熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の違い

熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチック
ジャック・ライ CNC加工のエキスパート

専門とする CNCフライス, CNC旋, 3Dプリント, ウレタンキャスト、 と 板金加工 サービス。


熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂は、 プラスチック射出成形、どちらもいくつかのありふれたアイテムの生産に不可欠です。これら 2 つのカテゴリの材料の定義と利点は、作業に適したものを選択するのに役立ちます。情報に基づいた調達の選択と最適な製品の設計を支援するために、この記事では、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の機能、利点、および性能を比較対照します。

熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の簡単な紹介

熱可塑性ポリマーと熱硬化性ポリマーの違いをよりよく理解するには、まず各種類の材料の特徴を個別に調べる必要があります。その結果、それぞれが何であるかを簡単に見てみましょう。

熱可塑性樹脂とは

熱可塑性

化学では、熱可塑性樹脂は室温で固体のままである材料です。しかし、加熱すると結晶が溶解し、ガラス転移温度が交差し、材料は流動的になります。熱可塑性樹脂の加工に化学結合は必要ありません。

これらの樹脂は、金型に直接流し込み、冷却して硬化させて、目的の形状にすることができます。取り扱いや成形が容易なペレットの形で提供されます。これは、ペレットを無限に再溶解および再成形できることを意味します。これらのポリマーは、元の特性を失うことなく、再加熱、リサイクル、および再成形することができます。

プラスチックの射出成形、熱成形、および押出成形はすべて、これらの材料の一般的な用途です。それらは通常、高レベルの強度と弾力性を持ち、収縮しにくいです。いくつかの一般的なタイプの熱可塑性樹脂を以下にまとめます。

  • ポリエチレンテレフタレート(PET)
  • ポリアミド(ナイロン)
  • ポリ塩化ビニル(PVC)
  • ポリメチルメタクリレート(PMMA、アクリル)
  • ポリテトラフルオロエチレン (PTFE、テフロン)
  • ポリカーボネート(PC)
  • ポリエチレン(PE)
  • 低密度ポリエチレン (LDPE)
  • 高密度ポリエチレン (HDPE)
  • ポリスチレン(PS)
  • ポリプロピレン(PP)
  • アセタール共重合体ポリオキシメチレン
  • アセタール ホモポリマー ポリオキシメチレン

熱硬化性プラスチックとは?

熱硬化性プラスチック

ほとんどのプラスチックは周囲温度で固体ですが、熱硬化性ポリマー (熱硬化性ポリマーとも呼ばれる) は液体です。これらのポリマーは、加熱または化学薬品で処理すると硬化します。さらに、RTM として知られるレジン トランスファー成形、または RIM と呼ばれる反応射出成形は、熱硬化性ポリマーを作成するために頻繁に使用されます。この手順中の架橋の結果として、材料のポリマー間に永続的で壊れない接続が形成されます。

熱硬化性樹脂は、最初の熱成形プロセス後の腐食、加熱、および機械的クリープに対する優れた耐性を備えています。したがって、高い強度対重量比を維持しながら、高温、高圧、またはこれらの要因の組み合わせに耐えなければならない部品での使用に最適です。

そのため、どんなに高温になっても素材が溶けません。このため、材料を加熱し、元の形状を失うことなく正確な形状に成形することができます。ただし、固体のまま加熱すると劣化する場合があります。一般的なタイプの熱硬化性樹脂を以下に示します。

  • ポリウレタン
  • ポリエステル樹脂
  • エポキシ樹脂
  • シリコーン
  • フェノール類
  • 尿素ホルムアルデヒド
  • メラミンホルムアルデヒド
  • フェノールホルムアルデヒド樹脂(PF)
  • ポリフッ化ビニリデン(PVDF)
  • ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)

熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の加工

熱可塑性樹脂の加工

射出成形、押出成形、熱成形、および真空成形は、熱可塑性樹脂の処理方法のほんの一部です。

型に充填するために、粒状の材料を入れます。多くの場合、直径 3 mm 程度の球形の粒です。最後に、これらの顆粒は、極度の熱を必要とする融点まで加熱されます。

熱可塑性樹脂は優れた断熱材であるため、硬化プロセス中に冷却するのに従来のポリマーよりも多くの時間を必要とします。これが、高い生産率を生み出すために、冷水でシャワーを浴びたり、ウォーターバスに沈めたりするなど、加速冷却が時々使用される理由です.熱可塑性プラスチックシートの表面に冷風を当てることで、表面温度を下げることができます。プラスチックが冷えると、材料に基づいて 0.6% から 4% のいずれかの速度で収縮します。熱可塑性樹脂の場合、収縮率は材料の結晶化と内部構造に大きな影響を与えるため、実際に記載されています。

熱硬化性ポリマーの加工

液体状態の熱硬化性樹脂を加工するには、熱を使用する必要があります。硬化プロセスを完了するために、硬化剤、硬化剤、抑制剤、または可塑剤を、強化剤または充填剤とともに、所望の最終結果に従って樹脂に添加することができます。

