درک تفاوت بین پلاستیک های ترموپلاستیک و مهندسی: ترموپلاستیک ها در مقابل پلاستیک های ترموپلاستیک

پلاستیک ها نقش مهمی در صنایع مختلف و همچنین در زندگی مردم دارند. آنها به دلیل تطبیق پذیری و کارایی خود دارای کاربردهای متعددی هستند. با این حال، انواع خاصی از پلاستیک وجود دارد که نشان می دهد پلاستیک های خاصی وجود دارند که شرایط خاصی را کنترل می کنند. دو روش از این قبیل توضیح داده شده است که ترموپلاستیک ها و پلاستیک های مهندسی، به ویژه پلاستیک های ترموپلاستیک و ترموپلاستیک هستند. این راهنما با بررسی ویژگی‌ها، مزایا و زمینه‌های کاربردی آن‌ها، بیشتر تلاش می‌کند تا رویکردی ساده به خوانندگان در درک اهمیت این مواد در زمینه‌های مختلف ارائه دهد. از نقطه نظر تولید، یا صرفاً به عنوان یک غیرمتخصص کنجکاو، این مرور کلی برای هر کسی که بخواهد با جزئیات بیشتر نحوه تعامل این پلاستیک ها با محیط را درک کند، ارزشمند خواهد بود.

ترموپلاستیک چیست؟

نمونه هایی از مواد ترموپلاستیک

در میان دسته‌های مختلف پلیمرها، ترموپلاستیک‌ها خواص منحصربه‌فردی دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد با اعمال گرما از حالت جامد به حالت چکش‌خوار تبدیل شوند و با سرد شدن نسبی به حالت جامد برگردند. این فرآیند برگشت پذیر است که به این معنی است که ترموپلاستیک ها ممکن است چندین بار بدون از بین بردن آنها دوباره گرم شده و بازیافت شوند. قابلیت بازیافت چندین بار باعث می شود که ترموپلاستیک ها در بسیاری از صنایع بسیار کاربردی و کاربردی باشند. برخی از مواد گرمانرم رایج عبارتند از پلی اتیلن (PE)، پلی پروپن (PP)، پلی استایرن (PS)، پلی وینیل کلراید (PVC) و پلی اتیلن ترفتالات (PET). این مواد به دلیل استحکام، وزن پر و سهولت در تولید در ساخت اقلام مختلف مانند بسته بندی و ظروف و همچنین قطعات خودرو و لوازم خانگی استفاده می شود.

ترموپلاستیک ها چگونه پردازش می شوند؟

ترموپلاستیک ها با استفاده از روش های مختلفی پردازش می شوند که از این واقعیت استفاده می کنند که وقتی گرمانرم ها دما افزایش می یابد، نرم می شوند. متداول ترین فرآیندهای مورد استفاده عبارتند از: اکستروژن، قالب گیری تزریقی، قالب گیری دمشی و ترموفرمینگ.

• La فرآیند اکستروژن به عنوان مثال به فشار دادن گرمانرم نرم شده از طریق قالبی با شکل از پیش تعیین شده به منظور تولید لوله، ورق یا فیلم اشاره دارد.
• قالب‌گیری تزریقی، ترموپلاستیک را ذوب می‌کند و قالب‌های تک‌جزئی را با مواد مایع پر می‌کند یا ترکیب می‌کند که سپس سرد و جامد می‌شود تا جزئیات ساختمانی که اغلب برای ساخت اسباب‌بازی‌ها، قطعات ترکیب‌بندی خودکار و همچنین ابزارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• تکنیک قالب‌گیری دمشی امکان ایجاد فرم‌های توخالی را فراهم می‌کند که محدوده محصول را به بطری‌ها و سایر ظروف تولید شده با گرم کردن ترموپلاستیک ذوب شده و باد کردن آن در قالب محدود می‌کند.
• ترموفرمینگ روشی است که در آن یک ورقه پلاستیکی حرارت داده می شود تا نرم شود و سپس به طور همزمان به قالب کشیده می شود که معمولاً در ظروف غذا و فنجان های نوشیدنی استفاده می شود.

