Les thermoplastiques et les thermodurcissables sont deux principaux types de polymères utilisés dans moulage par injection plastique, qui sont tous deux indispensables dans la production de plusieurs articles courants. Les définitions et les avantages de ces deux catégories de matériaux vous aideront à choisir celui qui convient à votre tâche. Afin de vous aider à faire des sélections d'approvisionnement éclairées et à concevoir des produits optimaux, cet article comparera et mettra en contraste les caractéristiques, les avantages et les performances des thermodurcissables et des thermoplastiques.
Une brève introduction au thermodurcissable et au thermoplastique
Pour mieux saisir la distinction entre les polymères thermoplastiques et thermodurcissables, il faut d'abord regarder indépendamment les caractéristiques de chaque type de matériau. En conséquence, jetons un coup d'œil à ce qu'est chacun d'eux, d'accord ?
Qu'est-ce que le thermoplastique ?
En chimie, un thermoplastique est un matériau qui reste solide à température ambiante. Cependant, lorsqu'ils sont chauffés, les cristaux se dissolvent, la température de transition vitreuse passe et le matériau devient fluide. Aucune liaison chimique n'est requise pour le traitement des thermoplastiques.
Ces résines peuvent être versées directement dans le moule et laisser refroidir et durcir dans la forme souhaitée. Ils sont offerts sous forme de granulés pour faciliter la manipulation et la mise en forme. Cela signifie que les granulés peuvent être refondus et remodelés un nombre infini de fois. Ces polymères peuvent être réchauffés, recyclés et remoulés sans perdre leurs caractéristiques d'origine.
Le moulage par injection de plastique, le thermoformage et l'extrusion sont tous des usages courants de ces matériaux. Ils ont généralement un niveau élevé de résistance et d'élasticité et résistent au rétrécissement. Certains types courants de thermoplastiques sont conclus ci-dessous :
- Polyéthylène téréphtalate (PET)
- Polyamide (nylon)
- Chlorure de polyvinyle (PVC)
- Polyméthacrylate de méthyle (PMMA, acrylique)
- Polytétrafluoroéthylène (PTFE, Téflon)
- Polycarbonate (PC)
- Polyéthylène (PE)
- Polyéthylène basse densité (LDPE)
- Polyéthylène haute densité (HDPE)
- Polystyrène (PS)
- Polypropylène (PP)
- Acétal Copolymère Polyoxyméthylène
- Acétal Homopolymère Polyoxyméthylène
Qu'est-ce qu'un plastique thermodurcissable ?
La plupart des plastiques sont solides à température ambiante, mais les polymères thermodurcissables, parfois appelés thermodurcissables, sont liquides. Après avoir été chauffés ou traités avec des produits chimiques, ces polymères durcissent. De plus, le moulage par transfert de résine, connu sous le nom de RTM, ou le moulage par injection-réaction, appelé RIM, est fréquemment utilisé pour créer des polymères thermodurcissables. Une connexion permanente et incassable est formée entre les polymères du matériau à la suite de la réticulation au cours de cette procédure.
Les thermodurcissables ont une excellente résistance à la corrosion, à l'échauffement et au fluage mécanique après le premier processus de thermoformage. Par conséquent, ils sont idéaux pour une utilisation dans des pièces qui doivent supporter des températures élevées, des pressions élevées ou une combinaison de ces facteurs tout en conservant un rapport résistance/poids élevé.
Par conséquent, quelle que soit la température, les matériaux ne fondront pas. De ce fait, le matériau peut être chauffé et façonné dans des formes précises sans perdre sa forme initiale. Cependant, si les matériaux sont surchauffés alors qu'ils sont encore à l'état solide, ils peuvent se détériorer. Certains types courants de thermodurcissables sont présentés ci-dessous :
- Polyuréthane
- Résine de polyester
- Une résine époxy
- Silicone
- Phénoliques
- Urée formaldéhyde
- Formaldéhyde de mélamine
- Résine phénol formaldéhyde (PF)
- Fluorure de polyvinylidène (PVDF)
- Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
Traitement des thermoplastiques et des thermodurcissables
Traitement du thermoplastique
Le moulage par injection, le moulage par extrusion, le thermoformage et le formage sous vide ne sont que quelques-unes des façons dont les thermoplastiques peuvent être traités.
Pour remplir le moule, un matériau granulaire est introduit, souvent sous forme de granulés sphériques d'un diamètre d'environ 3 mm. Enfin, ces granulés sont chauffés jusqu'à leur point de fusion, ce qui demande une chaleur extrême.
Étant donné que les thermoplastiques sont d'excellents isolants thermiques, ils ont besoin de plus de temps que les polymères conventionnels pour refroidir pendant le processus de durcissement. C'est pourquoi le refroidissement accéléré est parfois utilisé, notamment en prenant une douche à l'eau froide ou en plongeant dans des bains d'eau, pour produire un débit élevé. En soufflant de l'air froid sur la surface des feuilles de plastique thermoplastique, leur température de surface peut être réduite. Au fur et à mesure que le plastique refroidit, il se contracte à un rythme allant de 0,6% à 4% en fonction du matériau. Pour les thermoplastiques, le taux de retrait est en effet indiqué puisqu'il impacte significativement la cristallisation et la structure interne du matériau.
Traitement du polymère thermodurcissable
Le traitement des résines thermodurcissables lorsqu'elles sont à l'état liquide nécessite l'utilisation de chaleur. Afin de compléter le processus de durcissement, des agents de durcissement, des durcisseurs, des inhibiteurs ou des plastifiants peuvent être ajoutés à la résine, ainsi que des renforts ou des charges, selon le résultat final souhaité.
