Термореактивные пластмассы против термопластов
Сравнение термореактивных и термопластичных материалов
В соответствии с DIN 7724 пластмассы (включая пластмассы) делятся на термопласты, дюропласты, эластомеры и термопластичные эластомеры в зависимости от их механических свойств.
Пластмассы синтетически производятся из сырья, такого как нефть. Из-за органических соединений углерода или кремния их называют органическими материалами.
Термореактивный против термопласта
Реактопласты и термопласты — это два разных семейства пластмасс, которые различаются тем, как они ведут себя при воздействии тепла. Основное различие между ними заключается в том, что термореактивный материал - это материал, который затвердевает при нагревании, но не может быть изменен или нагрет после первоначального формования, тогда как термопласт можно повторно нагревать, изменять форму и охлаждать по мере необходимости, фактически не деформируясь, происходит преобразование.
Благодаря этим физическим и химическим свойствам термопластические материалы имеют низкую температуру плавления, в то время как термореактивные продукты могут выдерживать более высокие температуры без потери своей структурной целостности.
В этом посте представлен обзор использования и применения каждого из этих типов термореактивных полимеров, включая краткое изложение относительных преимуществ и ограничений каждого типа.
Что такое термореактивные?
Пластмассы являются одним из наиболее широко используемых материалов в производстве товаров сегодня, от компьютерной мыши, которую вы используете, до клавиатуры, с помощью которой вы печатаете, до Международной космической станции — пластмассы используются почти во всем.
Так как же пластик, из которого можно сделать такую простую вещь, как шариковая ручка, может создать что-то настолько сложное, что оно может противостоять жестким физическим и химическим воздействиям, таким как чрезмерное нагревание и коррозия? Ответ термореактивный или термореактивный. Термореактивные материалы уникальны и сильно отличаются от традиционных пластиков, таких как термопласты.
Так в чем же разница между термопластами и реактопластами?
В отличие от обычных термопластичных компонентов, которые плавятся и деформируются при слишком высокой температуре, дуропластовые компоненты, как следует из названия, затвердевают по своим физическим и химическим свойствам после первоначальной термообработки и, следовательно, больше не подвержены влиянию дальнейшего теплового воздействия.
Процесс очень похож на варку яиц вкрутую. После того, как яйцо приготовлено, дальнейшее нагревание не приведет к его деформации — так же, как при отверждении термореактивной детали. После первоначального термоформования их устойчивость к нагреву, коррозии и механической ползучести делает термореактивные материалы идеальными для использования в компонентах, требующих жестких допусков и отличных прочностных и весовых характеристик, а также подвергающихся воздействию высоких температур.
Использование термореактивных материалов
Термореактивные пластмассы предлагают улучшенное, высокоэффективное сочетание термической стабильности, химической стойкости и структурной целостности. Термореактивные компоненты используются в самых разных отраслях промышленности, а также в автомобилестроении, бытовой технике, электротехнике, светотехнике и энергетике благодаря их превосходной химической и термической стабильности, а также превосходной прочности, твердости и формуемости.
Термореактивные композиты могут соответствовать спецификациям широкого спектра производственных материалов при очень низкой стоимости. Их использование позволяет производить ряд мелких и крупных деталей в больших объемах производства с постоянной воспроизводимостью от партии к партии. Термореактивные материалы предлагают альтернативный процесс, когда сложные и геометрические формы не могут быть реализованы с помощью обработки металла или использования термопластов, но могут быть изготовлены с помощью одного инструмента. Термореактивные материалы сохраняют свою стабильность во всех средах и температурах.
Преимущества термореактивных материалов
Использование термореактивных материалов имеет ряд преимуществ. В отличие от термопластов, они сохраняют свою прочность и форму даже при нагревании. Это делает термореактивные материалы идеальными для изготовления прочных компонентов и больших массивных форм. Кроме того, эти компоненты обладают отличными прочностными характеристиками (хотя и являются хрупкими) и не теряют значительной прочности при воздействии повышенных температур эксплуатации.
Термореактивные пластмассы становятся все более популярными в промышленности, поскольку они являются более дешевой заменой металлических компонентов.
Недостатки термореактивных материалов
Использование термореактивных материалов имеет определенные недостатки, причем недостатки в отношении свойств материала не столь выражены, как в случае с термопластами.