این رویکردها درجه آزادی معقولی را فراهم می کند که به تولیدکنندگان اجازه می دهد محصولات متنوعی را برای کاربردهای مختلف با درجه دقت بالا و حداقل هدر رفتن داشته باشند.

بازیافت و استفاده مجدد از ترموپلاستیک ها

بازیافت و استفاده مجدد از ترموپلاستیک ها تا حد زیادی به تولید پایدار و به حداقل رساندن ضایعات کمک می کند. به دلیل خاصیت گرمانرم و تغییر شکل آن تنها با مقدار کمی آسیب شیمیایی، پلاستیک ها برای بازیافت عالی هستند. فرآیند بازیافت با جمع‌آوری و دسته‌بندی زباله‌های پلاستیکی آغاز می‌شود و به دنبال آن تمیز کردن برای حذف کثیفی، خرد کردن زباله‌های پلاستیکی به قطعات کوچک و در نهایت حرارت دادن مواد زائد برای تبدیل شدن به یک ماده خام جدید انجام می‌شود. این ماده سپس می‌تواند به محصولات موجود در حال حاضر تبدیل شود که به کاهش تقاضا برای مواد پلاستیکی جدید کمک می‌کند.

علاوه بر این، مواردی وجود دارد که ممکن است ترموپلاستیک ها در آن حالت دوباره استفاده شوند. به عنوان مثال، ظروف و قطعات جزء را می توان مستقیماً با تلاش کم یا بدون تلاش پردازشی به استفاده های جدید تبدیل کرد. تکنیک‌های جدیدی برای بازیافت ترموپلاستیک‌ها از جمله بازیافت شیمیایی، که پلیمر را قبل از تبدیل مجدد به محصولات مفید، به اجزای اصلی آن تجزیه می‌کند، نیز در حال توسعه است. این روش‌ها نه تنها چرخه عمر ترموپلاستیک‌ها را طولانی‌تر می‌کنند، بلکه به کاهش آلودگی محیط‌زیست کمک می‌کنند و به اقتصاد چرخشی کمک می‌کنند.

پلاستیک گرماسخت چیست؟

پلاستیک های ترموست که معمولا استفاده می شود

پلاستیک های ترموست موادی هستند که پس از عمل آوری با یک فرآیند گرم یا یک فرآیند شیمیایی نمی توانند دوباره نرم شوند. فرآیند پخت شامل ایجاد پیوندهای متقابل پیوندی است که برگشت ناپذیر هستند. این امر استحکام و دوام را فراهم می کند و از این رو این ماده در برابر حملات حرارتی و شیمیایی مقاوم می شود که به آن اجازه می دهد تا به عنوان عایق الکتریکی، در قطعات خودرو یا چسب استفاده شود.

اصل اساسی پخت در پلاستیک های گرماسخت

پخت در پلاستیک‌های گرماسخت را می‌توان به عنوان یک مکانیسم شیمیایی تعریف کرد که می‌تواند توسط گرما و فشار و همچنین چیزهای دیگری مانند یک عامل پخت یا یک فعال‌کننده که یک رزین انعطاف‌پذیر را به یک ماده سخت شده با ساختارهای سه‌بعدی سفت و سخت تبدیل می‌کند، ایجاد شود. این واکنش منجر به تشکیل زنجیره‌های متقاطع پلیمری می‌شود که ویژگی‌های جدید ماده را برای همیشه ایجاد می‌کند. بر خلاف ترموپلاستیک‌ها، ترموست‌ها را نمی‌توان ذوب کرد و پس از عمل آوری مجدداً شکل داد، زیرا پیوند متقابل فرآیندی دائمی است که استحکام، مقاومت حرارتی و مقاومت شیمیایی را افزایش می‌دهد.

