热塑性塑料和热固性塑料是两种主要的聚合物，用于 注塑成型，这两者在制作几种司空见惯的物品时缺一不可。这两类材料的定义和优势将帮助您为您的任务选择合适的材料。为了帮助您做出明智的采购选择和设计最佳产品，本文将比较和对比热固性塑料和热塑性塑料的特性、优势和性能。
热固性和热塑性塑料简介
为了更好地理解热塑性和热固性聚合物之间的区别，有必要首先独立地了解每种材料的特性。因此，让我们快速浏览一下它们各自是什么，好吗？
什么是热塑性塑料？
在化学中，热塑性塑料是一种在室温下保持固态的材料。然而，当加热时，晶体溶解，超过玻璃化转变温度，材料变成流体。加工热塑性塑料不需要化学键合。
这些树脂可以直接倒入模具中，然后冷却并硬化成所需的形状。它们以颗粒形式提供，以便于处理和成型。这意味着颗粒可以无限次地重新熔化和重塑。这些聚合物可以重新加热、回收和重塑，而不会失去其原有特性。
塑料注射成型、热成型和挤出成型都是这些材料的常见用途。它们通常具有高水平的强度和弹性，并且抗收缩。一些常见的热塑性塑料类型总结如下：
- 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)
- 聚酰胺（尼龙）
- 聚氯乙烯 (PVC)
- 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA、亚克力）
- 聚四氟乙烯（PTFE、特氟龙）
- 聚碳酸酯 (PC)
- 聚乙烯 (PE)
- 低密度聚乙烯 (LDPE)
- 高密度聚乙烯 (HDPE)
- 聚苯乙烯 (PS)
- 聚丙烯 (PP)
- 缩醛共聚物聚甲醛
- 缩醛均聚物聚甲醛
什么是热固性塑料？
大多数塑料在环境温度下是固体，但热固性聚合物（有时称为热固性塑料）是液体。在加热或用化学品处理后，这些聚合物会硬化。此外，树脂传递模塑（称为 RTM）或反应注射成型（称为 RIM）经常用于制造热固性聚合物。由于在此过程中发生交联，材料的聚合物之间形成了永久且牢不可破的连接。
热固性塑料在第一次热成型过程后具有出色的耐腐蚀、耐热和机械蠕变性能。因此，它们非常适合用于必须承受高温、高压或这些因素的组合，同时仍保持高强度重量比的部件。
因此，无论温度有多高，材料都不会熔化。正因为如此，材料可以被加热并形成精确的形状而不会失去其初始形状。但是，如果材料在固态时过热，它们可能会变质。一些常见的热固性塑料类型如下所示：
- 聚氨酯
- 聚酯树脂
- 环氧树脂
- 硅酮
- 酚类
- 脲醛树脂
- 三聚氰胺甲醛
- 酚醛树脂（PF）
- 聚偏二氟乙烯 (PVDF)
- 聚四氟乙烯 (PTFE)
热塑性塑料和热固性塑料的加工
热塑性塑料加工
注塑成型、挤压成型、热成型和真空成型只是热塑性塑料的几种处理方式。
为了填充模具，将颗粒状材料放入，通常是直径为 3 毫米左右的球形颗粒。最后，这些颗粒被加热到它们的熔点，这需要极高的热量。
由于热塑性塑料是出色的绝热体，因此在固化过程中它们需要比传统聚合物更多的时间来冷却。这就是为什么有时会使用加速冷却，包括用冷水淋浴或浸入水浴中，以产生高输出率。通过将冷空气吹过热塑性塑料片材的表面，可以降低它们的表面温度。随着塑料冷却，它会根据材料以 0.6% 到 4% 的任何速度收缩。对于热塑性塑料，确实规定了收缩率，因为它显着影响材料的结晶和内部结构。
热固性聚合物的加工
加工处于液态的热固性树脂需要使用热量。为了完成固化过程，可以将固化剂、硬化剂、抑制剂或增塑剂与增强剂或填料一起添加到树脂中，具体取决于所需的最终结果。