Traitement des composites polymères thermodurcissables
Le laminage est utilisé pour créer des composites polymères thermodurcissables, qui sont créés en liant des résines comme l'époxy, la mélamine, le silicone, etc. tout en renforçant les matériaux de base comme le verre, le graphite et le lin.
Le substrat de renforcement est immergé dans le liant de résine liquide juste avant le début du processus de durcissement. Les couches de matériau sont ensuite partiellement durcies par cuisson après leur collage. Ensuite, les couches sont empilées à l'épaisseur souhaitée, puis chauffées et rapprochées pour créer un stratifié. Les feuilles peuvent également être utilisées pour fabriquer des tiges en étant enroulées ensemble et chauffées.
La différence entre les deux
L'étape de durcissement se produit lorsque les thermoplastiques et les thermodurcissables divergent vraiment l'un de l'autre. Une fois durcis, les thermodurcissables deviennent plus durables, mais leurs connexions chimiques les empêchent d'être remoulés. Étant donné qu'aucune liaison chimique ne se forme pendant le durcissement, les thermoplastiques peuvent être remodelés et réutilisés. Les thermodurcissables sont supérieurs aux thermoplastiques en termes de résistance et de résistance à la température en raison de leur liaison tridimensionnelle.
Les thermodurcissables se distinguent des thermoplastiques par leur capacité à conserver leur résistance et leurs géométries lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées. Lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées, les thermodurcissables se désintègrent généralement avant de fondre. En raison de ces caractéristiques, les plastiques peuvent être utilisés comme une alternative plus abordable aux métaux dans une variété de contextes.
En résumé, les qualités physiques des thermodurcissables sont souvent supérieures à celles des thermoplastiques. Pourtant, ils ne peuvent pas être recyclés et remodelés.
Comparaison des propriétés des thermoplastiques et des thermodurcissables
Voici une liste montrant les écarts entre les thermoplastiques et les thermodurcissables en ce qui concerne les caractéristiques et les propriétés.
| Fonctionnalités | Thermoplastiques | Thermodurcissables |
| Mécanique | La force du thermoplastique vient de la cristallinité. Élasticité et flexibilité avec un impact amélioré (10x plus que les thermodurcissables). | Solide et rigide. Fragile et inélastique. La force des thermodurcissables vient de la réticulation. |
| Structure moleculaire | Polymère linéaire : les liaisons moléculaires sont faibles et forment une chaîne droite. | Polymères réseaux : liaisons moléculaires chimiques fortes avec un haut niveau de réticulation. |
| Point de fusion | Son point de fusion est inférieur à la température de dégradation. | Son point de fusion est supérieur à la température de dégradation. |
| Microstructure | A l'état solide, ils sont constitués de régions dures cristallines et élastiques amorphes. | A l'état solide, ils sont constitués de résine thermodurcissable et de fibre de renfort. |
| Solubilité | Il est soluble dans les solvants organiques. | Il est insoluble dans les solvants organiques. |
| Résistance chimique | Excellente résistance aux produits chimiques. | Résistant à la chaleur et aux produits chimiques. |
| Recyclabilité | Recyclable et réutilisable par chauffage et/ou pressurisation. | Non recyclable |
Voici deux tableaux présentant les avantages et les inconvénients du thermoplastique et du thermodurcissable pour vous aider à mieux connaître ces deux matériaux.
Avantages et inconvénients des thermoplastiques
| Avantages | Désavantages |
| Finition esthétique de haute qualité | Ne convient pas à toutes les applications en raison du ramollissement au chauffage |
| Tolérance à la corrosion | Généralement plus coûteux que les polymères thermodurcissables |
| Résister à l'écaillage | |
| Résistance aux produits chimiques et détergents | |
| Résistant aux chocs importants | |
| Bonne adhérence aux métaux | |
| Peut être recyclé et remodelé | |
| Peut créer des surfaces cristallines caoutchouteuses et durcies |
Avantages et inconvénients du thermodurcissable
| Avantages | Désavantages |
| Bonne résistance à la chaleur à haute température | Ne convient pas pour le remoulage ou le remodelage |
| Résistance à la corrosion | Ne peut pas être recyclé ou réutilisé |
| Résistant à l'eau | |
| Rapport résistance/poids élevé | |
| Grande variété de couleurs et de finitions de surface | |
| Excellente stabilité dimensionnelle | |
| Généralement moins coûteux que les pièces fabriquées à partir de métaux | |
| Intégrité structurelle améliorée grâce à des épaisseurs de paroi variables | |
| Coûts d'installation et d'outillage inférieurs à ceux des thermoplastiques |
Thermodurcissable vs thermoplastique : votre projet est-il le meilleur ?
Les plastiques thermoplastiques et thermodurcissables varient de quelques manières clés. Ces polymères peuvent être fabriqués à partir de nombreux matériaux différents et sont utilisés pour de nombreuses tâches différentes. Avec des soins et un entretien appropriés, il n'y a pas de fin à l'utilité de ces matériaux. Par conséquent, les plastiques, tant thermoplastiques que thermodurcissables, sont d'excellentes options pour vos produits.
D'autre part, les spécifications des articles déterminent le plastique utilisé. Les plastiques thermodurcissables sont un excellent choix si vous avez besoin que votre produit soit stable en température dans des conditions extrêmes. Néanmoins, les thermoplastiques fonctionnent bien si vous avez besoin d'un produit résistant à la corrosion.
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