کاربردهای پلیمرهای ترموست

صنایعی که به ویژگی‌های کارایی بالا مانند چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت و وفاداری شیمیایی نیاز دارند، از پلیمرهای ترموست در مقیاس بزرگ استفاده می‌کنند. از جمله کاربردهای دیگر، کاربرد آنها شامل ساخت مواد عایق الکتریکی، بردهای مدار چاپی و بسته بندی اقلام الکترونیکی برای محافظت به دلیل کیفیت دی الکتریک فوق العاده آنها است. همچنین این پلیمرها در صنایع هوافضا و خودروسازی برای تولید کامپوزیت ها و چسب ها که مواد قوی و سبک وزن هستند، کاربرد فراوانی دارند. علاوه بر این، ترموست اجزای کلیدی در تولید رنگ‌های صنعتی، پانل‌های چند لایه برای صنعت ساختمان و ظروف فر می‌باشد. کاربردهای متنوع آنها به دلیل استحکام بالا و توانایی آنها در مقاومت در برابر محیط های شدید است.

تفاوت های کلیدی بین پلاستیک های ترموپلاستیک و ترموپلاستیک

پیوند ساختارهای مولکولی

تفاوت بین پلی استایرن ها و پلی یورتان ها حتی فراتر از تعریف اصلی به دلیل گرماپذیری آنها در مقابل ویژگی ترموست آنها است. ترموپلاست ها زنجیره های پلیمری خطی یا فقط کمی منشعب هستند که امکان نرم شدن و ذوب شدن را دارند. بنابراین، آنها را می توان قالب گیری، قالب گیری مجدد یا بازیافت کرد. برعکس، پلاستیک‌های گرماسخت شبکه‌های پلیمری بسیار متقاطع ایجاد می‌کنند که مواد را سخت یا سفت می‌کنند و قادر به تغییر شکل نیستند. این پیوند متقابل بدون امکان معکوس کردن آن رخ می دهد. هنگامی که پلاستیک های گرماسخت خشک و سخت شدند، نمی توانند دوباره ذوب شوند. با توجه به این تفاوت‌ها در ساختار مولکولی، ترموپلاستیک‌ها برای کاربردهایی که در آن بازیافت و اصلاح می‌شوند، بهترین هستند، در حالی که پلیمرهای ترموست قوی‌ترین و مقاوم‌ترین در برابر نور حرارتی خورشیدی همراه با مواد شیمیایی خشن هستند.

تفاوت در تکنیک های قالب گیری و تزریق

پلاستیک های متعلق به خانواده ترموپلاستیک ها را می توان از طریق فرآیندهای تولید کرد قالب گیری تزریقی یا اکستروژن. در این عملیات، مواد ترموپلاستیک برای نرم کردن آن، به شکل صحیح قالب‌گیری شده و سپس سرد می‌شوند تا ترموپلاستیک‌ها متراکم شوند. این بدان معنی است که ترموپلاستیک ها را می توان دوباره قالب بندی کرد و به طور بی وقفه از آنها استفاده مجدد کرد زیرا می توان آنها را دوباره ذوب کرد. بر خلاف ترموپلاستیک ها، پلاستیک های ترموست از قالب گیری فشاری یا قالب گیری تزریقی واکنش برای شکل دهی استفاده می کنند. تحت این روش‌ها، زمانی که پیوندهای شیمیایی آنها در اثر اعمال گرما و فشار تشکیل می‌شود، مواد غیرقابل برگشت می‌شوند. ترموست ها پس از ساخته شدن قابل ذوب مجدد یا تغییر شکل نیستند. این تکنیک ها در تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت حرارتی خوبی دارند مفید هستند.

