Thermoplaste vs. duroplastische Kunststoffe: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Molekulare Struktur: Thermoplaste bestehen aus linearen oder verzweigten Polymerketten, die durch schwache Sekundärbindungen zusammengehalten werden, sodass sie beim Erhitzen sandschmelzen. Duroplastische Kunststoffe haben eine vernetzte Molekularstruktur, die durch starke kovalente Bindungen entsteht, wodurch sie nach dem Aushärten unschmelzbar und unlöslich sind.
2. Reaktion auf Hitze: Thermoplaste können ohne nennenswerte chemische Veränderungen mehrmals geschmolzen und neu geformt werden. Duroplastische Kunststoffe unterliegen beim Erhitzen und Aushärten einer dauerhaften chemischen Veränderung, behalten ihre Form und werden unschmelzbar.
3. Eigenschaften und Anwendungen: Thermoplaste bieten Flexibilität, gute Schlagfestigkeit und sind recycelbar, wodurch sie für alltägliche Produkte und verschiedene Herstellungsprozesse geeignet sind. Duroplastische Kunststoffe bieten eine hohe Temperaturbeständigkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften und werden häufig in Anwendungen verwendet, die Hitzebeständigkeit und Stabilität erfordern, wie z. B. elektrische Isolierung und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt.

Was sind Thermoplaste?

Die Arten von Harzen, die sich beim Erhitzen von fest zu weich verändern und allmählich in eine flüssige Form übergehen, werden als Thermoplaste bezeichnet. Sie sind das Ergebnis des Schmelzens von Kristallen oder der Verflüssigung durch den Glasübergang bei einer bestimmten Temperatur.

Um die gewünschte Form von Thermoplasten zu erhalten, sind keine chemischen Bindungsprozesse erforderlich. man kann sie in Formen füllen und ihre verfestigten Formen erhalten. Die Materialeigenschaften von Thermoplasten bleiben trotz Wiedererwärmung und Recycling unverändert. Sie können auch nach dem Recycling erneut geformt werden.

Aufgrund der Flexibilität von Thermoplasten werden sie in verschiedenen Extrusionsverfahren, Thermoformen und Spritzgussverfahren eingesetzt. Verschiedene Formen von Thermoplasten haben unterschiedliche Eigenschaften. Zu diesen Formen gehört PET oder Polyethylenterephthalat, das häufig bei der Herstellung verschiedener Produkte verwendet wird, die wir täglich verwenden.

Thermoplaste können durch hohe Temperaturen ihre physikalischen Eigenschaften verlieren, ihre chemischen Eigenschaften bleiben jedoch unverändert. Sie sorgen für Elastizität, Stärke und Flexibilität. Verschiedene Formen von Thermoplasten umfassen Polycarbonat, Polystyrol, Polypropylen usw.

Besserer Halt auf Metallen, Flexibilität, ästhetisches Finish, Recycling, Umformung, Widerstandsfähigkeit, Isolierung, Rutschfestigkeit und Korrosionsfreiheit sind einige der Vorteile von Thermoplasten; Andererseits bestehen einige Nachteile der Verwendung von Thermoplasten darin, dass sie teuer sind und beim Erhitzen ihre Form ändern können.

Was sind duroplastische Kunststoffe?

Duroplastische Kunststoffe oder duroplastische Harze sind genau das Gegenteil von Thermoplasten. Sobald sie Hitze ausgesetzt werden, nehmen sie eine feste Form an. Bei Raumtemperatur liegen sie in flüssiger Form vor. Duroplastische Kunststoffe ändern ihre Form von flüssig zu fest, selbst wenn eine Chemikalie hinzugefügt wird.

Duroplastische Kunststoffe werden mit zwei Hauptverfahren hergestellt: RIM oder Reaktionsspritzguss oder RTM oder Harzspritzguss. Während des Aushärtungsprozesses bilden diese duroplastischen Kunststoffe dauerhafte chemische Bindungen, auch Vernetzungen genannt. Diese Vernetzungen halten die Monomerketten des Materials zusammen.

Außerdem halten sie die Moleküle fest, ohne sie zu verdrängen, um zu verhindern, dass das Material wieder flüssig wird. Sie erhalten und bewahren die Erstarrung des Materials. Beim Erhitzen duroplastischer Kunststoffe ist Vorsicht geboten, da eine Überhitzung zu einer Verschlechterung der Qualität führen kann.

Duroplastische Kunststoffe sind hitze- und chemikalienbeständig und eignen sich daher für elektronische Geräte, chemische Verarbeitungsgeräte usw. Verbundwerkstoffe werden aus verschiedenen duroplastischen Kunststoffen wie Epoxidharz und Phenolharz hergestellt.

Duroplastische Kunststoffe bieten Flexibilität bei Produktdesigns und struktureller Integrität; Sie sind erschwinglich und wasser-, hitze- und korrosionsbeständig. Sie haben ein relativ höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Allerdings sind sie nicht recycelbar und eine Umformung ist nicht möglich. 

Unterschied zwischen Thermoplasten und Duroplasten

1. Thermoplaste sind bei Raumtemperatur fest; Duroplaste sind jedoch bei Raumtemperatur flüssig.
2. Thermoplaste sind nach dem Erhitzen flüssig; Allerdings sind duroplastische Kunststoffe nach dem Erhitzen fest.
3. Thermoplaste sind umformbar; Allerdings sind duroplastische Kunststoffe nicht umformbar.
4. Thermoplaste können recycelt werden; Allerdings können duroplastische Kunststoffe nicht recycelt werden.
5. Der Schmelzpunkt von Thermoplasten ist niedriger als der von duroplastischen Kunststoffen.
6. Thermoplaste sind teurer als duroplastische Kunststoffe.

Vergleich zwischen Thermoplasten und Duroplasten

Vergleichsparameter	Thermoplaste	Duroplastische Kunststoffe
Zugfestigkeit	Die Synthese erfolgt durch zusätzliche Polymerisation	Hoch
Bande	Sekundär	primär
Synthese	Die Synthese erfolgt durch Kondensationspolymerisation	Reaktionsspritzguss.
Verarbeitet von	Thermoformen, Extrusion etc.	Thermoformen, Extrudieren usw.
Schmelzpunkte	Niedrig	Hoch
Beispiele	Teflon, Nylon	Bakelit, Epoxidharz
Hitzebeständigkeit	Niedrig	Hoch

Literaturhinweise

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118480793.ch28
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118480793.ch28