Różnica między tworzywami termoplastycznymi i termoutwardzalnymi

The kluczowa różnica jest między tym, co termoplastyczne i termoutwardzalne tworzywo termoplastyczne może zostać stopione w dowolnym kształcie i ponownie użyte, podczas gdy tworzywa termoutwardzalne mają trwały kształt i nie mogą być przetwarzane w nowe formy tworzyw sztucznych.

Termoplast i termoutwardzalne to określenia, których używamy do charakteryzowania polimerów w zależności od ich zachowania pod wpływem ciepła, stąd przedrostek „termo”. Polimery to duże cząsteczki zawierające powtarzające się podjednostki.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest tworzywo termoplastyczne 
3. Co to jest Thermoset 
4. Porównanie obok siebie - Tworzywo termoplastyczne vs Thermoset w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest tworzywo termoplastyczne?

Nazywamy tworzywa termoplastyczne ”Termoplastyczne tworzywa sztuczne„ponieważ możemy stopić ten materiał w wysokich temperaturach i ochłodzić się, aby odzyskać stałą formę. Termoplasty mają na ogół dużą masę cząsteczkową. Łańcuchy polimerowe są połączone ze sobą za pomocą sił międzycząsteczkowych. Możemy łatwo rozbić te siły międzycząsteczkowe, jeśli dostarczymy wystarczającą ilość energii. To wyjaśnia, dlaczego ten polimer można formować i topi się podczas ogrzewania. Kiedy dostarczymy wystarczającą ilość energii, aby pozbyć się sił międzycząsteczkowych, które utrzymują polimer jako ciało stałe, możemy zobaczyć, że ciało stałe topi się. Kiedy go ochłodzimy, oddaje ciepło i ponownie formuje siły międzycząsteczkowe, co czyni go ciałem stałym. Dlatego proces jest odwracalny.

Rysunek 01: Tworzywa termoplastyczne

Po stopieniu polimeru możemy formować go w różne kształty; po ponownym schłodzeniu możemy również uzyskać różne produkty. Tworzywa termoplastyczne wykazują również różne właściwości fizyczne między temperaturą topnienia a temperaturą, w której tworzą się kryształy stałe. Ponadto możemy zaobserwować, że między tymi temperaturami mają one charakter gumowaty. Niektóre popularne termoplasty obejmują nylon, teflon, polietylen i polistyren.

Co to jest Thermoset?

Termosy nazywamy „tworzywami termoutwardzalnymi”. Są w stanie wytrzymać wysokie temperatury bez topnienia. Możemy uzyskać tę właściwość przez hartowanie lub utwardzanie miękkiego i lepkiego prepolimeru poprzez wprowadzenie wiązań poprzecznych między łańcuchami polimerów. Te linki wprowadza się w miejscach aktywnych chemicznie (nienasycenie itp.) Za pomocą reakcji chemicznej. Wspólnie znamy ten proces jako „utwardzanie” i możemy go zainicjować poprzez podgrzanie materiału powyżej 200˚C, promieniowanie UV, wysokoenergetyczne wiązki elektronów i stosowanie dodatków. Połączenia krzyżowe są stabilnymi wiązaniami chemicznymi. Gdy polimer jest podobny do krzyża, otrzymuje bardzo sztywną i mocną strukturę 3D, która nie topi się po podgrzaniu. Dlatego proces ten jest nieodwracalny, przekształcając miękki materiał wyjściowy w termicznie stabilną sieć polimerową.

Rycina 02: Porównanie elastomerów termoplastycznych i termoutwardzalnych

Podczas procesu sieciowania masa cząsteczkowa polimeru wzrasta; stąd wzrasta temperatura topnienia. Gdy temperatura topnienia wzrośnie powyżej temperatury otoczenia, materiał pozostaje stały. Kiedy podgrzewamy termoutwardzalne do niekontrolowanie wysokich temperatur, rozkładają się one zamiast topić z powodu osiągnięcia punktu rozkładu przed temperaturą topnienia. Niektóre typowe przykłady termoutwardzalnych materiałów obejmują włókno szklane poliestrowe, poliuretany, wulkanizowaną gumę, bakelit i melaminę.

Jaka jest różnica między tworzywami termoplastycznymi a tworzywami termoutwardzalnymi?

Tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne to dwa rodzaje materiałów polimerowych. Kluczowa różnica między materiałem termoplastycznym a termoutwardzalnym polega na tym, że można stopić termoplastyczny do dowolnego kształtu i użyć go ponownie, natomiast termoutwardzalne mają trwały kształt i nie nadają się do recyklingu w nowe formy tworzyw sztucznych. Ponadto tworzywa termoplastyczne można formować, a materiał termoutwardzalny jest kruchy. Porównując wytrzymałość, termoutwardzalne są silniejsze niż tworzywa termoplastyczne, czasami około 10 razy silniejsze.

Podsumowanie - Thermoplastic vs Thermoset

Tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne są polimerami. Kluczowa różnica między materiałem termoplastycznym a termoutwardzalnym polega na tym, że można stopić termoplastyczny do dowolnego kształtu i użyć go ponownie, natomiast termoutwardzalne mają trwały kształt i nie nadają się do recyklingu w nowe formy tworzyw sztucznych.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja tworzywa termoutwardzalnego”. ThoughtCo, maj. 8, 2019, Dostępne tutaj.
2. Johnson, Todd. „Żywice termoplastyczne vs. żywice termoutwardzalne”. ThoughtCo, 12 stycznia 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Kolorowe cewki opcji termoplastycznych dla długopisów 3D” By Your Best Digs (CC BY 2.0) przez Flickr
2. „Termoplastyczny elastomer TPE” Autor: LaurensvanLieshout - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia