ترموپلاستیکها و ترموستها دو دسته اصلی از پلیمرها هستند که بر اساس رفتارشان در معرض گرما از هم متمایز میشوند. ترموپلاستیکها را میتوان بارها ذوب و تغییر شکل داد، در حالی که ترموستها پس از گرم شدن به طور دائم جامد میشوند و نمیتوان آنها را دوباره قالبگیری کرد. ترموپلاستیک و ترموست دو دسته اصلی از پلیمرها هستند. در اینجا به ۵ تفاوت اصلی بین آنها اشاره میکنیم:
🔬 سنتز
- ترموپلاستیک با استفاده از «پلیمریزاسیون افزایشی» ساخته میشود.
- ترموست از «پلیمریزاسیون تراکمی» بهره میگیرد.
⚙️ فرآیند ساخت
- ترموپلاستیکها توسط قالبگیری تزریقی، دورانی، دمشی و اکستروژن پردازش میشوند.
- ترموستها از قالبگیری تزریقی واکنشی و قالبگیری فشاری استفاده میکنند.
🔗 نوع پیوندها
- در ترموپلاستیکها پیوند بین زنجیرههای مولکولی ثانویه است.
- در ترموستها پیوند بین زنجیرههای مولکولی اولیه است.
🌡️ نقطه ذوب
- ترموپلاستیکها دارای استحکام کششی و نقطه ذوب پایین هستند.
- ترموستها استحکام کششی و نقطه ذوب بالایی دارند.
⚖️ وزن مولکولی
- ترموپلاستیکها وزن مولکولی کمتری نسبت به ترموستها دارند.
🏭 تولید ترموپلاستیک و ترموست
ترموست
فرآیند تولید ترموست مبتنی بر قالبگیری مایعات است. مواد اولیه به همراه سایر ترکیبات وارد مخازن شده و با گرما و همزدن ترکیب میشوند. سپس مواد وارد حفرههای قالب شده و فرآیند “پخت” روی آنها انجام میشود تا از ذوب شدن در آینده جلوگیری شود. در انتها، محصول نهایی در معرض حرارت بالا قرار میگیرد تا برای کاربردهای دمای بالا آماده شود.
ترموپلاستیک
اصلیترین روش تولید ترموپلاستیکها قالبگیری تزریقی است. روشهایی مانند اکستروژن، قالبگیری، آسیاب کردن و جوش دادن نیز استفاده میشود. قالبگیری تزریقی مؤثرترین راه برای تولید ترموپلاستیکهای با کیفیت بالا برای تولیدات کم و انبوه است.
🔄 فرآیند قالبگیری تزریقی
- در ترموپلاستیکها، ماده به راحتی ذوب شده و به قالب تزریق میشود. پس از سرد شدن، قطعه از قالب خارج میشود.
- در ترموستها، ماده سرد وارد قالب داغ میشود، اما پس از شکلگیری، دیگر قابل ذوب مجدد نیست.
♻️ بازیافتپذیری
- ترموپلاستیکها به دلیل داشتن پیوندهای ثانویه، قابل ذوب و شکلدهی مجدد هستند و بسیار قابل بازیافتاند.
- ترموستها به دلیل داشتن ساختار متقاطع و استحکام بالا، غیر قابل بازیافت هستند.
🛠️ تعمیرپذیری
- ترکهای ترموپلاستیک به راحتی قابل تعمیر هستند.
- تعمیر ترکهای ترموست دشوار است، چون ترموستها دارای فیبر تقویتشدهاند.
🧰 کاربرد در زندگی روزمره
- ترموپلاستیکها در تولید فرشها، لولهکشی، باتری خودرو، فیلترهای گاز و طنابها کاربرد دارند.
- ترموستها در قطعات الکتریکی، سپر حرارتی، قطعات موتور و عایقها استفاده میشوند.
✅ مزایا و ❌ معایب ترموستها
مزایا: مقاومت حرارتی، عایق الکتریکی خوب، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری ابعادی، صرفه اقتصادی، تنوع در سطح نهایی و رنگها.
معایب: عدم امکان بازیافت و شکلدهی مجدد.
✅ مزایا و ❌ معایب ترموپلاستیکها
مزایا: مقاومت در برابر مواد شوینده و شیمیایی، عایق الکتریکی، مقاومت بالا در برابر ضربه و خوردگی، قابلیت شکلدهی و بازیافت.