مقاومت حرارتی و شیمیایی هر نوع

اگر از نظر درک تفاوت در مقاومت حرارتی و شیمیایی بین این نوع پلاستیک ها برای سازندگان مشکلی وجود داشته باشد، توضیح می دهم که به طور کلی ترموپلاستیک ها بسته به نوع پلیمر، مقاومت معقولی دارند. آنها در شرایطی که انعطاف پذیری و قابلیت بازیافت مورد نیاز است، مطلوب هستند، اما این پلیمرها نمی توانند در برابر دما و سختی مواد شیمیایی مقاومت کنند. در مقابل، پلاستیک های ترموست به دلیل ساختار متقاطع، مقاومت حرارتی و شیمیایی قابل توجهی دارند. ترموپلاستیک ها برای شرایطی تولید می شوند که نیاز به دوام و پایداری فوق العاده دارند، اگرچه این مضرات را دارند زیرا نمی توان گرمانرم را پس از تنظیم مجدد ذوب یا تغییر شکل داد.

مزایا و معایب پلاستیک های ترموپلاستیک و ترموست

مزایا و معایب ترموپلاستیک ها

چیزی که من در مورد ترموپلاستیک ها دوست دارم این است که می توان آنها را دوباره گرم کرد، شکل داد و دوباره استفاده کرد. با این حال، یک پلاستیک گرماسخت مزیتی ندارد، زیرا یک ماده سفت و سخت است که در قالب ریخته می شود و پس از پخت، نمی توان آن را دوباره ذوب یا تغییر شکل داد.

از نظر مقاومت در برابر حرارت و آسیب های شیمیایی، ترموپلاستیک ها بسته به نوع پلیمر خاص خود مقاومت متوسطی را ارائه می دهند، بنابراین برای کاربردهای انعطاف پذیر و قابل بازیافت ایده آل هستند. از طرف دیگر، من پلاستیک های گرما سخت را برای استفاده های سنگین ترجیح می دهم زیرا آنها دارای استحکام ساختاری بالاتری هستند، اگرچه این مواد غیرقابل بازیافت هستند.

مزایا و معایب پلاستیک های گرماسخت

همانطور که برای من، پلاستیک های ترموست بسیار مقاوم در برابر حرارت و مواد شیمیایی و همچنین بادوام هستند و بنابراین برای کاربردهای با کارایی بالا مناسب هستند. از سوی دیگر، هیچ راهی برای بازیافت یا تغییر شکل آنها پس از درمان وجود ندارد، که گاهی اوقات یک نقطه ضعف است. زمانی که به موادی نیاز دارم که در شرایط سخت کاری پایدار و مستحکم باشند، ترموست ها مناسب هستند.

انتخاب نوع مناسب برای تولید

تصمیم بین ترموپلاستیک ها و پلاستیک های ترموست بستگی به الزامات کاربردی دارد که در آن از این پلیمرها استفاده می شود. ترموپلاستیک ها برای مواردی که باید الاستیک، سازگار با محیط زیست و تغییر شکل دائمی باشند، مانند بسته بندی، قطعات خودرو و سایر محصولات مصرفی، بهترین کار را دارند. از سوی دیگر، پلاستیک‌های ترموست برای استفاده در محصولات نهایی که انتظار می‌رود بسیار قوی باشند، جذب حرارت بالایی داشته باشند و ماهیت قوی دارند، مناسب‌تر هستند. به عنوان مثال، عایق های الکتریکی، ظروف پخت و پز و قطعات هواپیما. مواد لازم به خواص هدف سازه های مورد نظر، یعنی تاثیر محیطی، مقاومت مکانیکی و قیمت بستگی دارد.

