Dans Fabrication en plastique , les thermoplastiques et les thermodurcissants sont deux types principaux de matériaux plastiques, couramment utilisés dans le moulage par injection, usinage CNC , impression 3D et extrusion. Les deux sont faits de polymères, qui sont constitués de longues chaînes de molécules répétitives. Au microscope, les thermoplastiques ressemblent à des cordes enchevêtrées et à écoulement libre, tandis que les thermodosets ressemblent à un réseau étroitement tissé. La structure du polymère a une influence directe sur les propriétés et les performances. La principale différence entre les thermoplastiques et les thermosgues est la façon dont ils réagissent à la chaleur. Au-delà de cela, ils ont de nombreuses autres différences. En lisant, vous trouverez plus de détails sur la comparaison à leur sujet dans cet article.
Qu'est-ce qu'un thermoplastique?
Un thermoplastique est une résine solide à température ambiante. Lorsqu'ils sont chauffés, les granulés se ramollissent et deviennent finalement fluides, soit en raison de la fusion des cristaux, soit de la traversée de la température de transition du verre. Lors du refroidissement, ils durcissent dans une forme souhaitée sans liaison chimique impliquée. Cela permet aux thermoplastiques d'être facilement réchauffés, remodelés et recyclés plusieurs fois sans subir de changement chimique permanent.
Ils ont généralement tendance à résister à la rétrécissement et à offrir une bonne force et une bonne élasticité. Ils sont largement classés en deux types en fonction de leur structure moléculaire:
Thermoplastique amorphe, with a less ordered structure, offer lower heat resistance but better toughness at low temperatures. Some are transparent, suitable for applications requiring optical clarity.
Thermoplastique semi-cristalline have a more ordered structure, which provides them with greater heat and chemical resistance. They also have enhanced strength and stability, making them well-suited for high-performance applications.
Les thermoplastiques sont souvent utilisés dans le moulage par injection, l'extrusion, le thermoformage, le moulage par soufflage, le moulage en rotation et de nombreuses autres techniques de fabrication. Certains thermoplastiques couramment utilisés comprennent:
Pour les avantages et les inconvénients des thermoplastiques
Pros
Peut être remodelé et recyclé avec peu d'impact sur les propriétés des matériaux.
Facile à traiter.
Finition esthétique de haute qualité.
Résistance à forte impact.
Très résistant aux produits chimiques.
Bonne isolation électrique.
Généralement réduire les coûts de production et de traitement.
Haute flexibilité.
Inconvénients
Pas adapté aux applications à haute température car elle peut ramollir lors du chauffage.
Peut se déformer sous une température élevée prolongée ou une charge continue.
Dans le moulage par injection, les thermoplastiques sont plus sujets à flash en raison de leur viscosité plus faible lorsqu'ils sont fondues et des pressions élevées utilisées dans le traitement.
Qu'est-ce qu'un thermodurcissement?
Un thermodurcisse (ou du plastique thermodostage) est un polymère qui existe généralement en tant que résine liquide (ou parfois comme solide mou) à température ambiante. Lorsqu'il est chauffé ou mélangé avec un catalyseur, il subit un processus de durcissement qui forme une structure irréversible, rigide et réticulée. Cette structure permanente donne aux thermodurcissistes une résistance supérieure à la chaleur, une résistance accrue de corrosion et une plus grande résistance au fluage - la tendance d'un matériau à se déformer en permanence sous contrainte mécanique - réalisée aux thermoplastiques. Cela fait des polymères thermodurcisseurs un excellent choix pour les pièces qui nécessitent une stabilité dimensionnelle exceptionnelle à des températures élevées, comme les collecteurs d'admission d'air dans les automobiles ou les étriers de frein dans les machines lourdes.
Cependant, les thermodurcissants ont certaines limites. Une fois durcies, ils ne peuvent pas être relancés ou remodelés comme des thermoplastiques, et ils ont tendance à être moins résistants à l'impact et plus sujets à l'éclatement. L'élimination des thermodosites est plus difficile car ils ne peuvent pas être facilement retraités et recyclés, bien que certains puissent être broyés en remplissage pour les matériaux composites.
