Em fabricação de plástico , Thermoplásticos e termofícios são dois tipos principais de materiais plásticos, comumente usados na moldagem por injeção, usinagem cnc , impressão 3D e extrusão. Ambos são feitos de polímeros, que consistem em cadeias longas e repetidas de moléculas. Sob um microscópio, os termoplásticos parecem cordas emaranhadas e de fluxo livre, enquanto os termofícios se assemelham a uma rede fortemente tecida. A estrutura do polímero tem uma influência direta nas propriedades e no desempenho. A principal diferença entre termoplásticos e termofixos é como eles respondem ao calor. Além disso, eles têm muitas outras diferenças. Lendo sobre, você encontrará mais detalhes de comparação sobre eles neste artigo.
O que é um termoplástico?
Um termoplástico é uma resina sólida à temperatura ambiente. Quando aquecidos, os pellets suavizam e eventualmente se tornam fluidos, devido ao derretimento de cristal ou cruzando a temperatura de transição vítrea. Após o resfriamento, eles endurecem em uma forma desejada sem a ligação química envolvida. Isso possibilita que os termoplásticos sejam facilmente reaquecidos, reformulados e reciclados várias vezes sem passar por nenhuma mudança química permanente.
Eles geralmente tendem a resistir a encolher e oferecer boa força e elasticidade. Eles são amplamente classificados em dois tipos com base em sua estrutura molecular:
Termoplásticos amorfos, with a less ordered structure, offer lower heat resistance but better toughness at low temperatures. Some are transparent, suitable for applications requiring optical clarity.
Termoplásticos semi-cristalinos 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.
Os termoplásticos são frequentemente usados em moldagem por injeção, extrusão, termoformagem, moldagem por sopro, moldagem rotacional e muitas outras técnicas de fabricação. Alguns termoplásticos comumente usados incluem:
Pode ser remodelado e reciclado com pouco impacto nas propriedades do material.
Fácil de processar.
Acabamento estético de alta qualidade.
Resistência ao alto impacto.
Altamente resistente a produtos químicos.
Bom isolamento elétrico.
Geralmente menores custos de produção e processamento.
Alta flexibilidade.
Contras
Não é adequado para aplicações de alta temperatura, pois pode suavizar no aquecimento.
Pode se deformar sob alta temperatura prolongada ou carga contínua.
Na moldagem por injeção, os termoplásticos são mais propensos a piscar devido à sua menor viscosidade quando derretidos e as altas pressões usadas no processamento.
O que é um termofoco?
Um termoestímetro (ou de plástico termoestivo) é um polímero que geralmente existe como uma resina líquida (ou ocasionalmente como um sólido macio) à temperatura ambiente. Quando aquecido ou misturado com um catalisador, ele passa por um processo de cura que forma uma estrutura irreversível, rígida e reticulada. Essa estrutura permanente fornece resistência superior aos termofícios ao calor, maior resistência à corrosão e maior resistência à fluência - a tendência de um material de se deformar permanentemente sob tensão mecânica - em comparação com os termoplásticos. Isso faz com que os polímeros termoestantes uma excelente opção para peças que requerem estabilidade dimensional excepcional a temperaturas elevadas, como coletores de entrada de ar em automóveis ou pinças de freio em máquinas pesadas.
No entanto, os termofícios têm algumas limitações. Uma vez curado, eles não podem ser restringidos ou remodelados como termoplásticos, e tendem a ser menos resistentes ao impacto e mais propensos a quebrar. A disposição de termofícios é mais desafiadora, pois não pode ser facilmente reprocessada e reciclada, embora alguns possam ser moídos em enchimento para materiais compostos.
Além disso, sua alta dureza e fragilidade dificultam o acabamento da superfície (como polimento e moagem) e usinagem mecânica. Durante a moldagem por injeção, é crucial impedir que um termoforme atinja sua temperatura de reticulação até que ele preencha completamente o molde, pois a cura prematura pode causar defeitos e impedir a modelagem adequada.
Os plásticos termoforais são mais frequentemente encontrados na fundição de uretano, moldagem por compressão, moldagem por transferência de resina (RTM), moldagem por injeção de reação (RIM) e enrolamento de filamentos. Alguns termofícios comumente usados incluem:
Resina amino
Resina epóxi
Borracha vulcanizada
Resina fenólica
Melamina formaldeído
Polímero de poliuretano
Resina de silicone
Prós e contras de termofilos
Prós
Excelente resistência ao calor.
Alta estabilidade dimensional.
Boa força mecânica.
Resistência química superior.
Isolamento elétrico excepcional e força dielétrica.
Contras
Não pode ser remetejado ou remodelado uma vez curado, dificultando a reciclagem.
Peças danificadas são desafiadoras para reparar ou modificar.
Requisitos complexos de processamento e a necessidade de equipamentos especializados podem aumentar os custos.
Pode ser mais quebradiço e propenso a fraturas sob impacto.
