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Thermodurcissable ou thermoplastique : définition et différences

Explorez les distinctions et les applications des thermodurcissables et des thermoplastiques, des polymères essentiels qui façonnent l'innovation et la durabilité dans la science des matériaux.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/fr/differences-thermodurcissables-et-thermoplastiques/" title="Thermodurcissable ou thermoplastique : définition et différences">Thermodurcissable ou thermoplastique : définition et différences

Les thermodurcissables et les thermoplastiques sont des classes de polymères qui sont de grosses molécules formées par la liaison chimique de monomères. En parlant de ces deux-là, nous trouverons de multiples similitudes entre eux, mais il existe également certaines différences. « Thermoplastiques » était un nom commun dans le moulage par injection et l'industrie de fabrication de pièces jusqu'à ce que les « thermodurcissables » se produisent.

Thermodurcissables et résines, lorsqu'ils sont combinés, constituent une excellente alternative au métal et aux thermoplastiques dans les processus de fabrication du plastique. Certains procédés ou produits nécessitent spécifiquement des thermoplastiques, tandis que d'autres nécessitent des thermodurcissables. Il existe des produits/processus qui peuvent utiliser l’un ou l’autre.

Thermodurcissables et thermoplastiques : définitions

Thermodurcissables vs thermoplastiques

Pour mieux comprendre ces polymères, nous devons étudier leurs caractéristiques, leur comportement et leurs propriétés uniques. Ici, nous en discutons en détail un par un.

Thermoplastiques

Les thermoplastiques sont des polymères qui peuvent être ramollis, fondus et remodelés plusieurs fois sous différentes formes. Ces changements se transforment des solides en liquides lorsqu'ils sont chauffés et des liquides en solides une fois refroidis. Leur polyvalence est ce qui élargit leur cas d’utilisation.

Chimiquement, ceux-ci constituent des polymères à longue chaîne qui sont maintenus ensemble par de faibles forces intermoléculaires appelées forces de Van der Waals. C’est ce qui leur permet de changer facilement d’état de la matière.

Certaines propriétés des thermoplastiques sont présentées ci-dessous :

Point de fusion150°C (302°F) – Au-dessus de 250°C (482°F) (selon le thermoplastique)
La flexibilitéPlus flexible que les alternatives
RecyclabilitéFacilement recyclable
TransparenceIl peut être rendu transparent

Quelques exemples de thermoplastiques sont le polyéthylène, le polypropylène et le polyéthylène téréphtalate (PET). Ceux-ci sont généralement utilisés dans des industries telles que moulage par injection, automobile, emballage et construction. 

Quand on parle de thermoplastiques, ils peuvent être modifiés facilement pour s'adapter aux besoins. Quelques-uns d’entre eux peuvent être rendus résilients rayons UV et Flamme. Il existe également des thermoplastiques à mémoire de forme qui reprennent leur forme initiale une fois chauffés.

thermoplastiques à mémoire de forme

Thermodurcissables

Les thermodurcissables sont une classe de polymères qui subissent une réaction chimique lors du moulage et produisent une structure de réseau tridimensionnelle. Ils se distinguent des thermoplastiques par leur structure réticulée, qui ne leur permet pas de changer de forme. Dans les thermodurcissables, la réticulation améliore les qualités mécaniques, thermiques et chimiques du matériau.

Grâce au processus de réticulation, les thermodurcis créent un réseau de liaisons covalentes entre les chaînes polymères. Au cours du processus de durcissement, qui utilise fréquemment de la chaleur ou des catalyseurs chimiques, une réticulation a lieu.

Le processus de durcissement nécessite généralement de l'énergie thermique ; certains thermodurcissables peuvent durcir à température ambiante, tandis que d'autres peuvent nécessiter des températures plus élevées. Un initiateur chimique ou un catalyseur peut également être appliqué pendant la phase de durcissement. Par exemple, les résines époxy utilisent des durcisseurs à base d'amines comme agents de durcissement, et la polybenzoxazine est un cas rare qui durcit sans aucun catalyseur.

Certaines propriétés des thermodurcissables sont répertoriées ci-dessous

  1. Les thermodurcissables peuvent généralement résister à des températures élevées. 
  2. Ils sont communément connus pour leur solidité et leur résistance
  3. Les produits chimiques ou catalyseurs n'ont pas beaucoup d'effet sur leur composition
  4. Ils restent également intacts lorsqu'il s'agit de charges lourdes.
  5. Les thermodurcissables sont généralement résistants aux solvants.

