Le differenze tra i materiali termoplastici e le plastiche termoindurenti

Le materie plastiche possono essere classificate in plastiche termoindurenti e termoplastiche in base alle loro proprietà superficiali quando vengono riscaldate. In generale, le materie plastiche sono solide o elastomeri a temperatura ambiente. Per lavorarle e stamparle, di solito devono essere riscaldate fino a raggiungere uno stato viscoso e scorrevole e quindi lavorate nella forma desiderata. Questo processo crea alcune differenze tra i due tipi. Oggi discuteremo in dettaglio le differenze tra termoplastici e termoindurenti.

Nozioni di base sui materiali termoplastici e termoindurenti

Termoplastica

I termoplastici sono una classe di materie plastiche che possono essere stampate a una certa temperatura, solidificarsi al raffreddamento e ripetere questo processo più volte.

Sono ampiamente utilizzate e sono costituite principalmente da resine termoplastiche miscelate con vari additivi. A determinate temperature, queste plastiche possono ammorbidirsi o fondersi in qualsiasi forma e mantenerla al momento del raffreddamento. Questo stato può essere raggiunto ripetutamente e questo processo comporta solo cambiamenti fisici.

Esempi di termoplastici sono il nylon (Nylon), il polietilene (PE), il polipropilene (PP), il cloruro di polivinile (PVC), l'acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS), il polistirene (PS), il poliossimetilene (POM), il policarbonato (PC), il poliuretano (PU) e il politetrafluoroetilene (Teflon, PTFE).

Plastica termoindurente

Le plastiche termoindurenti si ammorbidiscono e scorrono al primo riscaldamento. Quando vengono riscaldate a una certa temperatura, subiscono una reazione chimica nota come reticolazione, che le fa indurire in modo irreversibile. Una volta indurite, non possono essere ammorbidite con il riscaldamento. Questa caratteristica viene sfruttata nei processi di stampaggio: durante il primo riscaldamento, la plastica scorre e riempie la cavità dello stampo sotto pressione, quindi si indurisce fino a raggiungere una forma e una dimensione fissa.

Le plastiche termoindurenti si induriscono attraverso una reazione chimica in seguito al riscaldamento, all'aggiunta di pressione o all'introduzione di un indurente, che ne modifica la struttura chimica, rendendole dure e insolubili nei solventi, e non si ammorbidiscono con il riscaldamento.

Esempi di plastiche termoindurenti sono le plastiche fenoliche, ureiche, melamminiche a formaldeide, epossidiche, poliestere insaturo e siliconiche.

Le loro applicazioni comuni comprendono:

• Plastica fenolica (utilizzata per i manici delle pentole)
• Melamina formaldeide (utilizzata per i laminati plastici)
• Resine epossidiche (utilizzate per gli adesivi)
• Poliesteri insaturi (usati per gli scafi delle barche)
• Esteri di vinile (usati per le carrozzerie)
• Poliuretano (usato per suole e schiume di scarpe)

Differenze tra materiali termoplastici e termoindurenti

1. Struttura molecolare

La differenza più evidente tra termoplastici e termoindurenti è che i termoplastici possono essere riscaldati e ammorbiditi dopo l'indurimento. Al contrario, le plastiche termoindurenti non possono essere ammorbidite con il riscaldamento una volta stampate; si decompongono ad alte temperature.

• Termoplastici: La struttura molecolare è lineare e tipicamente priva di gruppi reattivi. Non subiscono reticolazione al riscaldamento, consentendo alle catene molecolari di scorrere liberamente, quindi si sciolgono al riscaldamento e si dissolvono in alcuni solventi.
• Plastiche termoindurenti: Prima dello stampaggio, hanno una struttura a catena simile a quella dei materiali termoplastici. Durante lo stampaggio, subiscono una polimerizzazione termica o chimica per formare una struttura reticolata. Una volta completata questa reazione, le molecole del polimero formano una rete tridimensionale che impedisce alle catene molecolari di scivolare, dando vita a un solido insolubile e non fusibile.

2. Punto di fusione

Le plastiche termoindurenti hanno un punto di fusione superiore alla loro temperatura di degradazione. Si degradano prima della fusione al momento del riscaldamento dopo l'indurimento, rendendole non riciclabili. Le materie termoplastiche, invece, hanno un punto di fusione più basso ed esiste un intervallo tra il loro punto di fusione e la temperatura di decomposizione termica in cui possono essere lavorate in varie forme, come lo stampaggio a iniezione, il soffiaggio, l'estrusione e il soffiaggio di film. Può essere rifuso più volte, consentendo in genere fino a sette cicli di riciclo prima che le prestazioni si degradino.

3. Resistenza alla corrosione

Entrambi i tipi di polimeri resistono alla ruggine o alla corrosione e sono adatti per applicazioni all'aperto e al contatto con sostanze corrosive. Tuttavia, i materiali termoplastici sono più resistenti alla corrosione chimica rispetto ai materiali termoindurenti.

4. La durata

Nella produzione di tecnopolimeri per automobili o elettrodomestici, la resistenza al calore e la durata sono fondamentali. In genere, i materiali termoindurenti sono più durevoli delle loro controparti. Questi polimeri sono di solito più leggeri e hanno un'eccellente forza, tenacità e resistenza agli urti. Possono essere ulteriormente rinforzati con materiali come la fibra di vetro e la fibra di carbonio. Pertanto, i vantaggi strutturali e la stabilità dimensionale delle plastiche termoindurenti le rendono più adatte alla durata.

5. Tecniche di lavorazione

• Plastiche termoindurenti: Lavorati in forma liquida con metodi come lo stampaggio a trasferimento di resina (RTM) e lo stampaggio a iniezione per reazione (RIM). Il processo di polimerizzazione include inibitori, indurenti, plastificanti o riempitivi. La scelta del rinforzo dipende dal risultato desiderato.
• Termoplastici: Possono essere lavorati con vari metodi, tra cui lo stampaggio a iniezione, l'estrusione, la formatura sotto vuoto e la termoformatura. I materiali termoplastici sono eccellenti isolanti termici e consentono tempi di raffreddamento più lunghi rispetto ad altre materie plastiche.

Identificazione dei materiali termoplastici e termoindurenti

Infine, identifichiamo questi tipi comuni di plastica utilizzando le seguenti tabelle:

Tabella delle caratteristiche di combustione della plastica

Tabella delle caratteristiche aggiuntive di combustione dei materiali plastici