Qual é a diferença entre termoplásticos e termofônicos?
Existem centenas de termoplásticos e termofícios diferentes. Dependendo dos materiais específicos comparados, suas propriedades podem ser quase idênticas ou muito diferentes. Na discussão a seguir, focaremos as diferenças típicas - não as universais - entre as duas classes de polímeros.
Microestrutura
Os termoplásticos consistem em cadeias poliméricas longas, lineares ou ramificadas que não são quimicamente reticuladas entre si, formando uma estrutura que pode ser amorfa ou semi-cristalina. Isso resulta em um arranjo relativamente frouxo e emaranhado que permite flexibilidade e remoldagem. Em comparação, os termofícios têm uma rede densamente reticulada, onde as cadeias de polímero estão permanentemente ligadas. Essa estrutura rígida e interligada fortalece a resistência ao calor e a estabilidade estrutural dos termofícios.
Temperatura de deflexão do calor
A temperatura de deflexão do calor (HDT) mede a capacidade de um plástico de manter sua forma sob carga a temperaturas elevadas. Este parâmetro está intimamente ligado à estrutura molecular do material, distinguindo termoplásticos dos termofícios. Termoplásticos - compostos de cadeias lineares ou fracamente ramificadas - exibem valores mais baixos de HDT que permanecem bem abaixo de seus pontos de fusão. Por exemplo, o nylon PA66 começa a se deformar sob carga entre 70 ° C e 90 ° C, mesmo que seu ponto de fusão esteja em torno de 260 ° C; Esse amolecimento progressivo resulta da mobilidade de suas cadeias de polímero, que podem deslizar umas pelas outras quando aquecidas. Por outro lado, termofitos como as resinas epóxi mantêm a estabilidade dimensional de até 200 a 300 ° C ou superior, graças à sua estrutura reticulada permanentemente que atua como uma "trava" molecular, resistindo à deformação até a decomposição térmica.
Resistência à corrosão
Os termofícios geralmente oferecem resistência superior a produtos químicos, ácidos e bases. Sua rede tridimensional altamente reticulada minimiza a penetração de substâncias químicas, aumentando a estabilidade do material em ambientes agressivos. Embora muitos termoplásticos (como PVDF e PTFE) também tenham boa resistência química, sua estrutura molecular relativamente solta os torna mais suscetíveis ao inchaço ou degradação quando expostos a meios altamente corrosivos ou contato químico prolongado.
Durabilidade
Os plásticos termoforais têm estruturas altamente estáveis que fornecem excelente durabilidade, mesmo sob exposição prolongada a altas temperaturas e ambientes corrosivos. No entanto, eles têm menor tenacidade e podem quebrar ou fraturar sob baixas temperaturas ou cargas de alto impacto. Além disso, uma vez curado, eles não podem ser reprocessados pelo aquecimento; Se danificados, eles geralmente devem ser substituídos em vez de reparados ou reciclados, o que pode ser visto como uma limitação em algumas aplicações de longo prazo.
Termoplásticos, por outro lado, oferecem resistência superior e resistência ao impacto devido às suas cadeias poliméricas fisicamente enredadas. Essa estrutura permite uma capacidade significativa de deformação e permite a fusão e a reformulação repetidas para reparo ou reciclagem. No entanto, seu desempenho pode gradualmente se degradar sob altas temperaturas sustentadas ou tensão mecânica repetida.
Estética
Os termoplásticos geralmente oferecem maior flexibilidade e versatilidade em termos de cor, transparência e detalhes. Eles são tradicionalmente populares em produtos de consumo para alcançar um acabamento de alta qualidade. Por outro lado, os plásticos termoestores se concentram na força e durabilidade estruturais. Embora sua aparência seja geralmente mais fixa, os processos RIM e RTM oferecem uma oportunidade única para garantir a estética superior. Muitas técnicas de aro/RTM permitem o revestimento e a pintura em moldura antes que a resina termoforme seja injetada, criando forte adesão entre o revestimento e a superfície plástica. Esse vínculo robusto ajuda a prevenir problemas como lascas, descamação, rachaduras e outros defeitos de moldagem por injeção.
Além disso, certos materiais de termoestamento - como resina epóxi - têm uma viscosidade menor, permitindo que eles capturem até os menores detalhes estéticos, como padrões complexos ou a adição de logotipos. Isso geralmente resulta em texturas finamente detalhadas, alto brilho e excelente apelo visual.
Aplicações
Os materiais termoplásticos e termofônicos podem ser usados de maneira eficaz em várias aplicações. Para alguns usos, os atributos exclusivos de um tipo tornam a escolha ideal, enquanto para outros, ambos podem cumprir funções semelhantes.