Quelques types populaires de thermodurcissables sont les résines époxy, les polyuréthanes, les résines phénoliques, la mélamine formaldéhyde, etc. Ceux-ci sont actuellement utilisés dans des industries comme aérospatial, automobile, électronique, etc.

Le caoutchouc vulcanisé est un plastique thermodurcissable et l’un des matériaux les plus résistants connus. Les résines mélamine-formaldéhyde, un type de thermodurcissable, sont utilisées dans la production de vaisselle en mélamine.

Bien que les thermodurcissables présentent plusieurs avantages, ils présentent également quelques problèmes. Ils sont irréversibles et non recyclables. Leur non-biodégradabilité est également une préoccupation majeure. Ils sont également fragiles et leur utilisation est limitée lorsqu’il s’agit de nécessiter quelque chose de flexible.

Thermodurcissables et thermoplastiques, définitions

Thermodurcissables et thermoplastiques : différences

Les thermoplastiques et les thermodurcissables sont des polymères plastiques similaires mais varient considérablement par rapport à certaines bases. Ici, nous allons expliquer et explorer quelques-uns d’entre eux.

Point de fusion

Le point de fusion des polymères comme les thermodurcissables et les thermoplastiques constitue une base importante pour les différencier. Leur comportement à la chaleur détermine leurs diverses propriétés et applications potentielles.  

Les plastiques thermodurcissables ou thermodurcissables tirent leur nom de leur capacité à résister à la chaleur. Le seul moment où les thermodurcis réagissent à la chaleur, c’est lorsqu’ils durcissent ou se réticulent. Ces polymères sont indifférents à tout post-durcissement chauffant.

Les thermoplastiques, par ailleurs, ont un point de fusion bas et peuvent être moulés et remodelés lorsqu’ils sont exposés à la chaleur. Cela facilite la recyclabilité de ce matériau. Leur application est limitée dans les domaines qui nécessitent une fonctionnalité malgré des températures élevées.

Esthétique

Au-delà des considérations fonctionnelles, le seul élément important lorsqu’il s’agit de différencier les thermoplastiques des plastiques thermodurcissables est l’esthétique. Les thermodurcissables, en raison de leur réticulation covalente, ont des surfaces rigides et complexes. Ces détails complexes deviennent une caractéristique essentielle dans des secteurs tels que l’automobile et l’électronique grand public.

Le seul moment où nous pouvons ajouter de la couleur aux thermodurcissables est avant le moulage. La couleur va directement sur le moule, ce qui facilite une meilleure formation de liaison entre les peintures et les plastiques. Ce procédé confère aux thermodurcis une résistance à l'écaillage, à la fissuration, etc.

Les thermodurcissables conviennent également aux finitions peu ou très brillantes. Les thermodurcissables peints offrent également la possibilité d’insuffler des détails complexes comme des logos.

Les thermoplastiques, quant à eux, fournissent finitions de haute qualité. Leur capacité à fondre et à remodeler contribue grandement à leurs capacités esthétiques. Les thermoplastiques peuvent être teintés encore et encore pour montrer un équilibre parfait entre fonctionnalité et esthétique. 

La finition de surface des thermoplastiques est facilement modifiable grâce à diverses techniques telles que l'extrusion et impression en 3D. Ceux-ci peuvent s’adapter aux finitions mates ou brillantes selon le résultat esthétique souhaité. De plus, la transparence et la translucidité des thermoplastiques en font un choix idéal pour les applications dans les luminaires, les appareils électroniques et les lunettes.

Résistance à la corrosion

On estime que diverses industries, comme les usines de transformation chimique, ont dû payer des prix élevés à cause de la corrosion. Les thermodurcis présentent une résistance élevée à la corrosion en raison de leur structure. Les résines époxy, par exemple, sont utilisées comme revêtement dans les endroits où une protection contre la corrosion est requise.

La rigidité inhérente peut être source de préoccupation dans certains endroits où la flexibilité est cruciale pour la protection contre la corrosion. De plus, certains thermodurcissables peuvent perdre leur fonctionnalité s’ils sont exposés pendant une longue période aux rayons UV, ce qui limite leur application en extérieur.

Si nous parlons de thermoplastiques, ils offrent une grande endurance et flexibilité. Ce facteur rend leurs applications possibles dans des endroits tels que les tuyaux et les réservoirs de l'automobile. Le polypropylène et le PVC, par exemple, sont largement utilisés dans le secteur de la construction pour leurs propriétés de résistance à la corrosion.

