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热塑性与热固件:有什么区别?

更新:01 Apr, 2025

塑料制造,热塑料和热固性是两种主要类型的塑料材料,通常用于注射成型, cnc加工 3D打印和挤出。两者都是由聚合物制成的,这些聚合物由分子的长链组成。在显微镜下,热塑性塑料看起来像是纠结的自由流动绳索,而热固件类似于紧密编织的网络。聚合物的结构直接影响了性能和性能。热塑性塑料和热眠器之间的主要区别在于它们对热量的反应。除此之外,他们还有许多其他差异。阅读,您会在本文中找到有关它们的更多详细信息。

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什么是热塑性?

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热塑性塑料是在室温下固体的树脂。加热时,由于晶体熔化或越过玻璃过渡温度,颗粒会变软并最终变为流体。冷却后,它们将其变硬成所需的形状,而无需进行化学键合。这使得热塑性塑料可以轻松地重新加热,重塑和回收多次,而无需进行任何永久性化学变化。

它们通常倾向于抵抗收缩并提供良好的强度和弹性。它们基于它们的分子结构将其分为两种类型:

  • 无定形热塑性塑料, with a less ordered structure, offer lower heat resistance but better toughness at low temperatures. Some are transparent, suitable for applications requiring optical clarity.
  • 半晶热塑性 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.

热塑性塑料通常用于注射成型,挤出,热形式,吹塑,旋转成型以及许多其他制造技术。一些常用的热塑性塑料包括:

  • 丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)
  • 尼龙(聚酰胺,宾夕法尼亚州)
  • 丙烯酸(PMMA)
  • 乙酰共聚物聚合物聚合甲基
  • 乙酰均聚物聚合物聚合物甲基
  • 聚碳酸酯(PC)
  • 聚乙烯(PE)
  • 聚丙烯(PP)
  • 聚苯乙烯(PS)
  • 聚氯乙烯(PVC)
  • 聚对苯二甲酸酯(PET)
  • 特氟龙(PTFE)
  • 热塑性弹性体(TPE)

热塑性塑料的优缺点

优点

  • 可以重塑并回收,对材料特性几乎没有影响。
  • 易于处理。
  • 高质量的美学表面。
  • 高冲击电阻。
  • 对化学物质具有高度抗性。
  • 良好的电绝缘。
  • 通常降低生产和加工成本。
  • 高灵活性。

缺点

  • 不适合高温应用,因为它在加热时可能会软化。
  • 在延长的高温或连续负载下可能会变形。
  • 在注射成型中,热塑性塑料更容易容易出现闪光,因为它们在熔化时粘度较低,并且在加工中使用的高压。

什么是热固性?

Thermosetting plastic

热固性(或热固性塑料)是一种聚合物,通常在室温下以液体树脂(或偶尔作为柔软的固体)存在。当加热或与催化剂混合时,它会经历形成不可逆,刚性,交联的结构的固化过程。这种永久性结构使热固性对热的耐热性,增强的耐腐蚀性以及对蠕变的耐药性的耐药性(在机械应力下永久变形的趋势)与热塑性塑料有关。这使得热固加工聚合物成为需要在高温下需要出色尺寸稳定性的零件,例如汽车中的进气歧管或重型机械中的制动卡钳。

但是,热固体有一些局限性。一旦治愈,它们就无法像热塑性塑料一样重新变形或重塑,并且它们往往耐火的影响较小,更容易粉碎。由于某些复合材料可以陷入填充物,但处理热固体的处理更具挑战性,因为它们不能轻易地重新处理和回收。

此外,它们的高硬度和蓬松度使表面饰面(例如抛光和磨削)和机械加工更加困难。在注射成型过程中,至关重要的是防止热固件达到其交联温度,直到完全填充模具为止,因为过早的固化会导致缺陷并阻碍适当的形状。

热固性塑料更经常出现在氨基甲酸酯铸造,压缩成型,树脂转移成型(RTM),反应注射成型(RIM)和细丝绕组中。一些常用的热眠器包括:

  • 氨基树脂
  • 环氧树脂
  • 硫化橡胶
  • 酚醛树脂
  • 三聚氰胺甲醛
  • 聚氨酯聚合物
  • 硅树脂

热眠者的优缺点

优点

  • 极好的耐热性。
  • 高维稳定性。
  • 良好的机械强度。
  • 优质的耐化学性。
  • 出色的电绝缘和介电强度。

缺点

  • 一旦治愈,就无法重新剪裁或重塑,从而使回收困难。
  • 损坏的零件在维修或修改方面具有挑战性。
  • 复杂的处理要求和对专业设备的需求可以增加成本。
  • 可能会更脆,容易受到撞击。

热塑性和热固件有什么区别?

thermoplastics-vs-thermosets

有数百种不同的热塑性和热固性。根据比较的特定材料,它们的性质几乎相同或大不相同。在下面的讨论中,我们将重点介绍两个类别的聚合物之间的典型差异,而不是普遍的差异。

微观结构

热塑性塑料由长,线性或分支的聚合物链组成,这些链不会在化学上相互交联,形成可以是无定形或半晶的结构。这会导致相对松散的纠缠布置,从而具有灵活性和恢复。相比之下,热固体具有密集的交联网络,其中聚合物链被永久粘合。这个刚性,互锁的框架增强了热固体的耐热性和结构稳定性。

热挠度温度

热偏转温度(HDT)测量塑料在升高温度下在负载下保持其形状的能力。该参数与材料的分子结构密切相关,将热塑性塑料与热塑性区分开。热塑性塑料(由线性或弱分支链组成)通常表现出较低的HDT值,远低于其熔点。例如,即使其熔点约为260°C,PA66尼龙在70°C和90°C之间的负载下开始变形。这种渐进的软化是由于其聚合物链的迁移率会导致,在加热时可能会彼此滑动。相反,由于它们的永久交联结构,诸如环氧树脂等热固体(例如环氧树脂)的尺寸稳定性高达200-300°C或更高。

耐腐蚀性

热固性通常对化学物质,酸和碱具有卓越的抗性。他们高度交联的三维网络可最大程度地减少化学物质的渗透,从而增强了恶劣环境中的材料稳定性。尽管许多热塑性塑料(例如PVDF和PTFE)也具有良好的化学耐药性,但它们相对松散的分子结构使它们在暴露于高度腐蚀性培养基或延长的化学接触时更容易肿胀或降解。

耐用性

热固性塑料具有高度稳定的结构,即使在长期暴露于高温和腐蚀性环境下,也可以提供出色的耐用性。但是,它们具有较低的韧性,并且可能在低温或高影响力负载下破裂或断裂。此外,一旦治愈,它们就无法通过加热重新处理。如果损坏,通常必须更换它们而不是修复或回收,这可以看作是某些长期应用中的限制。

相比之下,热塑料由于物理纠缠的聚合物链提供了出色的韧性和抗冲击力。这种结构允许明显的变形能力,并可以重复进行熔化和重塑以进行修复或回收。但是,它们的性能可能在持续的高温或反复的机械应力下逐渐降解。

美学

热塑性塑料通常在颜色,透明度和细节方面具有更大的灵活性和多功能性。传统上,它们在消费产品中很受欢迎,可以实现高质量的饰面。相反,热固性塑料的重点是结构强度和耐用性。尽管它们的外观通常更固定,但轮辋和RTM流程提供了一个独特的机会来确保优越的美学。在注入热固性树脂之前,许多RIM/RTM技术允许在涂层和塑料表面之间产生强烈的粘附,从而可以在涂料和绘画之前进行内涂层和涂漆。这种牢固的纽带有助于防止诸如碎屑,剥落,破裂和其他注入成型缺陷等问题。

此外,某些热固性材料(例如环氧树脂)的粘度较低,使它们甚至可以捕获最小的美学细节,例如复杂的图案或添加徽标。这通常会产生细节详细的纹理,高光泽度和出色的视觉吸引力。

