Mis vahe on termoplastil ja termoreaktiivil

Termoplastid ja termoreaktiivsed on kahte tüüpi polümeerid, millel on erinevad omadused ja käitumine. Peamine erinevus nende kahe vahel seisneb nende reageerimises kuumusele ja nende ümberkujundamisvõimes. Selles artiklis uurime üksikasjalikult termoplastide ja termoreaktiivsete materjalide erinevusi.

Termoplastikud

Termoplastid on polümeerid, mida saab mitu korda sulatada ja ümber kujundada ilma oluliste keemiliste muutusteta. Neil on lineaarne või hargnenud struktuur ja nende polümeeriahelaid hoiavad koos nõrgad molekulidevahelised jõud. Kuumutamisel termoplastid pehmenevad ja muutuvad elastsemaks, võimaldades neid erineva kujuga vormida. Termoplastide näidete hulka kuuluvad polüetüleen, polüpropüleenja polüstüreen.

Vastus kuumusele

Termoplastid pehmenevad kuumutamisel ja neid saab ümber kujundada. Selle põhjuseks on asjaolu, et polümeeri ahelaid koos hoidvad nõrgad molekulidevahelised jõud saavad kuumuse toimel üle, võimaldades ahelatel vabamalt liikuda. Selle tulemusena saab termoplaste mitu korda sulatada ja ümber kujundada, ilma et see läbiks olulisi keemilisi muutusi.

Pööratavus

Termoplasti saab mitu korda sulatada ja ümber kujundada. Seda seetõttu, et polümeeri ahelad ei ole üksteisega keemiliselt seotud ja neid koos hoidvad molekulidevahelised jõud on nõrgad. Kui termoplast jahutatakse, tahkestuvad ahelad uuesti ja molekulidevahelised jõud taastuvad.

Keemiline struktuur

Termoplastidel on lineaarne või hargnenud struktuur ning nende polümeeriahelaid hoiavad koos nõrgad molekulidevahelised jõud. Ahelad ei ole omavahel keemiliselt seotud ja molekulidevahelised jõud on suhteliselt nõrgad. See võimaldab kettidel kuumutamisel vabamalt liikuda, muutes termoplasti elastsemaks.

Mehaanilised omadused

Termoplastidel on üldiselt madalam tugevus ja jäikus võrreldes termoreaktiivsete materjalidega. Seda seetõttu, et polümeeri ahelad ei ole üksteisega keemiliselt seotud ja neid koos hoidvad molekulidevahelised jõud on nõrgad. Tänu sellele on termoplastid paindlikumad ja väiksema elastsusmooduliga.

Rakendused

Termoplasti kasutatakse tavaliselt toodetes, mis nõuavad paindlikkust, nagu pakkematerjalid, torud, termoplastsed katted ja autoosad. Neid kasutatakse ka läbipaistvust nõudvates rakendustes, nagu toiduainete pakendamine ja meditsiiniseadmed.

Termosed

Termoreaktiivsed polümeerid läbivad kõvenemise ajal keemilise reaktsiooni, mis muudab need pöördumatult kõvenenud ristseotud olekusse. Seda protsessi nimetatakse ristsidumiseks või kõvenemiseks ja see käivitatakse tavaliselt kuumuse, rõhu või kõvendi lisamisega. Pärast kõvenemist ei saa termoreaktiivseid materjale sulatada ega ümber kujundada ilma, et need oluliselt laguneksid. Termoreaktiivsete materjalide hulka kuuluvad epoksü-, fenool- ja polüestervaigud.

Vastus kuumusele

Termoreaktsioonid läbivad kõvenemise ajal keemilise reaktsiooni, mis muudab need pöördumatult kõvenenud ristseotud olekusse. See tähendab, et need ei pehmene kuumutamisel ja neid ei saa ümber kujundada. Pärast kõvenemist on termoreaktiivsed materjalid püsivalt kõvenenud ning neid ei saa sulatada ega ümber kujundada ilma, et need oluliselt laguneksid.