Même si nous pouvons utiliser les thermoplastiques à plusieurs endroits, des facteurs tels que le poids moléculaire et la composition chimique peuvent influencer leurs performances. Quelques thermoplastiques peuvent même être sensibles à la fissuration sous contrainte, ce qui affecte finalement leur résistance à la corrosion. Pour les applications dans des industries telles que la chimie, la marine, le pétrole et le gaz, les thermodurcissables constituent un meilleur choix de matériaux.

Durabilité

La durabilité est extrêmement importante lorsque l’on parle de l’utilisation de polymères dans des industries comme l’électronique et l’automobile. Les thermodurcissables et les thermoplastiques sont utilisés dans ces industries, mais dans des domaines différents en raison de leurs différentes capacités d'endurance.

L'indifférence à l'égard de la chaleur après le durcissement fait des thermodurcissables l'un des polymères plastiques les plus résistants. Leur réticulation covalente favorise cette résistance thermique exceptionnelle. Ce n’est pas seulement une question de chaleur ; les thermodurcissables présentent également une résistance exceptionnelle aux produits chimiques.

Les thermodurcissables sont légers tout en étant résistants et résistants. Ils supportent également des matériaux de renforcement comme le carbone et la fibre de verre. Ceux-ci sont suffisamment solides pour ne pas être affectés par la lave volcanique.

Lorsque l’on parle de thermoplastiques, leur intégrité structurelle n’est pas aussi grande que celle des thermodurcissables. Ils ne sont pas non plus très stables aux rayons UV prolongés, mais des protecteurs UV peuvent être ajoutés. Leur durabilité peut être affectée par l’usure progressive.

Ils ne sont pas extrêmement résistants à la chaleur ou aux produits chimiques mais parviennent néanmoins à bien fonctionner à certains endroits. Leur durabilité réside dans leur capacité à absorber et à répartir l’énergie d’impact. Les thermoplastiques conviennent principalement aux matériaux d’emballage, aux biens de consommation et à certains types de matériaux automobiles. 

Si nous parlons mécaniquement, nous pouvons dire que tout thermodurci, en tant que polymère, est plus durable que le thermoplastique.

Machine et paramètres pour le moulage par injection

En raison de leurs propriétés différentes, leur utilisation pour le moulage par injection (pour lequel ils conviennent tous les deux) présente des spécifications différentes. Ils nécessitent des machines différentes et ont des paramètres différents pour ce processus.

Comme nous prenons en compte les thermoplastiques, des machines de moulage par injection à vis standard avec une pression d'injection élevée sont nécessaires. Ces machines sont également censées avoir des barils et des moules chauffés pour assurer une fusion et un écoulement adéquats du plastique.

Les thermodurcissables, quant à eux, nécessitent des machines de moulage par transfert ou par compression spécialisées. Ils utilisent une quantité de pression inférieure à celle des thermoplastiques. Ici, seuls les moules sont chauffés pour faciliter le processus de durcissement. 

En ce qui concerne les paramètres, les thermoplastiques utilisent des températures (150-300°C) et des pressions (50-200 MPa) élevées par rapport aux plastiques thermodurcissables (80-150°C, 10-50 MPa, respectivement). Le moulage par injection de thermoplastiques se produit beaucoup plus rapidement (10 à 30 secondes) que le moulage par injection de thermodurcissables (plusieurs minutes à quelques heures). Cela se produit parce que les thermodurcis mettent beaucoup de temps à durcir.

Thermodurcissables et thermoplastiques : applications

Les thermodurcissables et les thermoplastiques brillent à merveille par leurs propres atouts. Trions la confusion quant à quoi utiliser et où.

