Что такое термопласты и реактопласты

Все полимерные материалы или пластмассы делятся на две категории — реактопласты и термопласты. Каждая из этих групп отличается структурой и свойствами, которые определяют область применения и условия эксплуатации готовы изделий. Далее мы подробно расскажем, что такое термопласты и реактопласты, в чем их главные особенности.

Виды и свойства термопластов

Термопластичные полимеры или термопласты — это материалы, которые при нагревании становятся вязкотекучими, а при охлаждении — отверждаются. Причем процесс перехода из одного состояния в другое может происходить бесконечное количество раз. Данное свойство дает возможность многократно повторять переработку конечной продукции, что позволяет удешевить изготовление и снизить уровень отходов. При этом физические свойства и химический состав изделий остается неизменным.

Ходовыми представителями термопластов являются:

• Полиэтилены;
• Поликарбонаты;
• Полистиролы;
• Полиимиды;
• Полипропилены и многие другие полимерные материалы.

Переработка термопластов чаще всего осуществляется методом литья под давления и экструзии. Возможно применение вакуумного формования и выдувания.

В составе пластмассы присутствуют нитевидные несшитые макромолекулы. Именно они придают гранулам и готовым изделиям повышенную прочность и твердость в обычных условиях. Но при температуре более +100°C размягчаются. При последующем нагреве, материал переходит в пастообразное с дальнейшей трансформацией в жидкое состояние. Данные свойства обеспечивают легкую сварку и придание необходимой формы на этапе производства.

Отвечая на вопрос, что такое термопласты и реактопласты, нельзя не упомянуть о целлюлозе. Этот материал обладает линейной структурой макромолекул. Но он не относится к категории термопластов, поскольку у него температура деформации ниже температуры текучести.

Большинство термопластических полимеров не растворяются в воде, т.е. являются малогигроскопичными. При этом материалы отличаются следующими свойствами:

• Горючие;
• Не вступают в химические реакции с агрессивными средами (например, щелочами);
• Не проводят ток.

В зависимости от того, как изделия реагируют на наложение электрических полей, различают полярные и неполярные термопласты.

Термопластичные пластики разделяют еще на два типа: однородные и наполненные. Первые называют смолами, которые могут иметь природное и искусственное происхождение. При добавлении наполнителей, пластмассы существенно изменяют свои характеристики. Известными примерами наполненных термопластов являются углепластики, где наполнителем выступает углеволокно. Существует также материалы, в которое добавляют антистатики, антипирены и прочие элементы.

Виды и свойства реактопластов

Реактопласты или термореактивные пластмассы представляют собой полимерные композиции, которые при нагреве приобретают сшитую сетчатую структуру за счет прохождения химической реакции (процесс отверждения). В результате образовывается твердый и нерастворимый материал, не способный плавиться. Процесс является необратимым, поэтому после достижения необходимой твердости, полимер не подлежит повторной переработке. При попытках вновь переработать неплавкий материал, волокна просто деформируются и возгораются.

Благодаря сшитой трехмерной структуре, полученные композиции приобретают следующие особенности:

• Высокая прочность на разрыв;
• Хорошая эластичность и хрупкость;
• Низкий коэффициент теплового расширения в сравнении с термопластами;
• Возможность применения при повышенных температурах, в отличие от тех же термопластов.

Переработка реактопластов — это сложный процесс, требующий соблюдения интервалов и температур. Выход за допустимые пределы может привести к снижению качества материала и производственному браку.

В зависимости от используемой основы, реактопласты делятся на следующие виды:

В производстве многих изделий используют не чистое сырье, а композитные смеси с добавлением наполнителей. Это связано с высокой усадкой чистого полимера. В качестве добавок могут использоваться: целлюлоза, волокнистые вещества, кварцевый песок и прочие материалы.

Какой группе полимеров принадлежат ППУ и ТПУ?

Рассматривая вопрос о том, что такое термопласты и реактопласты, нельзя обойти стороной полиуретаны. Классификация этих материалов — задача не из легких.

Условно полиуретан можно считать реактопластом, поскольку его основа затвердевает за счет изоцианатного вещества с формированием сшитых макромолекул. То же самое касается пенополиуретана (ППУ), в структуре которого присутствуют газовые пузырьки. В результате можно получить жесткий или эластичный материал, в зависимости от набора компонентов и степени сшивки. Данный полимер не имеет способности к переходу к вязкотекучему состоянию при воздействии высокими температурами.

Во второй половине XX века американские ученые разработали термопластичный полиуретан, а со временем и пенополиуретан. Эти материалы сделаны на основе различных полиэфиров и алифатического изоцианата. Обычно термопластичные полиуретаны (ТПУ) имеют один компонент. Разновидность применяемого вещества определяет свойства готовых изделий.

ТПУ объединяет в себе высокую эластичность каучуков при различных температурах и жесткость пластмассе. Несмотря на относительно легкий вес, материал имеет высокую прочность на разрыв, износостойкость, химическую инертность. Благодаря таким характеристикам, ТПУ заместил на рынке многие виды резин, пластмасс и даже металлических сплавов.

Мы постарались максимально подробно рассказать, что такое термопласты и реактопласты, а также какие свойства они имеют.