热固性聚合物复合材料的加工
层压用于制造热固性聚合物复合材料，这些材料是通过粘合树脂（如环氧树脂、三聚氰胺、硅树脂等）同时增强玻璃、石墨和亚麻等基础材料而制成的。
就在固化过程开始之前，将增强基材浸入液态树脂粘合剂中。然后，材料层在粘合后通过烘烤而部分固化。接下来，将这些层堆叠到所需的厚度，然后加热并推在一起以形成层压板。这些片材也可以通过卷绕在一起并加热来制作棒材。
两者的区别
固化步骤是热塑性塑料和热固性塑料彼此真正不同的时候。固化后，热固性塑料变得更耐用，但它们的化学连接阻止了它们被重塑。由于在固化过程中没有形成化学键，因此热塑性塑料可以重新成型并重复使用。热固性塑料由于其三维结合而在强度和耐温性方面优于热塑性塑料。
热固性塑料与热塑性塑料的区别在于它们在高温下保持强度和几何形状的能力。当经受高温时，热固性材料通常会在熔化之前分解。由于这些特性，塑料可以在各种情况下用作金属的更实惠的替代品。
总之，热固性塑料的物理质量往往高于热塑性塑料。尽管如此，它们仍无法回收和重塑。
热塑性塑料和热固性塑料的性能比较
以下列表显示了热塑性塑料和热固性塑料在特性和性能方面的差异。
| 特征 | 热塑性塑料 | 热固性塑料 |
| 机械的 | 热塑性塑料的强度来自结晶度。弹性和柔韧性提高了冲击力（比热固性材料高 10 倍）。 | 强而刚。脆而无弹性。热固性塑料的强度来自交联。 |
| 分子结构 | 线性聚合物：分子键较弱，呈直链状。 | 网络聚合物：具有高交联度的强化学分子键。 |
| 熔点 | 它的熔点低于降解温度。 | 其熔点高于降解温度。 |
| 显微结构 | 在固态下，它们由坚硬的结晶区和弹性无定形区组成。 | 在固态下，它们由热固性树脂和增强纤维组成。 |
| 溶解度 | 溶于有机溶剂。 | 不溶于有机溶剂。 |
| 耐化学性 | 优异的耐化学性。 | 耐热和耐化学品。 |
| 可回收性 | 通过加热和/或加压可回收和重复使用。 | 不可回收 |
这里有两张表格展示了热塑性塑料和热固性塑料的优缺点，以帮助您更好地了解这两种材料。
热塑性塑料的优点和缺点
| 优点 | 缺点 |
| 高品质美学饰面 | 由于加热软化，不适用于所有应用 |
| 耐腐蚀 | 通常比热固性聚合物更昂贵 |
| 抗崩裂 | |
| 耐化学品和洗涤剂 | |
| 耐高冲击 | |
| 对金属有良好的附着力 | |
| 可以回收再造 | |
| 可以制造橡胶状和硬化的结晶表面 |
热固塑料的优点和缺点
| 优点 | 缺点 |
| 在高温下具有良好的耐热性 | 不适合重塑或重塑 |
| 耐腐蚀性能 | 不能回收或重复使用 |
| 防水 | |
| 高比强度 | |
| 多种颜色和表面处理 | |
| 出色的尺寸稳定性 | |
| 通常比金属制造的零件成本低 | |
| 通过可变壁厚增强结构完整性 | |
| 比热塑性塑料更低的安装和加工成本 |
热固塑料与热塑性塑料：你的项目最好？
热塑性塑料和热固性塑料在几个关键方面有所不同。这些聚合物可能由许多不同的材料制成，并用于许多不同的任务。通过适当的保养和维护，这些材料的用途是无穷无尽的。因此，热塑性塑料和热固性塑料都是您产品的绝佳选择。
另一方面，物品的规格决定了使用的塑料。如果您需要您的产品在极端条件下保持温度稳定，那么热固性塑料是一个很好的选择。然而，如果您需要耐腐蚀的产品，热塑性塑料就可以很好地发挥作用。
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