Los termoplásticos y los polímeros termoendurecibles son tipos de plástico que se someten a diferentes procesos de producción y producen una variedad de propiedades dependiendo de los materiales constituyentes y el método de producción. Los términos termoplástico y termoestable significan cómo se procesa o se puede procesar un material a una temperatura cambiada .

La principal diferencia física es cómo responden a las altas temperaturas. Cuando se calientan hasta su punto de fusión, los termoplásticos se ablandan en forma líquida. Por lo tanto, el proceso de curado es reversible, lo que significa que se pueden volver a moldear y reciclar. Por otro lado, los polímeros termoestables forman una estructura reticulada durante el proceso de curado, evitando que se fundan y moldeen.

Como analogía, piense en termoestables como el hormigón, una vez que se han fijado, nunca pueden volver a la forma líquida (proceso irreversible). Mientras que los termoplásticos son como el agua, pueden transición entre el hielo y el agua con la aplicación o eliminación de calor (proceso reversible).

Aquí, usted aprenderá acerca de:

• ¿Qué termoplásticos y termoestables son
• ¿Qué reticulación es y cómo se diferencia de los termoplásticos de termoestables
• Propiedades de los termoplásticos y termoestables
• la transformación de termoplásticos y termoestables
• Materiales y tecnológicos relevantes aplicaciones

¿cuáles son los termoplásticos?

Un termoplástico es una resina sólida a temperatura ambiente, pero se convierte en plástico y suave al calentarse, fluyendo debido a la fusión del cristal o al cruzar la temperatura de transición vítrea (Tg). Después del procesamiento, generalmente a través de procesos de moldeo por inyección o soplado, los termoplásticos toman la forma del molde en el que se vierten como masa fundida, y se enfrían para solidificarse en la forma deseada. El aspecto significativo de los termoplásticos es su reversibilidad, la capacidad de recalentarse, fundirse de nuevo y cambiar de forma. Esto permite un procesamiento adicional del mismo material, incluso después de ser preparado como sólido. Procesos como la extrusión, el termoformado y el moldeo por inyección dependen de este comportamiento de resina. Algunos materiales termoplásticos comunes incluyen polietileno (PE), policarbonato (PC) y cloruro de polivinilo (PVC).

Sin embargo, como cualquier otro material, los termoplásticos tienen sus limitaciones. Si se somete a temperaturas extremadamente altas, el material puede ablandarse, deformarse y perder algunas de sus propiedades físicas sin querer .

¿Qué son los termoestables?

Una resina termoendurecible, o polímero termoendurecible, es generalmente un material líquido a temperatura ambiente que se endurece irreversiblemente al calentarse o agregarse productos químicos. Cuando se coloca en un molde y se calienta, el termoestable se solidifica en la forma especificada, pero este proceso de solidificación incluye la formación de ciertos enlaces, llamados enlaces cruzados, que mantienen las moléculas en su lugar y cambian la naturaleza básica del material, evitando que se derrita. Como resultado, un termoestable, a diferencia de un termoplástico, no puede regresar a su fase inicial, lo que hace que el proceso sea irreversible. Los termoestables, al calentarse, se fijan en una forma específica. Durante el sobrecalentamiento, los termoestables tienden a degradarse sin entrar en una fase de fluido. Procesos como el moldeo por compresión, el moldeo por transferencia de resina, la pultrusión, la colocación manual y el devanado de filamentos dependen del comportamiento del polímero termoendurecible. Algunos termoestables comunes incluyen epoxi, poliimida y fenólico, muchos de los cuales son significativos en compuestos .

¿Qué es el reticulado (curado)?

Los termoestables y termoplásticos difieren de varias maneras en términos de su comportamiento, pero todas esas propiedades divergentes son el resultado de una diferencia subyacente y fundamental en su estructura química. Esta diferencia subyacente se puede notar en cómo las resinas termoestables, a lo largo de su cadena de polímeros, tienen puntos particulares que pueden activarse químicamente para formar parte de reacciones de unión química con moléculas de polímeros vecinas. Dado que todos los termoestables llevan tales puntos químicamente reactivos, a menudo ocurre que todos los tipos de termoestables tienen la tendencia a conectarse entre sí. Este proceso de formación de enlaces químicos a través de diferentes moléculas termoendurecibles se denomina reticulación (o curado). Al curarse, los enlaces cruzados formados no solo limitan el movimiento de las moléculas de polímero, sino que también los átomos dentro de esas moléculas se ven impedidos en mayor grado que las atracciones intermoleculares.