De plus, leur dureté élevée et leur fragilité rendent la finition de surface (comme le polissage et le broyage) et l'usinage mécanique plus difficile. Pendant le moulage par injection, il est crucial pour empêcher un thermodoste d'atteindre sa température de réticulation jusqu'à ce qu'il ait complètement rempli le moule, car un durcissement prématuré peut provoquer des défauts et entraver la mise en forme appropriée.
Les plastiques thermodurcissants se trouvent plus souvent dans la coulée d'uréthane, le moulage par compression, le moulage par transfert de résine (RTM), le moulage par injection de réaction (RIM) et l'enroulement du filament. Certains thermodurcisseurs couramment utilisés comprennent:
Résine amino
Résine époxy
Caoutchouc vulcanisé
Résine phénolique
Formaldéhyde mélamine
Polymère en polyuréthane
Résine en silicone
Pour les avantages et les inconvénients des thermodurcissiers
Pros
Excellente résistance à la chaleur.
Stabilité dimensionnelle élevée.
Bonne résistance mécanique.
Résistance chimique supérieure.
Isolation électrique exceptionnelle et résistance diélectrique.
Inconvénients
Ne peut pas être relâché ou remodelé une fois durci, ce qui rend le recyclage difficile.
Les pièces endommagées sont difficiles à réparer ou à modifier.
Les exigences de traitement complexes et la nécessité d'un équipement spécialisé peuvent augmenter les coûts.
Peut être plus cassant et sujet à la fracture sous impact.
Quelle est la différence entre le thermoplastique et le thermodoste?
Il existe des centaines de thermoplastiques et de thermodurcissants différents. Selon les matériaux spécifiques comparés, leurs propriétés peuvent être presque identiques ou largement différentes. Dans la discussion suivante, nous nous concentrerons sur les différences typiques - pas les universelles - entre les deux classes de polymères.
Microstructure
Les thermoplastiques sont constitués de chaînes polymères longues, linéaires ou ramifiées qui ne sont pas chimiquement réticulées les unes aux autres, formant une structure qui peut être amorphe ou semi-cristalline. Il en résulte un arrangement relativement lâche et enchevêtré qui permet la flexibilité et le remodelage. En comparaison, les thermodurgies ont un réseau densément réticulé où les chaînes de polymère sont liées en permanence. Ce cadre rigide et verrouillé renforce la résistance à la chaleur et la stabilité structurelle des thermodosets.
Température de déviation de la chaleur
La température de déviation de la chaleur (HDT) mesure la capacité d'un plastique à maintenir sa forme sous charge à des températures élevées. Ce paramètre est étroitement lié à la structure moléculaire du matériau, distinguant les thermoplastiques des thermodosets. Les thermoplastiques - composés de chaînes linéaires ou faiblement ramifiées - présentent généralement des valeurs HDT inférieures qui restent bien en dessous de leurs points de fusion. Par exemple, le nylon PA66 commence à se déformer sous une charge entre 70 ° C et 90 ° C, même si son point de fusion est d'environ 260 ° C; Ce ramollissement progressif résulte de la mobilité de ses chaînes de polymère, qui peuvent se glisser les unes contre les autres lorsqu'elles sont chauffées. En revanche, les thermodurcissants tels que les résines époxy maintiennent une stabilité dimensionnelle jusqu'à 200 à 300 ° C ou plus, grâce à leur structure réticulée permanente qui agit comme une «serrure» moléculaire, résisant à la déformation jusqu'à ce que la décomposition thermique se produise.
Résistance à la corrosion
Les thermodosgues offrent généralement une résistance supérieure aux produits chimiques, aux acides et aux bases. Leur réseau tridimensionnel hautement réticulé minimise la pénétration des substances chimiques, améliorant la stabilité des matériaux dans des environnements difficiles. Alors que de nombreux thermoplastiques (tels que le PVDF et le PTFE) ont également une bonne résistance chimique, leur structure moléculaire relativement lâche les rend plus sensibles au gonflement ou à la dégradation lorsqu'ils sont exposés à des milieux hautement corrosifs ou à un contact chimique prolongé.