熱硬化性ポリマー複合材料の加工

ラミネートは、ガラス、グラファイト、リネンなどの基材を強化しながら、エポキシ、メラミン、シリコーンなどの樹脂を結合することによって作成される熱硬化性ポリマー複合材料を作成するために使用されます。

補強基板は、硬化プロセスが始まる直前に液体樹脂バインダーに浸漬されます。材料の層は、接合後に焼いて部分的に硬化させます。次に、層を希望の厚さまで積み重ね、加熱して押し合わせてラミネートを作成します。シートは、一緒にコイル状にして加熱することによりロッドを作るためにも使用できる。

両者の違い

硬化ステップは、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂が実際に互いに分岐するときです。硬化すると、熱硬化性樹脂は耐久性が向上しますが、化学結合により再成形が妨げられます。硬化中に化学結合が形成されないため、熱可塑性プラスチックは再成形して再利用できます。熱硬化性樹脂は、3 次元結合のため、熱可塑性樹脂よりも強度と耐熱性に優れています。

熱硬化性樹脂は、高温にさらされたときに強度と形状を維持する能力によって、熱可塑性樹脂と区別されます。高温にさらされると、熱硬化性樹脂は一般に溶ける前に崩壊します。これらの特性の結果として、プラスチックはさまざまな状況で金属に代わるより手頃な価格の代替品として利用される可能性があります。

要約すると、熱硬化性樹脂の物理的品質は、多くの場合、熱可塑性樹脂よりも優れています。それでも、リサイクルして再成形することはできません。

熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の特性比較

以下は、機能と特性に関する熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の相違点を示したリストです。

特徴熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂
メカニカル熱可塑性樹脂の強度は、結晶性に由来します。衝撃を改善した弾力性と柔軟性 (熱硬化性樹脂の 10 倍)。強くて硬い。もろくて弾力がない。熱硬化性樹脂の強度は、架橋によるものです。
分子構造線状ポリマー:分子結合が弱く、直鎖状になっています。ネットワーク ポリマー: 高レベルの架橋を伴う強力な化学分子結合。
融点その融点は分解温度より低いです。その融点は分解温度よりも高いです。
微細構造固体状態では、それらは硬い結晶領域と弾性アモルファス領域で構成されています。固体状態では、熱硬化性樹脂と強化繊維で構成されています。
溶解性有機溶剤に溶けます。有機溶剤には溶けません。
耐薬品性耐薬品性に優れています。熱や薬品に強い。
リサイクル性加熱・加圧によりリサイクル・再利用が可能です。リサイクル不可

以下は、熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックの長所と短所を示す 2 つの表で、これら 2 つの材料をよりよく理解するのに役立ちます。

熱可塑性樹脂の長所と短所

利点短所
高品質の審美的な仕上がり加熱すると軟化するため、すべての用途に適しているわけではありません
耐食性通常、熱硬化性ポリマーよりも高価です
レジストチッピング 
耐薬品性および耐洗剤性 
高衝撃に強い 
金属への良好な付着性 
リサイクルして形を変えることができます 
ゴム状表面と硬化結晶表面の両方を作成可能

熱硬化性樹脂の長所と短所

利点短所
高温での良好な耐熱性再成形または再成形には適していません
耐食性リサイクルまたは再利用することはできません
耐水性 
高い強度対重量比 
豊富なカラーバリエーションと表面仕上げ 
優れた寸法安定性 
通常、金属から製造された部品よりも低コスト 
可変肉厚による構造的完全性の向上 
熱可塑性樹脂よりもセットアップと工具のコストが低い

熱硬化性樹脂 vs. 熱可塑性樹脂: あなたのプロジェクトは最高ですか?

熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックは、いくつかの重要な点で異なります。これらのポリマーは、さまざまな材料から作られ、さまざまな用途に使用されます。適切なケアとメンテナンスにより、これらの素材の有用性に終わりはありません。その結果、熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックの両方が、製品にとって優れた選択肢となります。

一方、アイテムの仕様によって使用されるプラスチックが決まります。極端な条件下で製品の温度安定性が必要な場合は、熱硬化性プラスチックが最適です。それでも、腐食に強い製品が必要な場合は、熱可塑性樹脂が適しています。

プラスチック射出成形サービス – Trust Runsom Precision

プロジェクトのプラスチックの選択に困惑したときはいつでも、Runsom はいつでもお手伝いします。私たちの専門家は、深い知識とスキルでお客様をサポートするために最善を尽くし、設計、材料の選択、および製造プロセスについて最適な提案を提供します。

さらに、当社の施設には最先端の機械が備わっており、プロセス全体がシームレスになり、サイクル時間が短縮されます。あなたは私たちの例外を受け取るでしょう プラスチック射出成形サービス 競争力のある価格で。 Runsom と提携して、今すぐ見積もりで高品質の成形部品を手に入れましょう!


あなたが興味を持っているかもしれない他の記事: