מה ההבדל בין תרמופלסטיים לתרמוסטים

תרמופלסטיים ותרמוסיטים הם שני סוגים של פולימרים בעלי תכונות והתנהגויות שונות. ההבדל העיקרי בין השניים טמון בתגובתם לחום וביכולתם להתעצב מחדש. במאמר זה, נחקור בפירוט את ההבדלים בין תרמופלסטיים לתרמוסטים.

תרמופלסטיים

תרמופלסטיים הם פולימרים שניתן להמיס ולעצב מחדש מספר רב של פעמים מבלי לעבור כל שינוי כימי משמעותי. יש להם מבנה ליניארי או מסועף, ושרשראות הפולימר שלהם מוחזקות יחד על ידי כוחות בין מולקולריים חלשים. בעת חימום, תרמופלסטיים מתרככים והופכים לגמישים יותר, ומאפשרים ליצוק אותם לצורות שונות. דוגמאות לתרמופלסטיות כוללות פוליאתילן, פוליפרופילן, ופוליסטירן.

תגובה לחום

תרמופלסטיים מתרככים בחימום וניתן לעצב אותם מחדש. הסיבה לכך היא שהחום מתגבר על הכוחות הבין-מולקולריים החלשים שמחזיקים את שרשראות הפולימר יחד, מה שמאפשר לשרשראות לנוע בחופשיות רבה יותר. כתוצאה מכך, ניתן להמיס תרמופלסטיים ולעצב מחדש מספר פעמים מבלי לעבור כל שינוי כימי משמעותי.

הֲפִיכוּת

ניתן להמיס תרמופלסטיים ולעצב מחדש מספר פעמים. הסיבה לכך היא ששרשרות הפולימר אינן קשורות זו לזו מבחינה כימית, והכוחות הבין-מולקולריים המחזיקים אותן יחד חלשים. כאשר התרמופלסטי מתקרר, השרשראות מתמצקות מחדש, והכוחות הבין-מולקולריים מתבססים מחדש.

מבנה כימי

לתרמופלסטיים מבנה ליניארי או מסועף, עם כוחות בין-מולקולריים חלשים שמחזיקים את שרשראות הפולימר שלהם יחד. השרשראות אינן קשורות זו לזו מבחינה כימית, והכוחות הבין-מולקולריים חלשים יחסית. זה מאפשר לשרשראות לנוע בחופשיות רבה יותר בעת חימום, מה שהופך את התרמופלסטי לגמיש יותר.

תכונות מכאניות

לתרמופלסטיים בדרך כלל חוזק וקשיחות נמוכים יותר בהשוואה לתרמוסטים. הסיבה לכך היא ששרשרות הפולימר אינן קשורות זו לזו מבחינה כימית, והכוחות הבין-מולקולריים המחזיקים אותן יחד חלשים. כתוצאה מכך, תרמופלסטיים גמישים יותר ובעלי מודול גמישות נמוך יותר.

יישומים

תרמופלסטיים משמשים בדרך כלל במוצרים הדורשים גמישות, כגון חומרי אריזה, צינורות, ציפויים תרמופלסטיים ורכיבי רכב. הם משמשים גם ביישומים הדורשים שקיפות, כגון אריזות מזון ומכשור רפואי.

תרמוסים

פולימרים טרמוסטים עוברים תגובה כימית במהלך הריפוי, אשר הופכת אותם באופן בלתי הפיך למצב מוקשה ומצולב. תהליך זה ידוע כ-crosslinking או ריפוי, והוא מופעל בדרך כלל על ידי חום, לחץ או תוספת של חומר ריפוי. לאחר ריפוי, לא ניתן להמיס או לעצב מחדש את התרמוסטים מבלי לעבור השפלה משמעותית. דוגמאות של thermosets כוללות שרפים אפוקסי, פנולי ופוליאסטר.

תגובה לחום

תרמוסטים עוברים תגובה כימית במהלך הריפוי, אשר הופכת אותם באופן בלתי הפיך למצב מוקשה ומצולב. זה אומר שהם לא מתרככים בחימום ולא ניתן לעצב אותם מחדש. לאחר ריפוי, תרמוסיסטים מתקשים לצמיתות ולא ניתן להמיס או לעצב מחדש מבלי לעבור השפלה משמעותית.