申请

热塑性和热塑性材料均可在各种应用中有效使用。对于某些用途,一种类型的唯一属性使其成为最佳选择,而对于其他类型,两者都可以发挥相似的功能。

热塑性排放应用:

对于需要可回收性,高质量饰面和光学清晰度的应用,这些产品通常是由热塑性制造的。以下是常见用途:

  • 消费品(玩具,牙刷,纺织品和存储容器)
  • 包装(食品容器,瓶子和灵活的胶片)
  • 医学和科学实验室设备
  • 窗户和照明装置

热固性专用应用:

某些应用需要特殊的耐热性,尺寸稳定性以及主要由热固性提供的耐药性。其中包括:

  • 建筑材料(粘合剂,密封剂和绝缘材料)
  • 隔热罩
  • 面板,房屋和门
  • 高压绝缘子
  • 轻型船只组件(船,皮划艇和摩托艇)

两者都使用的应用:

  • 汽车,飞机和重型机械的轻量级组件
  • 炊具和厨具(手柄,餐具和表面)
  • 电子组件(电路板,外壳和电绝缘部件)
  • 管道和管道

成本

热塑性塑料通常在原材料和加工方面更具成本效益。它们的配方相对简单,通常需要更少的交联剂,固化剂或其他填充剂。它们可以重新启动和重新处理,这使得生产周期较短,并支持具有相对较低工具和能量费用的大量生产。此外,任何废料材料都可以回收利用,从而进一步降低生产成本。

相比之下,热固性塑料通常具有较高的材料成本,尤其是对于环氧树脂等特种树脂。他们的处理涉及化学交联的固化步骤,化学交联需要专门的设备和模具以及更严格的过程控制。此外,一旦治愈,就无法重新加工或回收热固性,从而导致更高的物质废物和处置成本。

热塑性与热固件:哪一种是您最好的选择?

到目前为止,我们认为您对热塑性塑料和热固性塑料之间的差异有整体理解。这是一个简明的细分,可帮助您确定哪种材料可能是满足您需求的最佳选择:

如果:,请选择热塑性塑料

  • 可回收性很重要。热塑性塑料可以多次熔化和重塑,使其对可重复使用的产品具有环境友好且具有成本效益。
  • 需要灵活性和影响力。它们固有的耐用性,弹性和对影响的抵抗使其非常适合需要坚固性能的应用。
  • 美学吸引力是优先事项。它们提供高质量的表面饰面,可以相对容易地模制成时尚,视觉上吸引人的形式。
  • 易于处理是关键。热塑性塑料非常适合高速制造工艺,例如注入成型,挤出和吹塑。
  • 成本效益至关重要。它们的可回收性和有效的处理通常会使它们在批量生产中更负担得起。

如果:

  • 需要高温阻力。它们在需要耐热性和稳定性的应用中表现出色,因为它们在高温下不会融化或变形。
  • 需要出色的强度和耐用性。它们的交联结构提供了特殊的机械强度,刚性和对机械蠕变的抗性。
  • 化学和耐腐蚀性至关重要。热固性提供了对恶劣环境(例如化学加工或电绝缘)的出色阻力。
  • 长期绩效是优先事项。它们适合在压力或极端条件下需要持久稳定性的应用。

结论

热塑性塑料与热固性塑料可快速概述聚合物基材料之间的差异。但是,有数百种单独的热塑性和热固性,每种材料具有特定的特性。因为有很多选择,因此在选择塑料之前有帮助。

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常问问题

聚酯是热塑性或热固件?

聚酯包括不同类型的聚合物。例如,聚对苯二甲酸酯(PET)是一种在饮料瓶和纺织品中广泛用于的热塑性,而不饱和聚酯树脂(UPR)或乙烯基酯树脂经常用于纤维纤维增强的塑料。答案取决于相关聚酯的特定类型。

如果热塑料重新加热会发生什么?

热固性塑料由于在固化过程中形成的永久性交联结构而重新加热后无法融化或软化。取而代之的是,即使在升高的温度下,它们也保持着坚固的结构,如果暴露于过多的热量,它们将分解或char。

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