چگونه بین ترموپلاستیک و ترموست برای کاربرد خود انتخاب کنید؟

عواملی که در انتخاب مواد باید در نظر گرفته شوند

در صورتی که برای کاربرد هدفمند از ترموپلاستیک یا پلاستیک ترموست استفاده شود، چنین تصمیمی نیازمند ملاحظات حیاتی است. برای شروع، شرایط محیطی که برنامه در آن کار خواهد کرد را بررسی کنید. پلاستیک های ترموست در دمای بالا و محیط های فعال شیمیایی بالا عملکرد خوبی دارند در حالی که ترموپلاستیک ها به دلیل ماهیت انعطاف پذیر و قابل بازیافت خود در شرایط متوسط ​​عمل می کنند. سپس نیاز به دوام هدفمند را در نظر بگیرید. ترموست ها در حفظ پایداری ساختاری در طول زمان بی رقیب هستند، با این حال، در صورتی که تغییرات در طرح ضروری باشد، می توان ترموپلاستیک ها را بازسازی کرد. در نهایت، با این حال، هزینه و فرآیندهای تولید مطلوب از نظر زیست محیطی را فراموش نکنید. ترموپلاستیک ها پایدارتر هستند زیرا قابل بازیافت هستند، در حالی که گرماسخت ها علیرغم نقاط قوتشان قابل بازیافت نیستند و ممکن است مشکل دفع را افزایش دهند. وقتی همه این عوامل متعادل شوند، فرد را قادر می‌سازد که مناسب‌ترین ماده را برای یک برنامه خاص تعیین کند.

اهمیت دمای بالا و اتصال متقابل در انتخاب مواد

با توجه به انتخاب مواد، دماهای بالا و اتصال عرضی تاثیر دارد. ساختار پلیمری متقاطع پلاستیک های ترموست آنها را در برابر حرارت بسیار مقاوم می کند و از نظر ساختاری دست نخورده باقی می ماند حتی زمانی که گرما اعمال می شود که بهترین حالت برای کاربردهایی است که نیاز به دمای بالا دارند. ترموپلاستیک ها آنقدرها پلیمر خازنی نیستند و همانطور که از نامش پیداست دارای نقطه نرمی هستند و برای کاربردهایی که نیاز به حرارت متوسط ​​دارند مناسب ترند. اگر کاربرد مورد نظر نیاز به پنجه های بالا در برابر حرارت داشته باشد، باید از پلاستیک ترموست به عنوان ماده انتخابی استفاده شود.

ترموپلاستیک در مقابل پلاستیک ترموست

هم پلاستیک های ترموپلاستیک و هم پلاستیک های ترموست کاربردهای متفاوتی دارند. به طور خاص، پلاستیک های ترموست قوی هستند و بنابراین می توانند با دماهای بالا یا محیط شیمیایی تهاجمی مقابله کنند. با این حال، اگر مقداری کاهش کاربرد یا ویژگی های دیگر مانند سهولت بازیافت مهم تر باشد، من ترموپلاستیک ها را انتخاب می کنم. علاوه بر این، ترموپلاستیک‌ها مزیت ارائه مزایای قالب دائمی را دارند، در حالی که رزین‌های ترموست دوام زیادی دارند. مزایای اقتصادی نیز مهم است. از این نظر ترموپلاستیک ها سبزتر از ترموست ها هستند.

منابع مرجع

پلیمر گرما سخت

ترموپلاستی

بسپار

برترین تولید کنندگان خط اکستروژن پلاستیک مهندسی در چین

پرسش های متداول (پرسش و پاسخ)  

س: تمایز کلیدی بین ترموپلاستیک و ترموست چیست؟

پاسخ: تمایز کلیدی بین ترموپلاستیک ها و گرمانرم ها این است که ترموپلاستیک ها را می توان دوباره ذوب کرد و شکل داد، در حالی که گفته می شود ترموپلاستیک ها زمانی که از طریق یک واکنش شیمیایی به هم متصل شوند، پخته می شوند. این به این دلیل است که مواد گرماسخت پس از پخت از طریق یک دگرسانی شیمیایی مواجه می‌شوند که به ترموست‌ها ساختار سفت و سخت آن‌ها را می‌دهد و نمی‌توان آنها را پس از پخت به شکل‌های جدید درآورد.

