اللدائن الحرارية مقابل راتنجات ثرموست (مركبات)

استخدام لدائن حرارية بوليمر تنتشر الراتنجات على نطاق واسع للغاية ويتصل معظمنا بها بشكل أو بآخر كل يوم. تتضمن أمثلة راتنجات البلاستيك الحراري الشائعة والمصنعة معها:

• حيوان اليف (زجاجات المياه والصودا)
• البولي بروبلين (حاويات التعبئة)
• البولي (عدسات زجاج الأمان)
• PBT (لعب الأطفال)
• الفينيل (إطارات النافذة)
• بولي ايثيلين (أكياس البقالة)
• PVC (مواسير السباكة)
• PEI (مساند ذراع للطائرة)
• نايلون (أحذية ، ملابس)

لا يتم تعزيز اللدائن الحرارية في شكل مركبات في الغالب ، مما يعني أن الراتنج يتشكل الأشكال التي تعتمد فقط على الألياف القصيرة والمتقطعة التي تتكون منها للحفاظ على بناء. من ناحية أخرى ، يتم تحسين العديد من المنتجات التي تم تشكيلها باستخدام تقنية الثرموست بعناصر هيكلية أخرى - غالبًا الألياف الزجاجية و ألياف كربونيه- للتعزيز.

لا يزال التقدم في تقنية اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية مستمرًا وهناك بالتأكيد مكان لكليهما. في حين أن لكل منها مجموعته الخاصة من الإيجابيات والسلبيات ، فإن ما يحدد في النهاية المادة الأكثر ملاءمة لأي تطبيق معين يرجع إلى عدد العوامل التي قد تتضمن أيًا أو كلًا مما يلي: القوة والمتانة والمرونة وسهولة / حساب التصنيع ، و قابلية إعادة التدوير.

تقدم المركبات البلاستيكية الحرارية ميزتين رئيسيتين لبعض تطبيقات التصنيع: الأولى هي أن العديد من مركبات البلاستيك الحراري لديها مقاومة متزايدة للصدمات الحرارية. (في بعض الحالات ، يمكن أن يصل الفرق إلى 10 أضعاف مقاومة التأثير.)

الميزة الرئيسية الأخرى لمركبات البلاستيك الحراري هي قدرتها على أن تصبح قابلة للطرق. تكون راتنجات البلاستيك الحراري الخام صلبة عند درجة حرارة الغرفة ، ولكن عندما تشرب الحرارة والضغط أليافًا معززة ، أ التغيير الجسدي يحدث (ومع ذلك ، فإنه ليس تفاعلًا كيميائيًا ينتج عنه تغيير دائم لا رجعة فيه). هذا ما يسمح بإعادة تشكيل وإعادة تشكيل المركبات البلاستيكية الحرارية.

على سبيل المثال ، يمكنك تسخين قضيب مركب بالحرارة اللبية وإعادة تشكيله للحصول على انحناء. بمجرد تبريده ، سيبقى المنحنى غير ممكن مع راتنجات الثرموست. تظهر هذه الخاصية وعدًا هائلاً بمستقبل إعادة تدوير المنتجات المركبة من البلاستيك الحراري عند انتهاء استخدامها الأصلي.

في حين أنه يمكن جعله مرنًا من خلال تطبيق الحرارة ، نظرًا لأن الحالة الطبيعية لراتنج البلاستيك الحراري صلبة ، فمن الصعب تشريبه بألياف تقوية. يجب تسخين الراتنج نقطة الانصهار ويجب تطبيق الضغط لدمج الألياف ، وبعد ذلك ، يجب تبريد المركب ، وكل ذلك تحت الضغط.

يجب استخدام أدوات وتقنيات ومعدات خاصة ، وكثير منها غالي الثمن. هذه العملية أكثر تعقيدًا وأغلى بكثير من التصنيع التقليدي المركب بالحرارة.

في راتنج بالحرارة ، يتم عبور جزيئات الراتينج الخام غير المعالج من خلال تفاعل كيميائي تحفيزي. من خلال هذا التفاعل الكيميائي ، غالبًا ما تكون طاردة للحرارة ، تخلق جزيئات الراتنجات روابط قوية للغاية مع بعضها البعض ، ويتغير الراتنج من حالة سائلة إلى صلبة.

بشكل عام ، يشير البوليمر المقوى بالألياف (FRP) إلى استخدام ألياف تقوية بطول 1/4-inch أو أكبر. هذه المكونات تزيد من الخواص الميكانيكية ، على الرغم من أنها تعتبر من الناحية الفنية مركبات مدعمة بالألياف ، لا يمكن مقارنتها بقوة الألياف المدعمة المستمرة المركبات.

تستخدم مركبات FRP التقليدية راتنجات بالحرارة كمصفوفة تثبت الألياف الهيكلية في مكانها. راتنجات بالحرارة الشائعة تشمل:

• راتنج البوليستر
• راتنج فينيل إستر
• الايبوكسي
• الفينول
• يوريتان
• إن راتنج الصقل الحراري الأكثر استخدامًا اليوم هو راتنجات البوليستر، يليه إستر فينيل ، وإيبوكسي. راتنجات بالحرارة شائعة لأنها غير مضمونة وفي درجة حرارة الغرفة، إنها في حالة سائلة ، مما يسمح بتلقيح مناسب لألياف تقوية مثل الألياف الزجاجيةأو ألياف الكربون أو كيفلر.

راتنج السائل في درجة حرارة الغرفة سهل إلى حد ما للعمل معه ، على الرغم من أنه يتطلب تهوية كافية لتطبيقات الإنتاج في الهواء الطلق. في التصفيح (تصنيع قوالب مغلقة) ، يمكن تشكيل الراتنج السائل بسرعة باستخدام فراغ أو مضخة ضغط إيجابية ، مما يسمح بالإنتاج الضخم. إلى جانب سهولة التصنيع ، تقدم راتنجات الحرارة الكثير من الضجة مقابل المنتج ، وغالبًا ما تنتج منتجات فائقة بتكلفة منخفضة للمواد الخام.

الصفات المفيدة لراتنجات الثرموست تشمل:

• مقاومة ممتازة للمذيبات والمواد المسببة للتآكل
• مقاومة للحرارة ودرجات الحرارة العالية
• قوة عالية من التعب
• مرونة مصممة
• التصاق ممتاز
• صفات تشطيب ممتازة للتلميع والرسم

راتنجات بالحرارة ، بمجرد تحفيزها ، لا يمكن عكسها أو إعادة تشكيلها ، بمعنى أنه بمجرد تكوين مركب بالحرارة ، لا يمكن تغيير شكله. وبسبب هذا ، فإن إعادة تدوير مركبات الثرموست صعبة للغاية. راتنج Thermoset نفسه غير قابل لإعادة التدوير ، ومع ذلك ، نجحت بعض الشركات الجديدة في إزالة الراتنجات منه المركبات من خلال عملية لا هوائية تعرف باسم الانحلال الحراري وتكون على الأقل قادرة على استعادة التعزيز الأساسية.