Низкая начальная вязкость материалов приводит к образованию заусенцев и необходимости доработки. Из-за низкой прочности на растяжение и пластичности детали также должны быть толстостенными.
Соединения, используемые в термореактивных материалах, представляют собой реактивные системы, которые могут влиять на долговечность сырья. В пакетных процессах могут быть большие колебания и меньшая согласованность от партии к партии.
Высокий уровень некоторых наполнителей в материалах может вызвать чрезмерный износ инструмента. Качество продукта зависит от степени сшивки, достигнутой в процессе формования.
Список термореактивных типов и термореактивных материалов
Термореактивные полимеры состоят из различных типов материалов, которые выполняют важные функции и применяются в промышленности по переработке пластмасс. Два процесса для термореактивных формовочных масс - это реакционное литье под давлением (RIM) и литье с переносом смолы (RTM).
Термореактивные композиты состоят из матрицы и дисперсной, волокнистой или сплошной второй фазы. Литейные смолы содержат катализатор или отвердитель. Термореактивные электротехнические смолы и электронные изделия используются в заливочных или заливочных смесях, проводящих клеях и диэлектрических герметиках.
Термическое соединение используется для формирования теплопроводящего слоя на подложке либо между компонентами, либо внутри готового электронного изделия. Термореактивные промывочные составы используются для очистки машин для литья под давлением между кегами разных цветов или составов. Заполнители зазоров используются для заполнения зазоров или пространств между двумя склеиваемыми или герметизируемыми поверхностями. 1
Конкретные типы термореактивных материалов, используемых в промышленности по переработке пластмасс, включают:
Конкретные типы термореактивных материалов, используемых в промышленности по переработке пластмасс, включают:
RIM Duroplast (Дуропласт):
Дюропластики RTM (армированные стекловолокном):
- Эпоксидная смола (EP) – хорошие механические свойства,
- Ненасыщенные полиэфирные смолы (НП) – просты в обращении, недороги,
- Винилэфирная смола (VE) – высокая температурная стабильность и
- Фенольные смолы (ПФ) - электроизоляционные.
- Полиимидные смолы (ПИ) - высокая термостойкость
Другие типы реактопластов и смол включают бисмалеимид (BMI), фторполимеры, политетрафторэтилен (PTFE), поливинилиденфторид (PVDF), меламин, силикон и мочевиноформальдегид.
Способы обработки дуропластов
Термореактивные материалы обрабатываются в следующих процессах:
- литье под давлением
нажимать - впрыск компрессии
- Трансферное формование (трансферное формование)
Реактопласты можно разделить на три разных класса.
- Текучие реактопласты
- BMC (массовая формовочная смесь)
- SMC (листовой формовочный состав)
Текучие реактопласты
Текучие термореактивные материалы, такие как бакелит, фенольные смолы (PF), меламиновая смола (MF), DAP, эпоксидные смолы (EP), карбамидные смолы (UF), ненасыщенный полиэфир (UP). Текучие термореактивные материалы бывают гранулированными или порошкообразными. Они часто таблетируются для процесса прессования, а также идеально подходят для переработки в литье под давлением, когда сырье может транспортироваться автоматически традиционным способом. Например, обрабатываются бакелит, фенольные смолы (PF), меламиновая смола (MF), DAP, эпоксидные смолы (EP), карбамидные смолы (UF) и ненасыщенные полиэфиры (UP).
BMC (массовая формовочная смесь)
BMC представляет собой пластик, армированный стекловолокном, изготовленный из виниловой смолы или полиэстера, который обладает очень хорошими механическими свойствами, чрезвычайно высокой безгалогенной огнестойкостью и лучшими электрическими свойствами (сопротивление дорожным дорожкам). В зависимости от рецептуры материалы BMC также соответствуют железнодорожному стандарту DIN EN 45545-2.
Компоненты с очень небольшим искажением могут быть получены путем добавления нулевой усадки.
SMC (листовой формовочный состав)
Маты SMC представляют собой тестообразные формовочные массы, изготовленные из термореактивных смол и стекловолокна, в основном из полиэфирной или виниловой смолы.
Что такое термопласты?
Как уже упоминалось, пластмассы хорошо известны как реальные приложения для использования в химии. От пластиковых контейнеров, бутылок и спасательных медицинских устройств до аэрокосмических компонентов — пластик — это материал, который мы используем повсюду.