Durabilité
Les plastiques thermodurcissables ont des structures très stables qui offrent une excellente durabilité même sous une exposition prolongée à des températures élevées et à des environnements corrosifs. Cependant, ils ont une ténacité plus faible et peuvent se fissurer ou se fracturer à faible températures ou des charges à fort impact. De plus, une fois durci, ils ne peuvent pas être retraités par le chauffage; S'ils sont endommagés, ils doivent généralement être remplacés plutôt que réparés ou recyclés, ce qui peut être considéré comme une limitation dans certaines applications à long terme.
Les thermoplastiques, en revanche, offrent une résistance à la ténacité et à l'impact supérieurs en raison de leurs chaînes polymères physiquement enchevêtrées. Cette structure permet une capacité de déformation significative et permet une fusion et un remodelage répétés pour la réparation ou le recyclage. Néanmoins, leurs performances peuvent progressivement se dégrader sous des températures élevées soutenues ou une contrainte mécanique répétée.
Esthétique
Les thermoplastiques offrent généralement une plus grande flexibilité et polyvalence en termes de couleur, de transparence et de détails. Ils sont traditionnellement populaires dans les produits de consommation pour obtenir une finition de haute qualité. En revanche, les plastiques thermodurcissants se concentrent sur la résistance structurelle et la durabilité. Bien que leur apparence soit généralement plus fixe, les processus RIM et RTM offrent une occasion unique pour assurer une esthétique supérieure. De nombreuses techniques de RIM / RTM permettent un revêtement et de la peinture dans la résine thermodurcissable, créant une forte adhésion entre le revêtement et la surface en plastique. Cette liaison robuste aide à prévenir les problèmes tels que l'écaillage, l'écaillage, la fissuration et d'autres défauts de moulage par injection.
De plus, certains matériaux thermodurcissables - tels que la résine époxy - ont généralement une viscosité plus faible, leur permettant de capturer même les plus petits détails esthétiques, tels que des modèles complexes ou l'ajout de logos. Cela se traduit souvent par des textures finement détaillées, un brillant élevé et un excellent attrait visuel.
Applications
Les matériaux thermoplastiques et thermodurcis peuvent être utilisés efficacement sur diverses applications. Pour certaines utilisations, les attributs uniques d'un type en font le choix optimal, tandis que pour d'autres, les deux peuvent remplir des fonctions similaires.
Applications exclusives thermoplastiques:
Pour les applications qui nécessitent une recyclabilité, des finitions de haute qualité et une clarté optique, ces produits sont généralement fabriqués à partir de thermoplastiques. Vous trouverez ci-dessous les utilisations courantes:
Biens de consommation (jouets, brosses à dents, textiles et conteneurs de stockage)
Emballage (contenants alimentaires, bouteilles et films flexibles)
Équipement de laboratoire médical et scientifique
Luminaires de fenêtres et d'éclairage
Applications exclusives thermoussittes:
Certaines applications nécessitent la résistance à la chaleur exceptionnelle, la stabilité dimensionnelle et la résistance chimique robuste offerte principalement par les thermosgues. Ceux-ci incluent:
Matériaux de construction (adhésifs, scellants et matériaux d'isolation)
Boucliers thermiques
Panneaux, boîtiers et portes
Insulateurs de haute tension
Composants légers de motomarines (bateaux, kayaks et jet-skis)
applications où les deux sont utilisés:
Composants légers dans les automobiles, les avions et les machines lourdes
Ustensiles de cuisine et ustensiles de cuisine (poignées, ustensiles et surfaces)
Composants électroniques (cartes de circuits imprimées, boîtiers et pièces d'isolation électrique)
Tuyauterie et plomberie
Coût
Les thermoplastiques sont généralement plus rentables dans les matières premières et le traitement. Leurs formulations sont relativement simples, nécessitant généralement moins d'agents de réticulation, d'agents de durcissement ou de charges supplémentaires. De plus, tout matériau de ferraille peut être recyclé, réduisant davantage les coûts de production.