Pööratavus

Termosette ei saa pärast kõvenemist uuesti sulatada ega ümber kujundada. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõvenemise ajal toimuv keemiline reaktsioon muudab polümeeri ahelad pöördumatult kõvaks, ristseotud olekusse. Pärast kõvenemist on termoreaktiiv püsivalt kõvastunud ning seda ei saa sulatada ega ümber kujundada ilma märkimisväärse lagunemiseta.

Keemiline struktuur

Termosettidel on ristseotud struktuur, tugevate kovalentsete sidemetega polümeeriahelate vahel. Ahelad on omavahel keemiliselt seotud ja neid koos hoidvad molekulidevahelised jõud on tugevad. See muudab termoreaktiivse materjali jäigemaks ja vähem elastseks kui termoplast.

Mehaanilised omadused

Pärast kõvenemist on termoreaktiividel suurepärane mõõtmete stabiilsus, kõrge tugevus ning vastupidavus kuumusele ja kemikaalidele. Seda seetõttu, et termoreaktiivse ristseotud struktuur tagab kõrge jäikuse ja tugevuse. Tugevad kovalentsed sidemed polümeeri ahelate vahel muudavad termoreaktiivse ka kuumuse ja kemikaalide suhtes vastupidavamaks.

Rakendused

Termosette kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suurt tugevust ja vastupidavust, näiteks lennukiosad, elektriisolaatorid ja komposiitmaterjalid. Neid kasutatakse ka rakendustes, mis nõuavad vastupidavust kuumusele ja kemikaalidele, nagu katted, liimid ja hermeetikud.

Termoplastide ja termoreaktiivide võrdlus

Termoplastide ja termoreaktiivsete materjalide erinevused võib kokku võtta järgmiselt:

• 1. Reaktsioon kuumusele: termoplastid pehmenevad kuumutamisel ja neid saab ümber kujundada, samas kui termoreaktiivsed materjalid läbivad keemilise reaktsiooni ja kõvastuvad püsivalt.
• 2. Pöörduvus: termoplasti saab mitu korda sulatada ja ümber kujundada, samas kui termoreaktiivseid materjale ei saa pärast kõvenemist uuesti sulatada ega ümber kujundada.
• 3. Keemiline struktuur: termoplastidel on lineaarne või hargnenud struktuur, mille polümeeri ahelaid hoiavad koos nõrgad molekulidevahelised jõud. Termosettidel on ristseotud struktuur, tugevate kovalentsete sidemetega polümeeriahelate vahel.
• 4. Mehaanilised omadused: termoplastidel on üldiselt madalam tugevus ja jäikus võrreldes termoreaktiivsetega. Pärast kõvenemist on termoreaktiividel suurepärane mõõtmete stabiilsus, kõrge tugevus ning vastupidavus kuumusele ja kemikaalidele.
• 5. Kasutusalad: termoplasti kasutatakse tavaliselt toodetes, mis nõuavad paindlikkust, nagu pakkematerjalid, torud ja autokomponendid. Termosette kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suurt tugevust ja vastupidavust, näiteks lennukiosad, elektriisolaatorid ja komposiitmaterjalid.

Järeldus

Kokkuvõtteks võib öelda, et termoplastid ja termoreaktiivsed on kahte tüüpi polümeerid, millel on erinevad omadused ja käitumine. Peamine erinevus nende kahe vahel seisneb nende reageerimises kuumusele ja nende ümberkujundamisvõimes. Termoplaste saab sulatada ja ümber kujundada mitu korda ilma oluliste keemiliste muutusteta, samas kui termoreaktiivsed materjalid läbivad kõvenemise ajal keemilise reaktsiooni, mis muudab need pöördumatult kõvenenud ristseotud olekusse. Antud rakenduse jaoks sobiva materjali valimisel on oluline mõista termoplastide ja termoreaktiivsete materjalide erinevusi.