Thermodurcissables

  • Industrie automobile: Les thermodurcissables peuvent être utilisés dans les pièces de moteur, l’isolation électrique, les plaquettes de frein et d’autres composants automobiles. Ils sont parfaits pour les applications sous le capot en raison de leur stabilité dimensionnelle exceptionnelle et de leur capacité à tolérer des températures élevées. 
  • Secteurs électriques et électroniques: Parce que les thermodurcissables ont des qualités isolantes supérieures, ils sont généralement utilisés dans les secteurs électriques et électroniques. Par exemple, les résines époxy sont fréquemment utilisées dans les applications électroniques.
  • Secteur pétrolier et gazier: Des circonstances difficiles, telles que l’exposition à des produits chimiques corrosifs et à des températures élevées, font partie du secteur pétrolier et gazier. Les thermodurcissables, comme les revêtements époxy et les matériaux composites, sont utilisés dans les réservoirs de stockage, les structures offshore et les pipelines.
  • Équipements et dispositifs médicaux: Les matériaux utilisés dans le domaine médical doivent souvent être biocompatibles, stérilisables et résistants aux procédures répétées de lavage et de désinfection. Les thermodurcis répondent à ces spécifications et sont utilisés dans diverses applications, telles que boîtiers d'équipement et dispositifs implantés.
  • Bâtiment et infrastructures: Les thermodurcissables sont utilisés dans la construction à plusieurs endroits. Par exemple, les composites sont utilisés dans les pipelines, les matériaux de construction et les composants de ponts.
Thermodurcissables et Thermoplastiques, Applications

Thermoplastiques

  • Secteur de l'emballage : La rentabilité et la flexibilité sont des qualités importantes dans le secteur de l'emballage, c'est pourquoi les thermoplastiques sont le choix idéal. Parce qu'ils peuvent être facilement moulés, des matériaux comme le polyéthylène et le polypropylène sont couramment utilisés pour les films d'emballage, les bouteilles et les récipients. De plus, le fait que les thermoplastiques soient recyclables s'inscrit parfaitement dans le cadre de l'attention accrue accordée aux options d'emballage respectueuses de l'environnement et durables.
  • Electronique grand public: Les matériaux esthétiques et légers sont très demandés lorsqu'on parle d'électronique grand public. Les polymères électrochromes tels que le polycarbonate et l'ABS (acrylonitrile butadiène styrène) sont principalement utilisés dans la production d'appareils électroniques. Leur durabilité garantit la sécurité des composants internes sensibles et leur moulabilité permet des conceptions élaborées.
  • Transport: Les thermoplastiques possèdent des propriétés telles que la légèreté, une bonne durabilité et la prévention de la corrosion, ce qui les rend utiles dans le secteur des transports. Les exemples courants sont le polycarbonate (PC), utilisé pour les lentilles et les feux arrière des automobiles, et l'ABS, utilisé pour les intérieurs et les tableaux de bord des voitures.
  • Jouets pour enfants: Divers jouets pour enfants sont généralement fabriqués en thermoplastique. Leur moulabilité et leur recyclabilité font des thermoplastiques le choix idéal à cet effet. Le polyéthylène (PE) est un thermoplastique utilisé à cet effet.
  • Articles de sport: Les fabricants d'articles de sport s'appuient souvent sur les thermoplastiques pour la production d'équipements et d'équipements. Tous les composants légers des articles de sport, des casques et des rembourrages de protection sont en thermoplastique. La capacité d’adapter les propriétés des matériaux à des exigences de performances spécifiques fait des thermoplastiques le choix idéal.
  • Textiles et vêtements: Les fibres synthétiques et les tissus composés de thermoplastiques sont utilisés dans l'industrie textile. Le polyester, le nylon et le spandex sont des exemples de thermoplastiques habituellement utilisés. Les fibres thermoplastiques peuvent être filées par fusion pour créer des tissus dotés de propriétés spécifiques telles que l'évacuation de l'humidité, l'élasticité et la résistance aux plis.
Thermoplastiques, Applications

Conclusion

Les thermodurcissables et les thermoplastiques ont tous deux leurs propres forces et faiblesses. Ils ont leurs propres propriétés uniques qui sont particulièrement bénéfiques à certains moments.

Diverses études de recherche sont en cours pour améliorer ces deux polymères. Les scientifiques travaillent à la production de thermoplastiques biodégradables à partir de sources durables comme la canne à sucre ou l'amidon de maïs. Ces substances constituent un substitut plus respectueux de l’environnement aux thermoplastiques conventionnels dérivés du pétrole.

Le bon matériau doit être choisi en fonction des besoins particuliers du projet et des qualités recherchées. La création de matériaux hybrides, qui offrent des solutions personnalisées intégrant les meilleurs aspects des deux mondes, brouille les frontières entre ces deux catégories à mesure que la technologie se développe. 

L'interaction dynamique entre les thermodurcissables et les thermoplastiques continue de remodeler la science des matériaux, ayant un impact sur les pratiques durables et l'innovation. Pour plus d'informations sur Nos services et sujets similaires, Contactez-nous.

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