Термопласты и термореактивные пластмассы: ключевые отличия

Что такое термореактивные пластмассы (термореактопласты)?

Термореактивная пластмасса (термореактопласт) — полимер, который необратимо твердеет при нагревании. Также называют термореактополимером. Изначально — жидкость или мягкое твёрдое тело. Тепло запускает химические реакции, увеличивающие перекрёстные связи между полимерными цепями — полимер отвердевает (курируется).

Термореактивные пластмассы состоят из длинных молекулярных цепей с перекрёстными связями. Очень жёсткая структура. При нагревании их можно формировать, прессовать в форму. После отверждения повторное нагревание невозможно — они навсегда зафиксированы.

Обычно сильнее термопластов за счёт трёхмерной сети связей (перекрёстных связей), лучше подходят для высокотемпературных применений (до температуры разложения), так как сильные ковалентные связи между цепями не разрушаются легко. Чем выше плотность перекрёстных связей и ароматическое содержание, тем выше устойчивость к термическому разрушению и химической атаке. Механическая прочность и твёрдость растут с плотностью перекрёстных связей, но ломкость тоже увеличивается. Обычно разлагаются до плавления.

Примеры термореактивных пластмасс

• Эпоксидные смолы
• Фенолформальдегидные (бакелит)
• Винилэфирные смолы
• Цианатные эфиры
• Полиэфиры
• Силиконы
• Полиуретаны
• Фенольные смолы

Применение термореактивных пластмасс

• Теплостойкость — чайники, вилки, зарядные блоки ноутбуков.
• Электрооборудование, ручки, регуляторы, клеи.
• Автомобилестроение, бытовая техника, электротехника, освещение, энергетика — благодаря химической и термической стабильности, прочности, твёрдости, литьёвой способности.
• Панели строительной техники.
• Сельхозтехника: кормушки, моторы.

Преимущества термореактивных пластмасс

• Выбор цвета и отделки поверхности
• Устойчивость к коррозии и воде
• Точность литья без механической обработки
• Высокие механические свойства
• Низкая теплопроводность, прозрачность для микроволн
• Высокое отношение прочность/вес
• Отличная диэлектрическая прочность
• Низкие затраты на оснастку/наладку
• Экономичность
• Отличная размерная стабильность
• Снижение затрат по сравнению с металлообработкой

Недостатки термореактивных пластмасс

• Не поддаются переработке (рециклингу).
• Низкая расширение на разрыв и пластичность.
• Нельзя переплавить или переформировать.
• Плохая теплопроводность для корпусных деталей.
• Сложная отделка поверхности.
• Жёсткость может приводить к отказу при высоких вибрациях.

Что такое термопласты?

Термопласт (термомягчающая пластмасса) — полимер, который становится пластичным/формованным при нагревании до определённой температуры и твердеет при охлаждении. Отличаются от термореактивных полимеров, которые образуют необратимые химические связи при отверждении.

Термопласт — материал (обычно полимер), мягчеющий при нагревании и твердеющий при охлаждении. Можно многократно нагревать и охлаждать без изменения химических и механических свойств.

При нагревании до температуры плавления превращаются в жидкость. При охлаждении ниже температуры стеклования — в стекловидное твёрдое состояние.

Большинство термопластов имеют высокую молекулярную массу. Полимерные цепи связаны межмолекулярными силами, быстро ослабевающими при нагревании, образуя вязкую жидкость.

В этом состоянии их можно переформировать: литьё под давлением, прессование, календирование, экструзия.

Особенности: защита от статического электричества и радиочастотных помех. Один из двух основных типов пластмасс.

Можно лить в любую форму. Отличаются от термореактивных: те образуют необратимые связи при отверждении.

Примеры термопластов

Полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид (ПВХ), полистирол, полиамиды, полиэфиры, полиуретаны. Высокотемпературные: полиэтерэтеркетоны (PEEK), жидкокристаллические полимеры, полисульфоны, полифениленсульфид.

• ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол): спортивное оборудование, игрушки, автозапчасти.
• Поликарбонат: CD/DVD, бутылки для воды, контейнеры для еды, линзы очков.
• Полиэтилен (самый частый): шампуни, пакеты, бронежилеты.

Преимущества термопластов

• Широкая область применений
• Отличная адгезия к металлу
• Лёгкие материалы
• Высокая прочность, низкие затраты на обработку
• Высокая перерабатываемость (рециклинг)
• Отличная ударная вязкость, можно переплавить и переформировать
• Превосходная коррозионная стойкость, устойчивость к моющим средствам и химикатам
• Скольжение (slip enhancement)
• Гибкость и удлинение пленочного покрытия
• Электрическая изоляция
• Эстетичное покрытие

Недостатки термопластов

• Деградируют под прямым солнечным светом / УФ
• Не все устойчивы к углеводородам, органическим и полярным растворителям
• Некоторые подвержены ползучести (creep) под длительной нагрузкой
• Могут лопаться, а не деформироваться под высоким напряжением

Различия между термопластами и термореактивными пластмассами

Главное отличие: термореактивные укрепляются при нагреве, но не могут быть переплавлены или переформованы после первичной формовки, тогда как термопласты можно многократно нагревать, переформовывать и охлаждать без химических изменений.