Термопластичные полимеры являются одним из таких видов пластика, известного своей универсальностью и возможностью вторичной переработки. Термопластичные полимеры образуются, когда повторяющиеся единицы, называемые мономерами, соединяются вместе, образуя цепи или ответвления.
Гранулы термопласта размягчаются при нагревании и становятся более жидкими при приложении большего количества тепла. Процесс отверждения на 100% обратим, так как отсутствует химическая связь. Это свойство позволяет изменять форму и перерабатывать термопласты, не влияя на физические свойства материала.
Существует множество термопластичных смол, обладающих различными эксплуатационными характеристиками, но большинство наиболее распространенных материалов обладают высокой прочностью, устойчивостью к усадке и небольшой гибкостью. В зависимости от смолы термопласты могут использоваться для приложений с низким напряжением, таких как B. полиэтиленовые пакеты или механические детали, подвергающиеся высоким нагрузкам.
Примерами термопластичных полимеров являются полиэтилен, ПВХ и нейлон.
Применение термопластов
В загрязненных, кислых средах, таких как в современных городах, системы стальных трубопроводов часто подвержены ржавчине или коррозии, и поэтому требуют особых мер предосторожности для предотвращения коррозии. Стоимость защиты систем стальных трубопроводов, подвергающихся воздействию этих суровых условий, может быть очень высокой. Термопласты считаются дешевой заменой для минимизации этих затрат. Определенные свойства термопластов, которые делают их подходящим материалом-заменителем:
– Их способность противостоять агрессивным материалам и агрессивным средам.
– Ваша способность носить материалы с экстремальными температурами (горячими или холодными).
– Их способность работать практически с любым типом транспорта жидкости.
Обычными материалами для изготовления этих труб являются ПВХ или ХПВХ. Другие материалы включают полипропилен, ПВДФ, АБС, нейлон и полиэтилен. Газовые баллоны из полиэтилена используются для транспортировки природного газа в жилых и коммерческих целях.
Другое распространенное применение термопластов - полиэтилен высокой плотности для герметизации жестких объектов, таких как электрическое оборудование. Полиэтилен низкой плотности очень эластичен и идеально подходит для изоляции электрических кабелей. Полиамид чаще всего используется в производстве канатов и лямок.
Преимущества и недостатки термопластов
Основным преимуществом термопластов является их широкая область применения. Термопласты являются высокопрочными, легкими материалами и имеют относительно низкие затраты на обработку. Кроме того, термопластичные компоненты могут быть изготовлены относительно легко в больших количествах и с высокой точностью.
Основным недостатком использования термопластов вместо таких материалов, как металл, является их относительно низкая температура плавления. Некоторые типы низкокачественных термопластов могут расплавиться при длительном воздействии солнечных лучей. Кроме того, термопласты могут иметь плохую стойкость к органическим растворителям, углеводородам и высокополярным растворителям.
Термопласты склонны к ползучести, то есть материал расширяется и ослабевает при длительном напряжении. Склонность к ползучести усугубляется более низкой температурой плавления материала. Другие типы термопластов, такие как B. Композиты могут разрушаться, а не деформироваться при высоких нагрузках.
Типы термопластичных материалов
Типы термопластов, обычно используемые для производства, включают полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ) и полистирол (ПС), который обычно используется для упаковки. Другими группами термопластов являются акрилаты, фторполимеры, полиэфиры, полиимиды и нейлоны. Все эти типы можно снова и снова переплавлять и преобразовывать в разные формы. Например, чашка из пенопласта представляет собой термопластический материал, который можно переплавить и превратить в чашу.
Одними из наиболее часто используемых термопластичных материалов являются
— ПК поликарбонат
- ПОМ полиоксиметилен
– акриловое стекло ПММА
– ПА полиамид (нейлон)
— ПЭ полиэтилен
– ПП Полипропилен
– Полистирол ПС
— ПВХ поливинилхлорид
– ПТФЭ Тефлон
Термореактивный материал против термопласта - Резюме
Термореактивные и термопласты доступны в различных вариантах материалов и могут использоваться для различных применений, если ограничения материала не приводят к отказу продукта в предполагаемых условиях эксплуатации. Основные свойства этих материалов остаются прежними: высокая универсальность и возможность вторичной переработки. Когда дело доходит до полезных применений в реальном мире, вы вряд ли найдете лучший пример, чем производство пластмасс с помощью этих двух процессов.
