quando viene applicato più calore. Il processo di polimerizzazione è reversibile al 100% in quanto non vi è alcun legame chimico. Questa proprietà consente di rimodellare e riciclare i termoplastici senza intaccare le proprietà fisiche del materiale.

Esistono diverse resine termoplastiche che offrono vari vantaggi in termini di prestazioni, ma la maggior parte dei materiali più comuni offre elevata resistenza, resistenza al restringimento e leggera flessibilità. A seconda della resina, i termoplastici possono essere utilizzati per applicazioni a bassa sollecitazione come B. sacchetti di plastica o per parti meccaniche molto sollecitate.

Esempi di polimeri termoplastici sono polietilene, PVC e nylon.

Applicazioni dei termoplastici

In ambienti inquinati e acidi come quelli che si trovano nelle città moderne, i sistemi di tubazioni in acciaio sono spesso suscettibili alla ruggine o alla corrosione e pertanto richiedono precauzioni speciali per prevenire la corrosione. Il costo della protezione dei sistemi di tubazioni in acciaio esposti a questi ambienti difficili può essere molto elevato. I termoplastici sono considerati un sostituto economico per ridurre al minimo questi costi. Alcune proprietà dei materiali termoplastici che li rendono un materiale sostitutivo adatto sono:

– La loro capacità di resistere a materiali corrosivi e ambienti corrosivi.
– La tua capacità di indossare materiali con temperature estreme (calde o fredde).
– La loro capacità di gestire praticamente qualsiasi tipo di applicazione di trasporto di fluidi.
I materiali comuni per la realizzazione di questi tubi sono PVC o CPVC. Altri materiali includono polipropilene, PVDF, ABS, nylon e polietilene. I serbatoi di gas in polietilene vengono utilizzati per il trasporto di gas naturale in applicazioni residenziali e commerciali.

Altri usi comuni dei termoplastici sono nel polietilene ad alta densità per incapsulare oggetti rigidi come apparecchiature elettriche. Il polietilene a bassa densità è molto elastico e ideale per isolare cavi elettrici. Il poliammide è più comunemente associato alla produzione di corde e cinghie.

Vantaggi e svantaggi dei materiali termoplastici

Il principale vantaggio dei materiali termoplastici è la loro vasta gamma di applicazioni. I materiali termoplastici sono materiali leggeri e ad alta resistenza e hanno costi di lavorazione relativamente bassi. Inoltre, i componenti termoplastici possono essere fabbricati in modo relativamente semplice in grandi quantità e con un'elevata precisione.

Lo svantaggio principale dell'utilizzo di materiali termoplastici invece di materiali come il metallo è il loro punto di fusione relativamente basso. Alcuni tipi di materiali termoplastici di bassa qualità possono fondersi se esposti al sole per lunghi periodi di tempo. Inoltre, i materiali termoplastici possono avere una scarsa resistenza ai solventi organici, agli idrocarburi e ai solventi altamente polari.

I termoplastici tendono a strisciare, il che significa che il materiale si espande e si indebolisce sotto stress a lungo termine. La suscettibilità allo scorrimento è esacerbata dalla temperatura di fusione inferiore del materiale. Altri tipi di termoplastici come B. I compositi possono rompersi invece di deformarsi sotto forti sollecitazioni.

Tipi di materiali termoplastici

I tipi di termoplastici comunemente usati per la produzione includono polietilene (PE), cloruro di polivinile (PVC) e polistirene (PS), che è comunemente usato per l'imballaggio. Altri gruppi di materiali termoplastici sono acrilati, fluoropolimeri, poliesteri, poliimmidi e nylon. Tutti questi tipi possono essere fusi ancora e ancora e trasformati in forme diverse. Ad esempio, una tazza di schiuma è un materiale termoplastico che può essere rifuso e trasformato in una ciotola.

Alcuni dei materiali termoplastici più comunemente usati sono

– PC policarbonato
- Poliossimetilene POM
– Vetro acrilico PMMA
– PA Poliammide (Nylon)
– polietilene PE
– PP Polipropilene
– Polistirolo PS
– PVC cloruro di polivinile
– Teflon PTFE

Termoindurente vs. Termoplastico: un riassunto

I termoindurenti e i materiali termoplastici sono disponibili in una varietà di opzioni di materiale e possono essere utilizzati per una varietà di applicazioni purché i limiti del materiale non si traducano in un guasto del prodotto nelle condizioni di servizio previste. Le proprietà di base di questi materiali rimangono le stesse: elevata versatilità e riciclabilità. Quando si tratta di applicazioni utili nel mondo reale, difficilmente troverai un esempio migliore della produzione di plastica attraverso questi due processi.