Διαφορά μεταξύ Θερμοπλαστικού και Θερμοσκληρυνόμενου Πλαστικού

 Κύρια διαφορά – Θερμοπλαστικό έναντι θερμοσκληρυνόμενου πλαστικού

Τα θερμοσκληρυνόμενα και τα θερμοπλαστικά είναι δύο διαφορετικές κατηγορίες πολυμερών, τα οποία διαφοροποιούνται με βάση τη συμπεριφορά τους παρουσία θερμότητας. Η κύρια διαφορά μεταξύ του θερμοπλαστικού και του θερμοσκληρυνόμενου πλαστικού είναι ότι τα θερμοπλαστικά υλικά έχουν χαμηλά σημεία τήξης. Ως εκ τούτου, μπορούν να μετατραπούν σε καλούπια ή να ανακυκλωθούν εκθέτοντας τη σε θερμότητα. Σε αντίθεση με το θερμοπλαστικό, το θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό μπορεί να αντέξει υψηλές θερμοκρασίες χωρίς να χάσει την ακαμψία του. Επομένως, τα θερμοσκληρυνόμενα υλικά δεν μπορούν να αναμορφωθούν, να μορφοποιηθούν εκ νέου ή να ανακυκλωθούν με την εφαρμογή θερμότητας.

Τι είναι το Thermoplastic

Το θερμοπλαστικό είναι μια κατηγορία πολυμερών, το οποίο μπορεί εύκολα να λιώσει ή να μαλακώσει παρέχοντας θερμότητα για την ανακύκλωση του υλικού. Επομένως, αυτά τα πολυμερή παράγονται γενικά σε ένα στάδιο και στη συνέχεια μετατρέπονται στο απαιτούμενο είδος σε μια επόμενη διαδικασία. Επιπλέον, τα θερμοπλαστικά έχουν ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων μονομερούς και δευτερογενείς ασθενείς αλληλεπιδράσεις van der Waal μεταξύ πολυμερών αλυσίδων. Αυτός ο ασθενής δεσμός μπορεί να σπάσει από τη θερμότητα και να αλλάξει τη μοριακή του δομή. Τα σχήματα 1. και 2. απεικονίζουν τις αλλαγές που συμβαίνουν στις διαμοριακές αλληλεπιδράσεις του θερμοπλαστικού με την παρουσία θερμότητας.

Το μαλακωμένο θερμοπλαστικό μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα καλούπι και στη συνέχεια να κρυώσει για να δώσει το επιθυμητό σχήμα. Όταν κρυώσει σημαντικά κάτω από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (Tg), οι ασθενείς δεσμοί Van der Waal μεταξύ των αλυσίδων μονομερών θα σχηματιστούν αναστρέψιμα για να κάνουν το υλικό άκαμπτο και χρησιμοποιήσιμο ως διαμορφωμένο αντικείμενο. Επομένως, αυτός ο τύπος πολυμερών μπορεί εύκολα να ανακυκλωθεί ή να μορφοποιηθεί ξανά, επειδή κάθε φορά που ξαναθερμαίνεται, μπορεί να αναδιαμορφωθεί σε ένα νέο αντικείμενο. Το ακρυλικό, το ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρένιο, το νάιλον, το πολυβενζιμιδαζόλιο, το πολυανθρακικό, το πολυπροπυλένιο, το πολυστυρένιο, το τεφλόν, το χλωριούχο πολυβινύλιο κ.λπ. είναι αρκετά παραδείγματα θερμοπλαστικών υλικών. Μεταξύ αυτών των θερμοπλαστικών, ορισμένα υλικά όπως το πολυβενζιμιδαζόλη, το τεφλόν κ.λπ. έχουν εξαιρετική θερμική σταθερότητα λόγω των υψηλών σημείων τήξης τους.

Τι είναι το θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό

Σε αντίθεση με τα θερμοπλαστικά, τα θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά έχουν ανώτερες ιδιότητες όπως υψηλή θερμική σταθερότητα, υψηλή ακαμψία, υψηλή σταθερότητα διαστάσεων, ανθεκτικό σε ερπυσμό ή παραμόρφωση υπό φορτίο, υψηλές ηλεκτρικές και θερμομονωτικές ιδιότητες κ.λπ. Αυτό συμβαίνει απλώς επειδή τα θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά είναι πολυμερή υψηλής διασύνδεσης που έχουν ένα τρισδιάστατο δίκτυο ομοιοπολικά συνδεδεμένων ατόμων. Η ισχυρή δομή με σταυροειδείς δεσμούς παρουσιάζει αντίσταση σε υψηλότερες θερμοκρασίες που παρέχει μεγαλύτερη θερμική σταθερότητα από τα θερμοπλαστικά. Επομένως, αυτά τα υλικά δεν μπορούν να ανακυκλωθούν, να ξανακαλουπωθούν ή να αναμορφωθούν κατά τη θέρμανση. Τα σχήματα 3. και 4. απεικονίζουν τις αλλαγές που συμβαίνουν στις διαμοριακές αλληλεπιδράσεις των θερμοσκληρυνόμενων πολυμερών σε υψηλές θερμοκρασίες. Το θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό θα γίνει πιο μαλακό με την παρουσία θερμότητας, αλλά δεν θα μπορεί να διαμορφωθεί ή να σχηματιστεί σε μεγαλύτερο βαθμό , και σίγουρα δεν θα ρέει. Τυπικά παραδείγματα θερμοσκληρυνόμενων πλαστικών είναι,