Термопласт	Термореактивная пластмасса
Синтез полимеризацией присоединения (аддитивной).	Синтез поликонденсацией.
Обработка: литьё под давлением, экструзия, дутьё, термоформовочное литьё, ротационное литьё.	Обработка: прессовка, реакционное литьё под давлением.
Вторичные связи между молекулярными цепями.	Первичные связи между цепями, сильные перекрёстные связи.
Низкие температуры плавления и предел прочности на разрыв.	Высокие температуры плавления и предел прочности на разрыв.
Ниже молекулярная масса.	Высокая молекулярная масса.

Часто задаваемые вопросы

Что такое термореактивная пластмасса?

Полимер, необратимо твердеющий при нагревании. Изначально жидкость или мягкое твёрдое тело. Тепло запускает реакции перекрёстного сцепления цепей — отверждение.

Что такое термопласт?

Пластичный при нагревании, твердеет при охлаждении. Многократные циклы нагрев/охлаждение без изменения свойств. Отличаются от термореактивных (необратимые связи при отверждении).

Каково главное различие между термопластом и термореактивной пластмассой?

Термореактивные укрепляются при нагреве, но не могут быть переформованы после первой формовки. Термопласты можно многократно нагревать, переформовывать, охлаждать без химических изменений.

Примеры термопластов?

Полиэтилен, полипропилен, ПВХ, полистирол, полиамиды, полиэфиры, полиуретаны. Высокотемпературные: PEEK, жидкокристаллические полимеры, полисульфоны, полифениленсульфид.

Разница между термореактопластом и термопластом?

Оба — полимеры, но по-разному ведут себя при нагреве. Термопласты плавятся после отверждения, термореактивные сохраняют форму и остаются твёрдыми.

Что такое термопласты и термореактивные пластмассы, примеры?

Термопласты: мягчают при нагреве, твердеют при охлаждении. Примеры: полиэтилен, полипропилен, полистирол, ПВХ. Термореактивные — перекрёстно-сцеплённые, сильно разветвлённые цепи.

Пример термопласта?

Акрил, полиэстер, полипропилен, полистирол, нейлон, тефлон. Применение: одежда, антипригарная посуда, ковры, лабораторное оборудование.

Что является термореактивной пластмассой?

Меланин — термореактивная пластмасса, после формовки не меняет форму. Меланиновая смола: прочная, огне- и теплоустойчива, практически неразрушима — лучше других бытовых пластмасс.

Является ли ПВХ термореактивной пластмассой?

Нет, ПВХ — термопласт. Становится пластичным выше определённой температуры, при охлаждении снова твердеет.

Три различия между термопластами и термореактивными материалами?

Термопласты: низкие температуры плавления и предел прочности. Термореактивные: высокие температуры плавления и предел прочности. Термопласты: ниже молекулярная масса. Термореактивные: выше молекулярная масса.

Что называют термопластом?

Класс полимеров, размолчаемых нагреванием, обрабатываемых экструзией, литьём под давлением, термоформовочным литьём, дутьём.

Что такое термореактивные и термопластичные смолы?

Два класса полимеров со своими свойствами. Термопласты: от пакетов до механических деталей. Термореактивные: выдерживают очень высокие температуры.

Какой из перечисленных является термопластом?

ПВХ. Поливинилхлорид — термопласт. Становится мягче при нагреве, твёрдый при охлаждении.

Бакелит — термопласт или термореактивная пластмасса?

Полиоксибензилметиленгликолинагидрид (бакелит) — первый пластик из синтетических компонентов. Термореактивная фенолформальдегидная смола, конденсация фенола с формальдегидом.

UPVC — термопласт или термореактивная пластмасса?

Поливинилхлорид — «термопласт» (не «термореактивный»), определяется реакцией на тепло.

Винил — термопласт или термореактивная пластмасса?

Поливинилхлорид — «термопласт». ПВХ (винил) — высокопрочный термопласт: трубы, мед. изделия, изоляция проводов. Третий по объёму синтетический полимер.

Как изготавливаются термореактивные полимеры?

Жидкое литьё: полимеры и добавки в баки, нагрев до жидкости, перемешивание, впрыск в форму.

Что такое пластиковые материалы?

Широкий класс синтетических/полусинтетических материалов на полимерной основе. Пластичность позволяет лить, экструдировать, прессовать в твёрдые изделия любой формы.

Зачем используют термопласты?

Строительство: виниловый сайдинг, водосточные трубы, желоба, кровельные листы. С пластификаторами — гибкие формы: шланги, трубки, электroisоляция, куртки, обивка.

Нейлон — термопласт или термореактивный?

Нейлон — «термопласт». Плавление ~220 °C.

Акрил — термореактивный или термопласт?

Обычно акрилы — термопласты. И непрерывные, и литые листы. Термопласт — смола/пластик, способный многократно размолчаться при нагреве и твердеть при охлаждении.

Является ли термореактивный полимер?

В материаловедении: термореактивный полимер (термореактопласт) — полимер, полученный необратимым отверждением («курированием») мягкого твёрдого тела или вязкой жидкой предполимерной смолы.

Является ли полиэтилен термопластом?

Полиэтилен (PE) — важнейший полиолефин, самый распространённый пластик в мире. Каталитическая полимеризация этилена. Термопластичный полимер из длинных цепей, мономеры этилена.

Почему бакелит называют термореактивной пластмассой?

Бакелит содержит перекрёстные связи или сильно разветвлённые цепи. При нагревании твердеет и не может размолчаться снова. Следовательно, термореактивный полимер.