En revanche, les plastiques thermodurcissables ont généralement des coûts de matériaux plus élevés, en particulier pour les résines spécialisées comme les époxys. Leur traitement implique une étape de durcissement avec la réticulation chimique, qui nécessite des équipements et des moules spécialisés, ainsi qu'un contrôle des processus plus serré. En outre, une fois durci, les thermodurcissables ne peuvent pas être retraités ou recyclés, conduisant à des déchets de matériaux et à des coûts d'élimination plus élevés.
Thermoplastique vs thermodoste: Laquelle est votre meilleure option?
Jusqu'à présent, nous pensons que vous avez une compréhension globale des différences entre les thermoplastiques et les plastiques thermodurcissants. Voici une ventilation concise pour vous aider à déterminer quel matériel pourrait être la meilleure option pour vos besoins:
Choisissez les thermoplastiques si:
La recyclabilité est importante. Les thermoplastiques peuvent être fondues et remodelées plusieurs fois, ce qui les rend respectueux de l'environnement et rentables pour les produits réutilisables.
La flexibilité et la résistance à l'impact sont nécessaires. Leur durabilité inhérente, leur élasticité et leur résistance à l'impact les rendent parfaits pour les applications nécessitant des performances robustes.
L'attrait esthétique est une priorité. Ils offrent des finitions de surface de haute qualité et peuvent être moulées en formes élégantes et visuellement attrayantes relativement facilement.
La facilité de traitement est essentielle. Les thermoplastiques sont bien adaptés aux processus de fabrication à grande vitesse tels que le moulage par injection, l'extrusion et le moulage par soufflage.
La rentabilité est critique. Leur recyclabilité et leur traitement efficace les rendent généralement plus abordables pour la production de masse.
Choisissez des thermodosets si:
Une résistance à haute température est nécessaire. Ils fonctionnent assez bien dans les applications où la résistance à la chaleur et la stabilité sont nécessaires, car ils ne fondent pas ou ne se déforment pas à des températures élevées.
Une résistance supérieure et une durabilité sont demandées. Leur structure réticulée offre une résistance mécanique, une rigidité et une résistance exceptionnelles au fluage mécanique.
La résistance aux produits chimiques et à la corrosion est essentielle. Les thermodurcissables offrent une résistance exceptionnelle à des environnements difficiles, tels que le traitement chimique ou l'isolation électrique.
Les performances à long terme sont une priorité. Ils sont adaptés aux applications qui exigent une stabilité de longue durée sous stress ou des conditions extrêmes.
Conclusion
Les plastiques thermoplastiques par rapport aux plastiques thermodurcis offrent un aperçu rapide des différences entre les matériaux à base de polymère. Cependant, il y a des centaines de thermoplastiques et de thermodurcissables individuels et chaque matériau a des propriétés spécifiques. Parce qu'il y a tellement d'options, il est utile d'avoir des conseils d'experts avant de choisir un plastique.
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FAQ
Le polyester est-il un thermoplastique ou un thermodoste?
Le polyester comprend différents types de polymères. Par exemple, le téréphtalate de polyéthylène (PET) est un thermoplastique largement utilisé dans les bouteilles de boissons et les textiles, tandis que les résines en polyester insaturées (UPR) ou la résine ester en vinyle, souvent utilisées dans les plastiques renforcés en fibre de verre, sont des thermoussittes. La réponse dépend du type spécifique de polyester en question.
Qu'arrivera-t-il à un plastique thermodoseur s'il est réchauffé?
Les plastiques thermodurcis ne peuvent pas fondre ou ramollir lorsqu'ils sont réchauffés en raison de leur structure réticulée permanente formée pendant le durcissement. Au lieu de cela, ils maintiennent leur structure solide même à des températures élevées, et si elles sont exposées à une chaleur excessive, ils se décomposeront ou le chargeront.
Thermoplastique vs thermodoste: quelle est la différence?27 mars, 2025