הֲפִיכוּת

לא ניתן להמיס מחדש או לעצב מחדש תרמוסטים לאחר ריפוי. הסיבה לכך היא שהתגובה הכימית המתרחשת במהלך הריפוי הופכת באופן בלתי הפיך את שרשראות הפולימר למצב מוקשה ומצולב. לאחר ריפוי, התרמוסטט מתקשה לצמיתות ולא ניתן להמיס או לעצב אותו מחדש מבלי לעבור השפלה משמעותית.

מבנה כימי

לתרמוסטים יש מבנה צולב, עם קשרים קוולנטיים חזקים בין שרשראות פולימר. השרשראות קשורות זו לזו בצורה כימית, והכוחות הבין-מולקולריים שמחזיקים אותן יחד חזקים. זה הופך את התרמוסט ליותר קשיח ופחות גמיש מאשר תרמופלסטי.

תכונות מכאניות

תרמוסטים, לאחר ריפוי, מציגים יציבות מימדית מעולה, חוזק גבוה ועמידות בפני חום וכימיקלים. הסיבה לכך היא שהמבנה המוצלב של התרמוסטט מספק רמה גבוהה של קשיחות וחוזק. הקשרים הקוולנטיים החזקים בין שרשראות הפולימר גם הופכים את התרמוסט לעמיד יותר בפני חום וכימיקלים.

יישומים

תרמוסטים משמשים ביישומים הדורשים חוזק ועמידות גבוהים, כגון חלקי מטוסים, מבודדים חשמליים וחומרים מרוכבים. הם משמשים גם ביישומים הדורשים עמידות בפני חום וכימיקלים, כגון ציפויים, דבקים וחומרי איטום.

השוואה בין תרמופלסטיים וטרמוסיסטים

ניתן לסכם את ההבדלים בין תרמופלסטיים לתרמוסטים כדלקמן:

• 1. תגובה לחום: תרמופלסטיים מתרככים בחימום וניתנים לעיצוב מחדש, בעוד שתרמוסטים עוברים תגובה כימית ומתקשים לצמיתות.
• 2. הפיכות: ניתן להמיס ולעצב מחדש תרמופלסטיים מספר פעמים, בעוד שלא ניתן להמיס מחדש או לעצב מחדש תרמוסטים לאחר אשפרה.
• 3. מבנה כימי: לתרמופלסטיים מבנה ליניארי או מסועף, עם כוחות בין-מולקולריים חלשים המחזיקים את שרשראות הפולימר שלהם יחד. לתרמוסטים יש מבנה צולב, עם קשרים קוולנטיים חזקים בין שרשראות פולימר.
• 4. מאפיינים מכניים: לתרמופלסטיים יש בדרך כלל חוזק וקשיחות נמוכים יותר בהשוואה לתרמוסטים. תרמוסטים, לאחר ריפוי, מציגים יציבות מימדית מעולה, חוזק גבוה ועמידות בפני חום וכימיקלים.
• 5. יישומים: תרמופלסטיים משמשים בדרך כלל במוצרים הדורשים גמישות, כגון חומרי אריזה, צינורות ורכיבי רכב. תרמוסטים משמשים ביישומים הדורשים חוזק ועמידות גבוהים, כגון חלקי מטוסים, מבודדים חשמליים וחומרים מרוכבים.

סיכום

לסיכום, תרמופלסטיים ותרמוסיפים הם שני סוגים של פולימרים בעלי תכונות והתנהגויות שונות. ההבדל העיקרי בין השניים טמון בתגובתם לחום וביכולתם להתעצב מחדש. ניתן להמיס ולעצב מחדש תרמופלסטיים מספר פעמים מבלי לעבור כל שינוי כימי משמעותי, בעוד שתרמוסטים עוברים תגובה כימית במהלך הריפוי, אשר הופכת אותם באופן בלתי הפיך למצב מוקשה ומצולב. הבנת ההבדלים בין תרמופלסטיים לתרמוסטים חשובה לבחירת החומר המתאים ליישום נתון.