معایب: گرانتر از ترموستها هستند و در دمای بالا نرم میشوند که باعث محدودیت در کاربرد میشود.
💪 کدام یک قویتر هستند؟
ترموستها به طور کلی از نظر استحکام و پایداری ابعادی قویتر هستند، چرا که دارای پیوندهای متقاطعاند و با حرارت نرم نمیشوند. در حالی که ترموپلاستیکها در برابر گرما نرم میشوند.
تفاوتهای اصلی بین ترموپلاستیک و ترموست چیست؟
اگرچه ترموپلاستیکها و ترموستها در برخی موارد پلیمرهای پلاستیکی مشابهی هستند، اما تفاوتهایی بین ترموستها و ترموپلاستیکها وجود دارد. ما این تفاوتها را تحت عناوین زیر مورد بحث قرار خواهیم داد:
نقطه ذوب
تفاوت عمده بین پلاستیکهای ترموپلاستیک و ترموست در رابطه با رفتار آنها پس از حرارت دادن است. نقطه ذوب ترموپلاستیکها پایینتر از دمای تخریب است، در حالی که نقطه ذوب ترموستها بالاتر است.
پس از گرم کردن ترموپلاستیک و سرد شدن آن در حین شکلدهی به شکل دلخواه، میتوان محصول را دوباره در معرض حرارت قرار داد تا محصول دیگری تشکیل شود. با این حال، شکل محصولی که از پلاستیک ترموست ساخته شده است، پس از گرم کردن محصول اولیه تغییر نخواهد کرد.
بنابراین، وقتی پس از پخت، گرم میشوند، ترموپلاستیکها ذوب میشوند، در حالی که ترموستها ذوب نمیشوند و شکل جامد خود را حفظ میکنند. بنابراین، ترموپلاستیکها در مقایسه با ترموستها نقطه ذوب پایینتری دارند. مواد قابل بازیافت از ترموپلاستیکها ساخته میشوند زیرا میتوانند هنگام گرم شدن ذوب شوند.
زیباییشناسی
ترموپلاستیکها به طور سنتی برای دستیابی به کیفیت بالا محبوب هستند. با این حال، فرآیندهای RIM و RTM که شامل استفاده از پلیمرهای ترموست هستند، فرآیندهای منحصر به فردی هستند. بر این اساس، این تکنیکها فرصتی بینظیر را ارائه میدهند که زیباییشناسی برتر را تضمین میکند.
قبل از تزریق پلاستیک ترموست به قالب، امکان اسپری مستقیم به داخل قالب وجود دارد. همچنین، این فرآیندها امکان پوششدهی و رنگآمیزی درون قالب را فراهم میکنند. فرآیند رنگآمیزی درون قالب، پیوندهای محکمی بین رنگ و سطح پلاستیک ایجاد میکند. به همین دلیل، چسبندگی بسیار خوبی دارند و از پوسته پوسته شدن، لبپریدگی، ترکخوردگی و سایر عیوب قالبگیری تزریقی جلوگیری میکنند .
ترموستها همچنین برای پرداختهای کم و زیاد براق از قالب با قیمتهای مقرونبهصرفهتر مناسب هستند. ترموستهای رنگشده همچنین میتوانند مانند بافتهای ریز و دقیق به نظر برسند . از آنجایی که ترموستها جریانپذیری عالی را فراهم میکنند، حتی کوچکترین تغییرات زیباییشناختی، از جمله اضافه کردن لوگوها را نیز امکانپذیر میسازند.
مقاومت در برابر خوردگی
بر اساس تخمینها، کارخانههای فرآوری شیمیایی هزینههای بالایی را به دلیل خوردگی متحمل میشوند که تا 10٪ از سرمایه را تشکیل میدهد. در نتیجه، قبل از انتخاب ماده، باید اثرات خوردگی بر روی آن را در نظر گرفت. به جای صرف هزینه هنگفت برای از دست دادن مواد در اثر خوردگی، استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی ضروری است. در حالی که هر دو ماده بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند، ترموپلاستیکها نسبت به ترموستها در برابر حملات شیمیایی مقاومتر هستند.
دوام
دوام و مقاومت در برابر حرارت برای محصولاتی مانند لوازم برقی و اتومبیلها مهم است. به همین دلیل است که این نوع محصولات با موادی مانند لاستیکها، پلی اورتانها و اپوکسیها ساخته میشوند که نمونههایی از ترموستها هستند. پلاستیکهای ترموست از ترموپلاستیکها بادوامتر هستند.
