Différences entre les thermoplastiques et les thermodurcissables

Les plastiques peuvent être classés en plastiques thermodurcissables et thermoplastiques en fonction de leurs propriétés de surface lorsqu'ils sont chauffés. En général, les plastiques sont solides ou élastomères à température ambiante. Pour les transformer et les mouler, il faut généralement les chauffer jusqu'à ce qu'ils atteignent un état visqueux et fluide, puis les transformer pour leur donner la forme souhaitée. Ce processus crée certaines différences entre les deux types de matières. Aujourd'hui, nous allons examiner en détail les différences entre les thermoplastiques et les thermodurcissables.

Notions de base sur les thermoplastiques et les thermodurcissables

Thermoplastiques

Les thermoplastiques sont une classe de plastiques qui peuvent être moulés à une certaine température, se solidifier en refroidissant et répéter ce processus plusieurs fois.

Ils sont largement utilisés et se composent principalement de résines thermoplastiques mélangées à divers additifs. À certaines températures, ces plastiques peuvent se ramollir ou fondre dans n'importe quelle forme et conserver cette forme après refroidissement. Cet état peut être atteint à plusieurs reprises et ce processus n'implique que des changements physiques.

Parmi les thermoplastiques, on peut citer le nylon (Nylon), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le chlorure de polyvinyle (PVC), l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), le polystyrène (PS), le polyoxyméthylène (POM), le polycarbonate (PC), le polyuréthane (PU) et le polytétrafluoroéthylène (Téflon, PTFE).

Plastiques thermodurcissables

Les plastiques thermodurcissables se ramollissent et s'écoulent lors du premier chauffage. Lorsqu'ils sont chauffés à une certaine température, ils subissent une réaction chimique appelée réticulation, qui les fait durcir de manière irréversible. Une fois durcis, ils ne peuvent pas être ramollis par un nouveau chauffage. Cette caractéristique est utilisée dans les processus de moulage : lors du premier chauffage, le plastique s'écoule et remplit la cavité du moule sous pression, puis il durcit pour atteindre une forme et une taille fixes.

Les plastiques thermodurcissables durcissent par une réaction chimique lors du chauffage, de l'ajout d'une pression ou de l'introduction d'un durcisseur, ce qui modifie leur structure chimique, les rendant durs et insolubles dans les solvants, et ils ne se ramollissent pas lors du réchauffage.

Parmi les plastiques thermodurcissables, on peut citer les plastiques phénoliques, à base d'urée, de mélamine formaldéhyde, d'époxy, de polyester insaturé et de silicone.

Les applications les plus courantes sont les suivantes

• Plastiques phénoliques (utilisés pour les poignées de casseroles)
• Formaldéhyde de mélamine (utilisé pour les stratifiés plastiques)
• Résines époxy (utilisées pour les adhésifs)
• Polyesters insaturés (utilisés pour les coques de bateaux)
• Esters vinyliques (utilisés pour les carrosseries)
• Polyuréthane (utilisé pour les semelles de chaussures et les mousses)

Différences entre les thermoplastiques et les thermodurcissables

1. Structure moléculaire

La différence la plus notable entre les thermoplastiques et les thermodurcissables est que les thermoplastiques peuvent être réchauffés et ramollis après durcissement. En revanche, les plastiques thermodurcissables ne peuvent pas être ramollis par réchauffement une fois moulés ; ils se décomposent à des températures élevées.

• Thermoplastiques : La structure moléculaire est linéaire et ne comporte généralement pas de groupes réactifs. Ils ne subissent pas de réticulation à la chaleur, ce qui permet aux chaînes moléculaires de glisser librement. Ils fondent donc à la chaleur et se dissolvent dans certains solvants.
• Plastiques thermodurcissables : Avant le moulage, ils ont une structure en chaîne similaire à celle des thermoplastiques. Pendant le moulage, ils subissent une polymérisation thermique ou chimique pour former une structure réticulée. Une fois cette réaction terminée, les molécules de polymère forment un réseau tridimensionnel qui empêche les chaînes moléculaires de glisser, ce qui donne un solide insoluble qui ne fond pas.

2. Point de fusion

Les plastiques thermodurcissables ont un point de fusion supérieur à leur température de dégradation. Ils se dégradent avant de fondre lorsqu'ils sont réchauffés après durcissement, ce qui les rend non recyclables. Les thermoplastiques, en revanche, ont un point de fusion plus bas, et il existe une plage entre leur point de fusion et leur température de décomposition thermique où ils peuvent être transformés sous diverses formes, telles que le moulage par injection, le moulage par soufflage, l'extrusion et le soufflage de film. Ils peuvent être refondus plusieurs fois, ce qui permet généralement de réaliser jusqu'à sept cycles de recyclage avant que les performances ne se dégradent.

3. Résistance à la corrosion

Les deux types de polymères résistent à la rouille ou à la corrosion et conviennent aux applications extérieures et au contact avec des milieux corrosifs. Toutefois, les thermoplastiques sont plus résistants à la corrosion chimique que les thermodurcissables.

4. Durabilité

Lors de la fabrication de plastiques techniques pour les voitures ou les appareils électroménagers, la résistance à la chaleur et la durabilité sont cruciales. En général, les matériaux thermodurcissables sont plus durables que leurs homologues. Ces polymères sont généralement plus légers et présentent une excellente solidité, une grande robustesse et une bonne résistance aux chocs. Ils peuvent être renforcés par des matériaux tels que la fibre de verre et la fibre de carbone. Ainsi, les avantages structurels et la stabilité dimensionnelle des plastiques thermodurcissables les rendent plus adaptés à la durabilité.

5. Techniques de traitement

• Plastiques thermodurcissables : Ils sont transformés sous forme liquide par des méthodes telles que le moulage par transfert de résine (RTM) et le moulage par injection de réaction (RIM). Le processus de durcissement comprend des inhibiteurs, des durcisseurs, des plastifiants ou des charges. Le choix du renforcement dépend du résultat souhaité.
• Thermoplastiques : Ils peuvent être transformés par diverses méthodes, notamment le moulage par injection, l'extrusion, le formage sous vide et le thermoformage. Les thermoplastiques sont d'excellents isolants thermiques, ce qui se traduit par des temps de refroidissement plus longs que les autres plastiques.

Identification des thermoplastiques et des thermodurcissables

Enfin, identifions ces types de plastiques courants à l'aide des tableaux suivants :

Tableau des caractéristiques de combustion des matières plastiques

Tableau des caractéristiques supplémentaires de combustion des plastiques