س: وقتی پلیمرهای ترموپلاستیک گرم می شوند چه اتفاقی می افتد؟

پاسخ: پلیمرهای ترموپلاستیک نرم می شوند و زمانی که در معرض دماهای بالا قرار می گیرند می توانند شکل متناوب خود را تغییر دهند. آنها دارای نقطه ذوب در یک دمای خاص هستند و پس از به دست آوردن می توان آنها را شکل داد و به اشکال مختلف استفاده کرد، از این رو می توان آنها را به طور مکرر اعمال کرد. این توضیح می دهد که چرا معمولاً از ترموپلاستیک ها برای تولید کیسه های پلاستیکی و گلوله ها استفاده می شود.

س: به چند ماده پلاستیکی ترموست اشاره کنید.

الف: مواد پلاستیکی ترموست شامل اپوکسی، رزین فنولیک و ملامین است. اینها، پس از تنظیم، قادر به تغییر شکل یا ذوب مجدد نیستند و در نتیجه پایداری ابعادی آنها و همچنین مقاومت در برابر هرگونه تغییر شکل را افزایش می دهند.

س: نقاط ذوب ترموپلاستیک و ترموست چگونه با هم مقایسه می شوند؟

پاسخ: مواد ترموپلاستیک به احتمال زیاد دارای نقطه ذوب پایینی هستند که شکل دادن و تغییر شکل آنها را آسان می کند. برعکس، ترموست ها به این ترتیب نقطه ذوب ندارند، این به این دلیل است که ترموست ها پس از پخت نمی توانند دوباره ذوب شوند، بنابراین نقطه ذوب شدن آنها وجود ندارد.

س: خواص فیزیکی ترموست در مقایسه با ترموپلاستیک ها چیست؟

پاسخ: اغلب ترموست ها از نظر پایداری ابعاد دما و مقاومت در برابر تغییر شکل های شیمیایی و فیزیکی بهتر از ترموپلاستیک ها عمل می کنند. به همین دلیل است که ترموست در مواردی که استحکام بالا و مواد سخت تضمین شده است استفاده می شود، در حالی که زمانی که انعطاف پذیری و توانایی قالب گیری مجدد مورد نیاز است از ترموپلاستیک ها استفاده می شود.

س: آیا پس از پخت، می توان رزین های ترموست را دوباره قالب زد؟

پاسخ: خیر، رزین های ترموست را نمی توان پس از پخت به شکل پایدار تغییر شکل داد زیرا در یک واکنش شیمیایی در طول پخت به شکل گرماسخت تبدیل می شوند که منجر به ساختار سخت دائمی می شود. این یکی از مهمترین جنبه های پلاستیک های ترموست در مقایسه با ترموپلاستیک ها است.

س: از چه رزین های ترموپلاستیک می توان محصولات مقالات را ساخت؟

ج: اقلام قابل ساخت از رزین های گرمانرم شامل کیسه های حامل پلاستیکی، ظروف، قطعات خودرو و برخی دیگر از کالاهای خانگی و صنعتی است. استفاده از ترموپلاستیک برای چنین اقلامی به دلیل این واقعیت است که این مواد می توانند ذوب شوند و در طول پردازش بیشتر مجدداً تنظیم شوند و بنابراین تطبیق پذیری دارند، راحت است.

س: تفاوت های ترموست در مقابل ترموپلاستیک ها چیست؟

ج: ترموست ها دارای استحکام بالا، سفتی و ساختاری هستند که در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم است و بنابراین می توان از آن در شرایط دائمی سخت استفاده کرد. در مقابل، ترموپلاستیک‌ها با انعطاف‌پذیری و سهولت پردازش و بازیافت مشخص می‌شوند که آنها را قادر می‌سازد در طیف وسیعی از کاربردها استفاده شوند.

س: دلیل عدم توانایی پلاستیک های ترموست برای تغییر شکل به طرح های جدید چیست؟

الف: پلاستیک های ترموست غیر قابل تغییر هستند زیرا تحت یک فرآیند پخت قرار می گیرند که تبدیل متقابل را آغاز می کند و یک ساختار سه بعدی دائمی ایجاد می کند که با گرم کردن دوباره پلاستیک قابل تغییر شکل نیست.