Otra forma de observar la diferencia de comportamiento entre termoestables y termoplásticos es a través de su peso molecular. Al comparar ambos tipos de polímeros, los termoestables se destacan por la forma en que su peso molecular aumenta drásticamente al curarse. Se sabe que los termoplásticos tienen valores de peso molecular más altos que los termoestables no curados. Sin embargo, cuando se produce reticulación entre dos termoestables, una red de polímeros se forma de peso molecular casi el doble del peso cuando los dos estaban separados. A medida que aumenta el número de moléculas vinculadas, el peso molecular continúa aumentando, superando al de los termoplásticos. Este aumento drástico del peso molecular causa cambios importantes en las propiedades del material, como un aumento del punto de fusión. Con un aumento continuo del peso molecular debido al reticulado, el punto de fusión puede aumentar y alcanzar un punto que excede el punto de descomposición. En ese caso, un polímero termoestable tendría un peso molecular muy alto que se descompondría antes de que pudiera fundirse, lo que define por qué el procesamiento termoestable es irreversible .

Propiedades de los termoplásticos frente a los termoestables

Los termoplásticos generalmente proporcionan alta resistencia, flexibilidad y son resistentes a la contracción, dependiendo del tipo de resina (el polímero en forma líquida fundida). Son materiales versátiles que se pueden utilizar para cualquier cosa, desde bolsas de plástico hasta rodamientos de alta tensión y piezas mecánicas de precisión.

Los termoestables generalmente producen una mayor resistencia química y térmica, así como una estructura más fuerte que no se deforma fácilmente.

Aquí hay una lista que muestra la diferencia entre termoplásticos y termoestables en términos de características y propiedades. Observe el efecto de la reticulación como un factor subyacente en la divergencia entre esos materiales.

Cuadro 1: Los termoplásticos vs termoestables

Procesamiento de termoplásticos vs termoestables

Procesamiento de termoplásticos

Termoplásticos se puede procesar en una variedad de métodos que incluyen moldeo por extrusión, moldeo por inyección, termoformado y conformado al vacío.

El material granular se introduce en el molde, generalmente en forma de gránulos esféricos de aproximadamente 3 mm de diámetro. Estos gránulos se calientan hasta el punto de fusión, lo que requiere temperaturas muy altas.

Como los termoplásticos son aislantes térmicos de alta eficiencia, el enfriamiento durante el proceso de curado lleva más tiempo que otros plásticos. Por lo tanto, se lleva a cabo un enfriamiento rápido para lograr una alta tasa de producción, generalmente rociando con agua fría o sumergiéndose en baños de agua. Para enfriar las películas de plástico termoplástico, se sopla aire frío sobre la superficie. El plástico se contrae al enfriarse, variando entre una tasa de contracción de 0,6% a 4%, dependiendo del material. La velocidad de enfriamiento y contracción tiene un efecto distintivo en la cristalización del material y la estructura interna, por lo que la velocidad de contracción siempre se especifica para los termoplásticos.

Procesamiento de polímeros termoendurecibles

Las resinas termoendurecibles se procesan en su forma líquida bajo calor. El proceso de curado implica la adición de agentes de curado, inhibidores, endurecedores o plastificantes a la resina y refuerzos o rellenos, dependiendo del resultado requerido.

Las resinas termoendurecibles más utilizadas incluyen:

• Epoxi
• Poliéster
• Fenólicos
• Silicona
• Poliuretano
• Poliamida

Termoendurecibles de polímeros compuestos de procesamiento

de polímeros Termoestables compuestos se realiza mediante un proceso de laminado, que une resinas epoxi, silicona, melamina, etc. con materiales de base de refuerzo como vidrio, lino y grafito.

Antes del curado, el sustrato de refuerzo se sumerge en el aglutinante de resina en su forma licuada. Una vez encuadernadas, las láminas de material pasan a través de un horno para curarlas parcialmente. A continuación, se apilan varias hojas con el grosor requerido, se calientan y se prensan para formar un laminado. Alternativamente, las hojas se pueden envolver juntas y calentar para crear varillas.

Termoplásticos y termoendurecibles materiales y sus aplicaciones

Tipos de termoplásticos y sus aplicaciones

Polipropileno

aterial duro que se rasca con bastante facilidad, con excelente resistencia química, utilizado para equipos médicos y de laboratorio, cuerdas, cuerdas y utensilios de cocina

Types of thermosetting polymers and their applications