Thermoplasten versus thermohardende kunststoffen: verschil en vergelijking

Key Takeaways

1. Moleculaire structuur: Thermoplastische materialen hebben lineaire of vertakte polymeerketens die bij elkaar worden gehouden door zwakke secundaire bindingen, waardoor ze bij verhitting kunnen zandsmelten. Thermohardende kunststoffen hebben een verknoopte moleculaire structuur gevormd door sterke covalente bindingen, waardoor ze na uitharding onsmeltbaar en onoplosbaar zijn.
2. Reactie op hitte: Thermoplasten kunnen meerdere keren worden gesmolten en opnieuw gevormd zonder noemenswaardige chemische veranderingen. Thermohardende kunststoffen ondergaan bij verhitting en uitharding een permanente chemische verandering, behouden hun vorm en worden onsmeltbaar.
3. Eigenschappen en toepassingen: Thermoplasten bieden flexibiliteit, goede slagvastheid en zijn recyclebaar, waardoor ze geschikt zijn voor alledaagse producten en verschillende productieprocessen. Thermohardende kunststoffen bieden weerstand tegen hoge temperaturen en superieure mechanische eigenschappen en worden vaak gebruikt in toepassingen die hittebestendigheid en stabiliteit vereisen, zoals elektrische isolatie en ruimtevaartcomponenten.

Wat zijn thermoplasten?

De soorten hars die na verhitting van vast naar zacht veranderen en geleidelijk in vloeibare vorm veranderen, worden thermoplasten genoemd. Het zijn de resulterende producten van het smelten van kristallen of het veranderen in vloeistof als gevolg van het passeren van de glasovergang bij een bepaalde temperatuur.

Er zijn geen chemische bindingsprocessen nodig om de gewenste vorm van thermoplasten te krijgen; men kan ze in mallen stoppen en hun gestolde vormen verkrijgen. De materiaaleigenschappen van thermoplasten blijven ondanks herverhitting en recycling onveranderd. Ook kunnen ze na recycling weer worden gevormd.

Vanwege de flexibele aard van thermoplasten worden ze gebruikt in verschillende extrusieprocessen, thermovormen en spuitgieten. Verschillende vormen van thermoplasten hebben verschillende eigenschappen. Deze vormen omvatten PET of polyethyleentereftalaat, dat veel wordt gebruikt bij het maken van verschillende producten die we dagelijks gebruiken.

Thermoplasten kunnen hun fysische eigenschappen verliezen door blootstelling aan hoge temperaturen, maar hun chemische eigenschappen blijven ongewijzigd. Ze zorgen voor elasticiteit, kracht en flexibiliteit. Verschillende vormen van thermoplasten omvatten polycarbonaat, polystyreen, polypropyleen, enz.

Betere grip op metalen, flexibiliteit, esthetische afwerking, recycling, hervormen, weerstand, isolatie, antislipeigenschappen en niet-corrosiviteit zijn enkele van de voordelen van thermoplasten; aan de andere kant zijn enkele nadelen van het gebruik van thermoplasten dat het duur is en bij verhitting van vorm kan veranderen.

Wat zijn thermohardende kunststoffen?

Thermohardende kunststoffen of thermohardende harsen zijn precies in tegenspraak met thermoplasten. Ze veranderen in een vaste vorm zodra ze worden blootgesteld aan hitte. Bij kamertemperatuur zijn ze in vloeibare vorm. Thermohardende kunststoffen veranderen van vorm van vloeibaar naar vast, zelfs als er een chemische stof aan wordt toegevoegd.

Thermohardende kunststoffen worden geproduceerd met behulp van twee hoofdprocessen: RIM of reactiespuitgieten of RTM of harsoverdrachtsgieten. Tijdens het uithardingsproces vormen deze thermohardende kunststoffen permanente chemische bindingen, ook wel crosslinks genoemd. Deze verknopingen houden de monomeerketens van het materiaal bij elkaar.

Ze houden ook de moleculen vast zonder ze te verplaatsen om te voorkomen dat het materiaal terugkeert naar vloeibare vorm. Ze onderhouden en behouden de stolling van het materiaal. Bij het verwarmen van thermohardende kunststoffen moet voorzichtigheid worden betracht, aangezien oververhitting kan leiden tot kwaliteitsverlies.

Thermohardende kunststoffen zijn bestand tegen hitte en chemicaliën, waardoor ze geschikt zijn voor elektronische apparaten, chemische verwerkingsapparatuur, enz. Composieten worden gemaakt van verschillende thermohardende kunststoffen zoals epoxyhars en fenol.

Thermohardende kunststoffen bieden flexibiliteit in productontwerpen en structurele integriteit; ze zijn betaalbaar en water-, hitte- en corrosiebestendig. Ze hebben een relatief hogere sterkte-gewichtsverhouding. Ze zijn echter niet recyclebaar en hervormen is onmogelijk. 

Verschil tussen thermoplasten en thermohardende kunststoffen

1. Thermoplasten zijn vast bij kamertemperatuur; thermohardende kunststoffen zijn echter vloeibaar bij kamertemperatuur.
2. Thermoplasten zijn bij verhitting vloeibaar; thermohardende kunststoffen zijn echter vast als ze eenmaal zijn verwarmd.
3. Thermoplasten kunnen worden omgevormd; thermohardende kunststoffen kunnen echter niet worden omgevormd.
4. Thermoplasten kunnen worden gerecycled; thermohardende kunststoffen kunnen echter niet worden gerecycled.
5. Het smeltpunt van thermoplast is lager dan dat van thermohardende kunststoffen.
6. Thermoplasten zijn duurder dan thermohardende kunststoffen.

Vergelijking tussen thermoplasten en thermohardende kunststoffen

Vergelijkingsparameters	thermoplasten	Thermohardende kunststoffen
treksterkte	Synthese wordt gedaan door aanvullende polymerisatie	Hoge
Obligaties	Secundair	Primair
Synthese	Synthese wordt gedaan door condensatiepolymerisatie	Reactie spuitgieten.
Verwerkt door	Thermovormen, extrusie enz.	Thermovormen, extrusie, enz.
Smeltpunten	Laag	Hoge
Voorbeelden	Teflon, nylon	Bakeliet, epoxyhars
Hittebestendig	Laag	Hoge

Referenties

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

Laatst bijgewerkt: 13 juli 2023