Термопластичен vs. Термореактивни смоли (композити)

Използването на термопластични полимер смолите са изключително разпространени и повечето от нас влизат в контакт с тях под една или друга форма почти всеки ден. Примери за обикновени термопластични смоли и продукти, произведени с тях, включват:

• ДОМАШЕН ЛЮБИМЕЦ (бутилки с вода и сода)
• полипропилен (опаковъчни контейнери)
• Поликарбонат (лещи от предпазно стъкло)
• PBT (детски играчки)
• Винил (дограма)
• полиетилен (хранителни торби)
• PVC (водопроводна тръба)
• PEI (подлакътници за самолет)
• найлон (обувки, дрехи)

Термопластиците под формата на композити най-често не се подсилват, което означава, че смолата се формира в форми, които разчитат единствено на късите, прекъснати влакна, от които са съставени, за да поддържат своите структура. От друга страна, много продукти, оформени с термореактивна технология, са подобрени с други структурни елементи - най-често от фибростъкло и въглеродни влакна—За укрепване.

Напредъкът в термореактора и термопластичната технология продължава и определено има място и за двете. Въпреки че всеки има свой набор от плюсове и минуси, това, което в крайна сметка определя кой материал е най-подходящ за всяко приложение, се свежда до брой фактори, които могат да включват всеки или всички от изброените по-долу: здравина, издръжливост, гъвкавост, лекота / разход на производството и рециклиране.

Термопластичните композити предлагат две основни предимства за някои производствени приложения: Първото е, че много термопластични композити имат повишена устойчивост на удар спрямо сравними терморезисти. (В някои случаи разликата може да бъде до 10 пъти устойчивост на удар.)

Другото основно предимство на термопластичните композити е тяхната способност да станат тежки. Суровите термопластични смоли са твърди при стайна температура, но когато топлината и налягането импрегнират подсилващи влакна, физическа промяна възниква (обаче, това не е химическа реакция, която води до постоянна, необратима промяна). Това позволява термопластичните композити да се оформят и да се оформят отново.

Например, можете да нагреете многослоен термопластичен композитен прът и да го формовате отново, за да имате кривина. След като се охлади, кривата ще остане, което не е възможно с термореактивни смоли. Този имот показва огромно обещание за бъдещето на рециклирането на термопластични композитни продукти, когато първоначалната им употреба приключи.

Въпреки че може да се направи ковък чрез прилагането на топлина, тъй като естественото състояние на термопластичната смола е твърдо, трудно е да се импрегнира с подсилващи влакна. Смолата трябва да се нагрява до точката на топене и трябва да се приложи налягане за интегриране на влакната и след това, композитът трябва да се охлади, всички докато са все още под налягане.

Трябва да се използват специални инструменти, техника и оборудване, много от които са скъпи. Процесът е много по-сложен и скъп от традиционното производство на термореактивни композити.

В термореактивна смола молекулите на суровата невтвърдена смола се кръстосват свързани чрез каталитична химична реакция. Чрез тази химическа реакция, най-често екзотермична, молекулите на смолата създават изключително силни връзки помежду си и смолата променя състоянието си от течно в твърдо вещество.

Най-общо, подсилен с влакна полимер (FRP) се отнася до използването на подсилващи влакна с дължина 1/4 инча или по-голяма. Тези компоненти обаче увеличават механичните свойства, въпреки че са технически обмислени подсилени с влакна композити, тяхната сила не е почти сравнима с тази на непрекъснато подсилени с влакна композити.

Традиционните FRP композити използват термореактивна смола като матрицата, която държи структурното влакно здраво на място. Общата термореактивна смола включва:

• Полиестерна смола
• Винил естерна смола
• епоксидна
• фенолни
• уретан
• Най-често използваната днес термореактивна смола е a полиестерна смола, последван от винил естер и епоксид. Термореактивните смоли са популярни, тъй като не са втвърдени и при стайна температура, те са в течно състояние, което позволява удобно импрегниране на подсилващи влакна като стъклопласт, въглеродни влакна или кевлар.

Течната смола със стайна температура е сравнително проста, въпреки че се нуждае от адекватна вентилация за приложения за производство на открито. При ламиниране (производство на затворени форми), течната смола може да бъде оформена бързо с помощта на вакуум или помпа с положително налягане, което позволява масово производство. Освен лекотата на производство, термореактивните смоли предлагат много удар за долара, често произвеждайки превъзходни продукти на ниски разходи за суровини.

Благоприятните качества на термореактивните смоли включват:

• Отлична устойчивост на разтворители и корозивни вещества
• Устойчивост на топлина и висока температура
• Висока якост на умора
• Приспособена еластичност
• Отлична адхезия
• Отлични довършителни качества за полиране и боядисване

След като се катализира термореактивна смола, не може да бъде обърната или преоформена, което означава, че след като се образува термореактивен композит, формата му не може да бъде променена. Поради това рециклирането на термореактивни композити е изключително трудно. Самата термореактивна смола не подлежи на рециклиране, но няколко по-нови компании успешно отстраниха смолите композити чрез анаеробен процес, известен като пиролиза и поне са способни да възстановят армировката фибри.