Aplicações exclusivas termoplásticas:
Para aplicações que requerem reciclabilidade, acabamentos de alta qualidade e clareza óptica, esses produtos são normalmente fabricados a partir de termoplásticos. Abaixo estão os usos comuns:
Bens de consumo (brinquedos, escovas de dentes, têxteis e recipientes de armazenamento)
Embalagem (recipientes de alimentos, garrafas e filmes flexíveis)
Equipamento de laboratório médico e científico
Janelas e luminárias
Aplicações exclusivas do termosmaio:
Algumas aplicações requerem a excepcional resistência ao calor, estabilidade dimensional e resistência química robusta oferecida principalmente por termofícios. Estes incluem:
Materiais de construção (adesivos, selantes e materiais de isolamento)
Escudos de calor
Painéis, caixas e portas
Isoladores de alta tensão
Componentes de embarcações leves (barcos, caiaques e jet skis)
Aplicações onde ambos são usados:
Componentes leves em automóveis, aeronaves e máquinas pesadas
Utensílios de cozinha e utensílios de cozinha (alças, utensílios e superfícies)
Componentes eletrônicos (placas de circuito, caixas e peças de isolamento elétrico)
Tubulação e encanamento
Custo
Os termoplásticos geralmente são mais econômicos em matérias-primas e processamento. Suas formulações são relativamente simples, normalmente exigindo menos agentes de reticulação, agentes de cura ou preenchimentos adicionais. Eles podem ser restringidos e reprocessados, o que torna os ciclos de produção mais curtos e suporta a fabricação de alto volume com as despesas de ferramentas e energia relativamente baixas. Além disso, qualquer material de sucata pode ser reciclado, reduzindo ainda mais os custos de produção.
Por outro lado, os plásticos termoestores geralmente têm custos de material mais altos, principalmente para resinas especializadas como epóxias. Seu processamento envolve uma etapa de cura com reticulação química, que requer equipamentos e moldes especializados, além de controle de processo mais rígido. Além disso, uma vez curado, os termofícios não podem ser reprocessados ou reciclados, levando a custos de desperdício e descarte mais altos de material.
Thermoplastic vs. ThermoSet: Qual é a sua melhor opção?
Até agora, acreditamos que você tem um entendimento geral das diferenças entre termoplásticos e plásticos termoestores. Aqui está um detalhamento conciso para ajudá -lo a determinar qual material pode ser a melhor opção para suas necessidades:
Escolha Termoplásticos se:
A reciclabilidade é importante. Os termoplásticos podem ser derretidos e reformulados várias vezes, tornando-os ecológicos e econômicos para produtos reutilizáveis.
São necessários flexibilidade e resistência ao impacto. Sua durabilidade inerente, elasticidade e resistência ao impacto os tornam perfeitos para aplicações que exigem desempenho acidentado.
O apelo estético é uma prioridade. Eles oferecem acabamentos de superfície de alta qualidade e podem ser moldados em formas elegantes e visualmente atraentes com relativa facilidade.
A facilidade de processamento é fundamental. Os termoplásticos são adequados para processos de fabricação de alta velocidade, como moldagem por injeção, extrusão e moldagem por sopro.
O custo-efetividade é crítico. Sua reciclabilidade e processamento eficiente geralmente os tornam mais acessíveis para a produção em massa.
Escolha termoforros se:
É necessária resistência de alta temperatura. Eles têm um bom desempenho em aplicações onde são necessárias resistência e estabilidade ao calor, pois não derretem ou se deformam sob altas temperaturas.
Força e durabilidade superiores são exigidas. Sua estrutura reticulada fornece resistência mecânica excepcional, rigidez e resistência à fluência mecânica.
A resistência química e de corrosão é essencial. Os termofícios oferecem excelente resistência a ambientes severos - como processamento químico ou isolamento elétrico.
O desempenho de longo prazo é uma prioridade. Eles são adequados para aplicações que exigem estabilidade duradoura sob estresse ou condições extremas.
Conclusão
Termoplásticos vs. Plásticos termofônicos fornecem uma rápida visão geral das diferenças entre os materiais baseados em polímeros. No entanto, existem centenas de termoplásticos e termofícios individuais, e cada material possui propriedades específicas. Como existem muitas opções, ajuda a ter conselhos de especialistas antes de escolher um plástico.
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Perguntas frequentes
O poliéster é um termoplástico ou termoendurecido?
O poliéster inclui diferentes tipos de polímeros. Por exemplo, o tereftalato de polietileno (PET) é um termoplástico amplamente utilizado em garrafas e têxteis de bebidas, enquanto resinas de poliéster insaturadas (UPR) ou resina éster de vinil, frequentemente usadas em plásticos reforçados com fibra de vidro, são termosetros. A resposta depende do tipo específico de poliéster em questão.
O que acontecerá com um plástico termoestoso se for reaquecido?
Os plásticos termofônicos não podem derreter ou suavizar quando reaquecidos devido à sua estrutura reticulada permanente formada durante a cura. Em vez disso, eles mantêm sua estrutura sólida, mesmo a temperaturas elevadas e, se expostas ao calor excessivo, se decompõem ou charão.
