Ricerca
Chiudi questa casella di ricerca.

Termoindurente vs Termoplastico: definizione e differenze

Esplora le distinzioni e le applicazioni dei materiali termoindurenti e termoplastici, polimeri fondamentali che danno forma all'innovazione e alla sostenibilità nella scienza dei materiali.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/it/differenze-tra-termoindurente-e-termoplastico/" title="Termoindurente vs Termoplastico: definizione e differenze">Termoindurente vs Termoplastico: definizione e differenze

I termoindurenti e i termoplastici sono classi di polimeri costituiti da grandi molecole formate dal legame chimico dei monomeri. Mentre parliamo di questi due, troveremo molteplici somiglianze tra loro, ma ci sono anche alcune differenze. "Termoplastica" era un nome comune nel... stampaggio a iniezione e l'industria manifatturiera dei componenti fino all'avvento dei "termoindurenti".

Termoindurenti e resine, se combinati insieme, rappresentano un'ottima alternativa al metallo e ai materiali termoplastici nei processi di fabbricazione della plastica. Alcuni processi o prodotti richiedono specificamente materiali termoplastici, mentre altri richiedono materiali termoindurenti. Esistono prodotti/processi che possono essere utilizzati.

Termoindurenti e Termoplastici: Definizioni

Termoindurenti e termoplastici

Per comprendere meglio questi polimeri, dobbiamo studiarne le caratteristiche, il comportamento e le proprietà uniche. Qui li discuteremo in dettaglio uno per uno.

Termoplastici

I materiali termoplastici sono polimeri che possono essere ammorbiditi, fusi e rimodellati in forme diverse più volte. Questi spostamenti si formano da solidi a liquidi quando riscaldati e da liquidi a solidi una volta raffreddati. La loro versatilità è ciò che amplia il loro caso d’uso.

Chimicamente, questi costituiscono polimeri a catena lunga tenuti insieme da deboli forze intermolecolari chiamate forze di van der Waals. Questo è ciò che li fa cambiare facilmente il loro stato della materia.

Alcune proprietà dei materiali termoplastici sono elencate di seguito:

Punto di fusione150°C (302°F) – Superiore a 250°C (482°F) (a seconda del materiale termoplastico)
FlessibilitàPiù flessibile delle alternative
RiciclabilitàFacilmente riciclabile
TrasparenzaPuò essere reso trasparente

Alcuni esempi di materiali termoplastici sono polietilene, polipropilene e polietilene tereftalato (PET). Questi sono generalmente utilizzati in settori come stampaggio a iniezione, settore automobilistico, imballaggio e costruzione. 

Quando parliamo di materiali termoplastici, questi possono essere facilmente modificati per adattarsi alle esigenze. Alcuni di questi possono essere resi resilienti raggi UV e Fiamma. Esistono anche materiali termoplastici a memoria di forma che ritornano alla loro forma originale una volta riscaldati.

termoplastici a memoria di forma

Termoindurenti

I termoindurenti sono una classe di polimeri che subiscono una reazione chimica durante lo stampaggio e producono una struttura a rete tridimensionale. Si distinguono dai materiali termoplastici per la loro struttura reticolata, che non consente loro di cambiare forma o forma. Nei termoindurenti, la reticolazione migliora le qualità meccaniche, termiche e chimiche del materiale.

Attraverso il processo di reticolazione, i materiali termoindurenti creano una rete di legami covalenti tra le catene polimeriche. Durante il processo di polimerizzazione, che spesso utilizza calore o catalizzatori chimici, avviene la reticolazione.

Il processo di polimerizzazione richiede solitamente energia termica; alcuni termoindurenti possono polimerizzare a temperatura ambiente, mentre altri potrebbero richiedere temperature più elevate. Durante la fase di indurimento è anche possibile applicare un iniziatore o un catalizzatore chimico. Ad esempio, le resine epossidiche utilizzano indurenti a base amminica come agenti indurenti e la polibenzossazina è un raro caso che indurisce senza alcun catalizzatore.

Alcune proprietà dei termoindurenti sono elencate di seguito

  1. I termoindurenti solitamente possono resistere alle alte temperature. 
  2. Sono comunemente noti per la loro forza e resistenza
  3. I prodotti chimici o i catalizzatori non hanno molto effetto sulla loro composizione
  4. Rimangono intatti anche quando si tratta di carichi pesanti.
  5. I termoindurenti sono generalmente resistenti ai solventi.

Alcuni tipi popolari di termoindurenti sono le resine epossidiche, i poliuretani, le resine fenoliche, la melammina formaldeide, ecc. Questi sono attualmente utilizzati in settori come aerospaziale, automobilistico, elettronico, ecc.

La gomma vulcanizzata è una plastica termoindurente e uno dei materiali più resistenti conosciuti. Le resine melamina-formaldeide, un tipo di materiale termoindurente, vengono utilizzate nella produzione di stoviglie in melamina.

Sebbene i materiali termoindurenti presentino numerosi vantaggi, presentano anche alcuni problemi. Sono irreversibili e non riciclabili. Anche la loro non biodegradabilità è una delle principali preoccupazioni. Sono anche fragili e il loro utilizzo è limitato quando si tratta di richiedere qualcosa di flessibile.

Termoindurenti e Termoplastici, Definizioni

Termoindurenti e termoplastici: differenze

I materiali termoplastici e termoindurenti sono polimeri plastici simili ma variano notevolmente se confrontati su determinate basi. Qui spiegheremo ed esploreremo alcuni di questi.

Punto di fusione

Il punto di fusione di polimeri come termoindurenti e termoplastici è una base importante per differenziarli. Il loro comportamento al calore determina le loro diverse proprietà e potenziali applicazioni.  

Le plastiche termoindurenti o termoindurenti prendono il nome dalla loro capacità di resistere al calore. L'unico momento in cui i materiali termoindurenti reagiscono al calore è durante la polimerizzazione o la reticolazione. Questi polimeri sono indifferenti a qualsiasi riscaldamento post-curing.

I materiali termoplastici, del resto, hanno un basso punto di fusione e possono essere modellati e rimodellati se esposti al calore. Ciò aiuta la riciclabilità di questo materiale. La loro applicazione è limitata nelle aree che richiedono funzionalità nonostante le alte temperature.

Estetica

Al di là delle considerazioni funzionali, l’aspetto più importante quando si tratta di differenziare i materiali termoplastici da quelli termoindurenti è l’estetica. I materiali termoindurenti, a causa della loro reticolazione covalente, hanno superfici rigide e complesse. Questi intricati dettagli diventano una caratteristica di supporto in settori come quello automobilistico e dell'elettronica di consumo.

L'unico momento in cui possiamo aggiungere colore ai materiali termoindurenti è prima dello stampaggio. Il colore va direttamente sullo stampo, il che facilita la formazione di un migliore legame tra vernici e plastica. Questo processo fornisce ai materiali termoindurenti resistenza allo sfaldamento, alla fessurazione, ecc.

I materiali termoindurenti sono adatti anche per finiture lucide e lucide. I termoindurenti verniciati offrono anche l'opportunità di infondere dettagli complessi come i loghi.

I termoplastici, invece, forniscono finiture di alta qualità. La loro capacità di sciogliersi e rimodellarsi contribuisce notevolmente alle loro capacità estetiche. I materiali termoplastici possono essere colorati più e più volte per mostrare un perfetto equilibrio tra funzionalità ed estetica. 

La finitura superficiale dei materiali termoplastici è facilmente modificabile attraverso varie tecniche come estrusioni e Stampa 3D. Questi possono adattarsi a finiture opache o lucide a seconda del risultato estetico desiderato. Inoltre, la trasparenza e la traslucenza dei materiali termoplastici li rendono perfetti per applicazioni in apparecchi di illuminazione, dispositivi elettronici e occhiali.

Resistenza alla corrosione

Si stima che varie industrie, come gli impianti di lavorazione chimica, abbiano dovuto pagare prezzi elevati a causa della corrosione. I termoindurenti mostrano un'elevata resistenza alla corrosione grazie alla loro struttura. Le resine epossidiche, ad esempio, vengono utilizzate come rivestimento nei luoghi in cui è richiesta la protezione dalla corrosione.

La rigidità intrinseca può essere motivo di preoccupazione in alcuni luoghi in cui la flessibilità è fondamentale per la protezione dalla corrosione. Inoltre, alcuni materiali termoindurenti potrebbero perdere la loro funzionalità se esposti per lungo tempo ai raggi UV, il che ne limita l'applicazione all'esterno.

Se parliamo di materiali termoplastici, offrono grande resistenza e flessibilità. Questo fattore rende possibili le loro applicazioni in luoghi come tubi e serbatoi nel settore automobilistico. Il polipropilene e il PVC, ad esempio, sono ampiamente utilizzati nel settore edile per le loro proprietà resistenti alla corrosione.

Anche se possiamo utilizzare i materiali termoplastici in molteplici ambiti, fattori come il peso molecolare e la composizione chimica possono influenzarne le prestazioni. Alcuni materiali termoplastici possono anche essere suscettibili allo stress cracking, che in definitiva influisce sulla loro resistenza alla corrosione. Per applicazioni in settori quali quello chimico, marittimo, petrolifero e del gas, i materiali termoindurenti rappresentano la scelta migliore come materiale.

Durabilità

La durabilità è eccezionalmente importante quando discutiamo dell’uso dei polimeri in settori come l’elettronica e le automobili. Sia i termoindurenti che i termoplastici vengono utilizzati in questi settori, ma in aree diverse a causa delle loro diverse capacità di resistenza.

L'indifferenza al calore dopo la polimerizzazione rende i materiali termoindurenti uno dei polimeri plastici più resistenti. La loro reticolazione covalente è ciò che favorisce questa eccezionale resistenza al calore. Non è solo calore; i termoindurenti mostrano anche un'eccezionale resistenza agli agenti chimici.

I termoindurenti sono leggeri pur essendo robusti e resistenti. Supportano anche materiali di rinforzo come carbonio e fibra di vetro. Questi sono abbastanza forti da non essere influenzati dalla lava del vulcano.

Quando parliamo di materiali termoplastici, la loro integrità strutturale non è eccezionale quanto quella dei termoindurenti. Inoltre non sono molto stabili alla luce UV prolungata, ma è possibile aggiungere protettori UV. La loro durata può essere compromessa dall'usura graduale.

Non sono estremamente resistenti al calore o agli agenti chimici, ma riescono comunque a funzionare bene in determinati luoghi. La loro durabilità risiede nella loro capacità di assorbire e distribuire l'energia d'impatto. I materiali termoplastici sono adatti principalmente per materiali da imballaggio, beni di consumo e materiali automobilistici di alcuni tipi. 

Se parliamo in termini meccanici, possiamo dire che qualsiasi materiale termoindurente, in quanto polimero, è più durevole del termoplastico.

Macchina e parametri per lo stampaggio ad iniezione

A causa delle loro diverse proprietà, il loro utilizzo per lo stampaggio a iniezione (per il quale sono entrambi adatti) ha specifiche diverse. Richiedono macchine diverse e hanno parametri diversi per questo processo.

Poiché prendiamo in considerazione i materiali termoplastici, sono necessarie macchine per lo stampaggio a iniezione standard del tipo a vite con un'elevata pressione di iniezione. Si suppone inoltre che queste macchine siano dotate sia di fusti che di stampi riscaldati per garantire un'adeguata fusione e flusso della plastica.

I termoindurenti, invece, necessitano di macchine specializzate per lo stampaggio a trasferimento o a compressione. Impiegano una quantità di pressione inferiore rispetto ai materiali termoplastici. Qui vengono riscaldati solo gli stampi per facilitare il processo di stagionatura. 

Venendo ai parametri, i materiali termoplastici impiegano temperature elevate (150-300°C) e pressioni (50-200 MPa) rispetto alle plastiche termoindurenti (rispettivamente 80-150°C, 10-50 MPa). Lo stampaggio a iniezione di materiali termoplastici avviene molto più velocemente (10-30 secondi) rispetto allo stampaggio a iniezione di materiali termoindurenti (da diversi minuti ad alcune ore). Ciò accade perché i materiali termoindurenti richiedono molto tempo per polimerizzare.

Termoindurenti e termoplastici: applicazioni

I materiali termoindurenti e termoplastici brillano meravigliosamente con i propri punti di forza. Risolviamo la confusione su cosa usare e dove.

Termoindurenti

  • Industria automobilistica: I termoindurenti possono essere utilizzati in parti di motori, isolamenti elettrici, pastiglie dei freni e altri componenti automobilistici. Sono perfetti per applicazioni sotto cofano grazie alla loro eccezionale stabilità dimensionale e capacità di tollerare le alte temperature. 
  • Settori elettrici ed elettronici: Poiché i materiali termoindurenti hanno qualità isolanti superiori, vengono solitamente utilizzati nei settori elettrico ed elettronico. Ad esempio, le resine epossidiche sono spesso utilizzate nelle applicazioni elettroniche.
  • Settore petrolio e gas: Circostanze difficili, come l'esposizione a sostanze chimiche corrosive e temperature elevate, fanno parte del settore del petrolio e del gas. I materiali termoindurenti, come i rivestimenti epossidici e i materiali compositi, vengono utilizzati nei serbatoi di stoccaggio, nelle strutture offshore e nelle condutture.
  • Attrezzature e dispositivi medici: I materiali utilizzati in campo medico spesso devono essere biocompatibili, sterilizzabili e resistenti a ripetute procedure di lavaggio e disinfezione. I termoindurenti soddisfano queste specifiche e sono impiegati in una varietà di applicazioni, come ad esempio alloggiamenti per apparecchiature e dispositivi impiantati.
  • Edilizia e infrastrutture: I termoindurenti sono utilizzati nella costruzione in diversi luoghi. Ad esempio, i compositi vengono utilizzati nelle condutture, nei materiali da costruzione e nei componenti dei ponti.
Termoindurenti e Termoplastici, Applicazioni