با این حال، عیب اصلی، عدم امکان بازیافت یا تجزیه محصولات پس از استفاده است. این امر ناشی از پیوند قویتر بین پلیمرهای ترموستها نسبت به ترموپلاستیکها است. ترموپلاستیکها هنگام گرم شدن ذوب میشوند و شکل خود را از دست میدهند، اما ترموستها ذوب نمیشوند.
علاوه بر این، ترموستها سبک و انعطافپذیر هستند و در عین حال استحکام، مقاومت در برابر ضربه و چقرمگی را افزایش میدهند. آنها همچنین از تقویت بیشتر با مواد تقویتکننده مانند کربن و فایبرگلاس پشتیبانی میکنند. در نتیجه، پایداری ابعادی و مزایای ساختاری عالی آنها، آنها را نسبت به ترموپلاستیکها بادوامتر میکند.
کاربردها
کاربرد ترموپلاستیکها از صنعتی به صنعت دیگر متفاوت است. آنها جایگزینهای خوبی برای فلزات هستند زیرا در برابر حملات شیمیایی مانند خوردگی مقاوم هستند. به همین دلیل، آنها در صنایع مختلفی مانند پزشکی و زیستپزشکی، شیمیایی، لولهکشی، خودرو، مواد غذایی و آشامیدنی، الکترونیک و صنایع ساختمانی استفاده میشوند. برخی از کاربردهای ترموپلاستیکها عبارتند از:
- اجزای ماشین آلات صنعتی
- کپسوله سازی الکتریکی و مواد عایق
- تجهیزات آزمایشگاهی
- ظروف نچسب
- مخازن گاز
- سیستمهای لولهکشی
همچنین، صنایع مختلفی ترموستها را انتخاب میکنند زیرا اقتصادیتر هستند و مشخصات محصول را برآورده میکنند. شکلدهی آسان اشکال هندسی پیچیده و توانایی تحمل دمای بالا از جمله دلایل این انتخاب است. بنابراین، این پلاستیکها در موقعیتهایی که شامل گرما میشوند، ایدهآل هستند. چنین کاربردهایی شامل موارد زیر است:
- محفظههای الکترونیکی
- تجهیزات فرآوری شیمیایی مانند لولهها، پوششهای سلولی و اتصالات
- پنلها، محفظهها و درها
- اجزای پزشکی
- اجزا و قطعات برای وسایل نقلیه
پردازش ترموپلاستیک
- قالبگیری تزریقی رایجترین روش پردازش ترموپلاستیک است. گلولههای پلاستیکی گرم شده ذوب شده و به حفرههای قالب تزریق میشوند. در مرحله بعد، خنک شدن، ماده را به شکل دلخواه شما جامد میکند.
- اکستروژن پروفیلهای پیوستهای مانند لوله و ورق ایجاد میکند. ترموپلاستیک مذاب با فشار از قالبهای شکلدهی شده عبور میکند. این روش مقاطع یکنواخت را به طور موثر تولید میکند.
- قالبگیری بادی ظروف و بطریهای توخالی را شکل میدهد. فشار هوا، پلاستیک گرم شده را به دیوارههای قالب میکوبد. ترموفرمینگ با استفاده از خلاء یا فشار، ورقهای گرم شده را شکل میدهد.
پردازش ترموست
- قالبگیری فشاری، مواد پخت نشده را در قالبهای گرمشده قرار میدهد. فشار و دما واکنشهای پخت را آغاز میکنند. قالبگیری انتقالی، رزین مایع را قبل از شروع پخت، به قالبهای بسته تزریق میکند.
- قالبگیری انتقالی رزین از تزریق رزینهای مایع با فشار کم استفاده میکند. این تکنیک برای شکلهای پیچیده و قطعات کامپوزیتی به خوبی کار میکند. قالبگیری تزریقی واکنشی، اجزای واکنشپذیر را درست قبل از تزریق مخلوط میکند.
- الزامات ابزار بین این فرآیندها به طور قابل توجهی متفاوت است. قالبهای ترموپلاستیک به سیستمهای خنککننده نیاز دارند. قالبهای ترموست برای پخت مناسب به المنتهای گرمایشی نیاز دارند.