Φαινολικές ρητίνες που εμφανίζονται ως αντίδραση μεταξύ φαινολών με αλδεΰδες. Αυτά τα πλαστικά χρησιμοποιούνται γενικά για ηλεκτρικά εξαρτήματα, ντουλάπια ραδιοφώνου και τηλεόρασης, πόρπες, λαβές κ.λπ. Τα φαινολικά έχουν σκούρο χρώμα. Επομένως, είναι δύσκολο να αποκτήσετε ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων.

Αμινικές ρητίνες που σχηματίζονται από την αντίδραση μεταξύ φορμαλδεΰδης και είτε ουρίας είτε μελαμίνης. Αυτά τα πολυμερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ελαφρών επιτραπέζιων σκευών. Σε αντίθεση με τα φαινολικά, οι αμινο ρητίνες είναι διαφανείς. Έτσι, μπορούν να γεμιστούν και να χρωματιστούν χρησιμοποιώντας ανοιχτόχρωμες παστέλ αποχρώσεις.

Εποξειδικές ρητίνες που συντίθενται από γλυκόλη και διαλογονίδια. Αυτές οι ρητίνες χρησιμοποιούνται υπερβολικά ως επιφανειακές επικαλύψεις.

Διαφορά μεταξύ θερμοπλαστικού και θερμοσκληρυνόμενου πλαστικού

Διαμοριακές αλληλεπιδράσεις

Θερμοπλαστικό έχει ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ μονομερών και ασθενείς αλληλεπιδράσεις van der Waal μεταξύ αλυσίδων μονομερών.

Θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό έχει ισχυρούς διασταυρούμενους δεσμούς και ένα τρισδιάστατο δίκτυο ομοιοπολικά συνδεδεμένων ατόμων. Η ακαμψία του πλαστικού αυξάνεται με τον αριθμό των σταυροδεσμών στη δομή.

Σύνθεση

Θερμοπλαστικό συντίθεται με πολυμερισμό προσθήκης.

Θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό συντίθεται με πολυμερισμό συμπύκνωσης.

Μέθοδοι επεξεργασίας

Θερμοπλαστικό υφίσταται επεξεργασία με χύτευση με έγχυση, διαδικασία εξώθησης, χύτευση με εμφύσηση, διαδικασία θερμοδιαμόρφωσης και περιστροφική χύτευση.

Θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό υφίσταται επεξεργασία με χύτευση με συμπίεση, χύτευση με έγχυση αντίδρασης.

Μοριακό βάρος

Θερμοπλαστικό είναι χαμηλότερο σε μοριακό βάρος, σε σύγκριση με το θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό.

Θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό έχει υψηλό μοριακό βάρος.

Φυσικές ιδιότητες

Ποιότητα		Θερμοπλαστικό	Θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό
Φυσικές ιδιότητες	Σημείο τήξης	Χαμηλή	Υψηλή
	Αντοχή σε εφελκυσμό	Χαμηλή	Υψηλή
	Θερμική σταθερότητα	Χαμηλά, αλλά αναμορφωμένα στερεά με ψύξη.	Υψηλό, αλλά αποσυντίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες.
	Δυσκαμψία	Χαμηλή	Υψηλή
	Ευθραυστότητα	Χαμηλή	Υψηλή
	Επαναχρησιμοποίηση	Έχει δυνατότητα ανακύκλωσης, μεταμόρφωσης ή αναμόρφωσης κατά τη θέρμανση	Έχουν την ικανότητα να διατηρούν την ακαμψία τους σε υψηλές θερμοκρασίες. Επομένως, δεν είναι δυνατή η ανακύκλωση ή η μεταμόρφωση με θέρμανση.
	Ακαμψία	Χαμηλή	Υψηλή
	Διαλυτότητα	Διαλυτό σε ορισμένους οργανικούς διαλύτες	Αδιάλυτο σε οργανικούς διαλύτες
	Ανθεκτικότητα	Χαμηλή	Υψηλή

Παραδείγματα

Θερμοπλαστικό περιλαμβάνουν νάιλον, ακρυλικό, πολυστυρένιο, πολυβινυλοχλωρίδιο, πολυαιθυλένιο, τεφλόν κ.λπ.

Θερμοσκληρυνόμενο Τα πλαστικά περιλαμβάνουν φαινολικό, εποξειδικό, αμινο, πολυουρεθάνη, βακελίτη, βουλκανισμένο καουτσούκ κ.λπ.

Αναφορά

Cowie, J. M. G.; Polymers:Chemistry and Physics of Modern Materials, Intertext Books, 1973 .

Ward, I.M.; Hadley,D.; Μια εισαγωγή στις μηχανικές ιδιότητες των στερεών πολυμερών, Wiley, 1993 .