Termoplastici

  • Settore dell'imballaggio: L’economicità e la flessibilità sono qualità importanti nel settore dell’imballaggio, quindi la scelta è affidata ai materiali termoplastici. Poiché possono essere facilmente modellati, materiali come il polietilene e il polipropilene possono essere comunemente utilizzati per l'imballaggio di pellicole, bottiglie e contenitori. Inoltre, il fatto che i materiali termoplastici siano riciclabili si adatta perfettamente alla crescente attenzione verso opzioni di imballaggio sostenibili e responsabili dal punto di vista ambientale.
  • Elettronica di consumo: I materiali con una buona estetica e leggeri sono molto richiesti quando si parla di elettronica di consumo. I polimeri elettrocromici come il policarbonato e l'ABS (acrilonitrile butadiene stirene) sono utilizzati principalmente nella produzione di dispositivi elettronici. La loro durabilità è ciò che garantisce la sicurezza dei componenti interni sensibili e la loro stampabilità consente progettazioni elaborate.
  • Trasporti: I materiali termoplastici possiedono proprietà come leggerezza, buona durata e prevenzione della corrosione, che li rendono utili nel settore dei trasporti. Gli esempi comuni sono il policarbonato (PC), utilizzato per lenti e fanali posteriori delle automobili, e l'ABS, utilizzato per interni e cruscotti delle automobili.
  • Giocattoli per bambini: Vari giocattoli per bambini sono generalmente realizzati in materiale termoplastico. La loro modellabilità e riciclabilità rendono i materiali termoplastici la scelta giusta per questo scopo. Il polietilene (PE) è un materiale termoplastico utilizzato per questo scopo.
  • Articoli sportivi: I produttori di articoli sportivi spesso si affidano ai materiali termoplastici per la produzione di attrezzature e attrezzature. Tutti i componenti leggeri di articoli sportivi, caschi e imbottiture protettive sono in materiale termoplastico. La capacità di adattare le proprietà del materiale a specifici requisiti prestazionali rende i materiali termoplastici la scelta ideale.
  • Tessile e abbigliamento: Le fibre sintetiche e i tessuti composti da materiali termoplastici sono utilizzati nell'industria tessile. Poliestere, nylon e spandex sono esempi di materiali termoplastici solitamente utilizzati. Le fibre termoplastiche possono essere filate a fusione per la creazione di tessuti con proprietà specifiche come assorbimento dell'umidità, elasticità e resistenza alle rughe.
Termoplastici, Applicazioni

Conclusione

Sia i materiali termoindurenti che quelli termoplastici hanno i propri punti di forza e di debolezza. Hanno le loro proprietà uniche che sono particolarmente benefiche in determinati momenti.

Sono in corso vari studi di ricerca per migliorare questi due polimeri. Gli scienziati stanno lavorando alla produzione di materiali termoplastici biodegradabili da fonti sostenibili come la canna da zucchero o l'amido di mais. Queste sostanze forniscono un sostituto più rispettoso dell'ambiente per i materiali termoplastici convenzionali derivati dal petrolio.

Il materiale giusto deve essere scelto in base alle particolari esigenze del progetto e alle qualità desiderate. La creazione di materiali ibridi, che offrono soluzioni personalizzate che incorporano gli aspetti migliori di entrambi i mondi, sfumano i confini tra queste due categorie con lo sviluppo della tecnologia. 

L’interazione dinamica tra materiali termoindurenti e termoplastici sta ancora rimodellando la scienza dei materiali, influenzando le pratiche sostenibili e l’innovazione. Per ulteriori informazioni su I nostri servizi e argomenti simili, Contattaci.

articoli Correlati

Sommario

Articolo correlato

Italian

Contattaci oggi, ricevi una risposta domani

Hai due metodi per fornire i file

Nota: le tue informazioni/file saranno mantenuti strettamente confidenziali.

Ciao, sono Sparrow Xiang, COO della società HiTop, io e il mio team saremmo felici di incontrarti e imparare tutto sulla tua attività, requisiti e aspettative.