Термопласты – это пластмассы, которые становятся мягкими при нагревании и затвердевают при охлаждении. При литье под давлением обычно используются термопласты: материал нагревается, а затем впрыскивается под высоким давлением в форму.
Понятно, что главное качество термопластов состоит в том, что они плавятся при высоких температурах. Эта характеристика является результатом молекулярной структуры этих полимеров, которая имеет слабые электрические связи между молекулами мономера. Такая структура, включающая повторяющиеся единицы молекулярных нитей, означает, что термопласты легко размягчаются, формуются и даже переформовываются при необходимости, что облегчает их переработку.
Эти молекулярные характеристики также означают, что термопласты обладают отличными электрическими свойствами, низким значением коэффициента трения (COF) и стабильностью размеров, что делает их идеальным выбором для многих функциональных компонентов. Однако существуют разные типы термопластов с разной молекулярной структурой и конкретными характеристиками, поэтому правильный выбор является ключом к обеспечению соответствия конечной детали требованиям использования.
Различные типы термопластов можно разделить на две основные категории в зависимости от их молекулярной структуры. Они известны как аморфные и кристаллические полимеры.
Молекулярные цепи кристаллических полимеров имеют правильную структуру и плотно упакованы. Это «кристаллическое» качество делает структуру этих полимеров очень организованной и восприимчивой к радикальным структурным изменениям при определенных температурах.
Напротив, аморфные полимеры имеют более текучую молекулярную структуру. Благодаря цепочкам молекул, которые расположены случайным образом и наслоены друг вокруг друга, свойства этих полимеров гораздо более гибки к изменению температуры, чем кристаллические термопласты.
Эти различные молекулярные структуры придают каждому типу термопласта разные характеристики.
Ключевые характеристики кристаллических полимеров:
- Они быстро превращаются из твердого состояния в расплавленное при определенной температуре плавления, поэтому формование этих полимеров может быть капризным процессом.
- Близкая молекулярная структура обычно придает им непрозрачный внешний вид и может затруднить их соединение с другими пластиками или материалами с использованием клеев или растворителей.
Их упорядоченная молекулярная конструкция делает эти полимеры структурно прочными. Это означает, что кристаллические полимеры устойчивы к нагрузкам веса и многократному трению. Их способность противостоять растрескиванию и износу делает их хорошим выбором для конструкций, требующих повторяющихся движений или несущих способностей.
Напротив, качества аморфных термопластов включают:
- Более постепенное размягчение твердого пластика в расплавленный при изменении температуры, что облегчает формование и повторное формование по сравнению с кристаллическими полимерами.
- Более гибкая структура означает, что полимеры часто имеют полупрозрачный внешний вид и легко соединяются с другими пластиками и материалами с помощью клеев и растворителей.
- Неупорядоченная молекулярная конструкция делает их неспособными выдерживать значительный вес или движения трения, а это означает, что они лучше всего подходят для структурных применений, которые не подвергаются значительным нагрузкам.
Короче говоря, кристаллические термопласты больше подходят для функциональных компонентов, работающих в тяжелых условиях под нагрузками, тогда как аморфные полимеры подходят для деталей, которые должны быть более эстетически гибкими или соединяться с другими материалами.
Эти знания помогают сразу исключить из вашего списка определенные пластики, исходя из необходимой функции вашего компонента. Однако есть дополнительные классификации, которые вы можете учесть, чтобы еще больше сузить выбор полимеров.
Существует несколько полимеров, происходящих из аморфных и кристаллических категорий, каждый из которых имеет особые характеристики, а также разную цену. В рамках двух основных категорий термопластов каждый пластик попадает в одну из трех областей:
- Высокоэффективные полимеры
- Технические полимеры
- Обычные полимеры
Обычно высокоэффективные полимеры стоят дороже из-за их способности выдерживать высокие температуры и сохранять прочность и химическую стойкость в условиях износа. По мере перехода от высокоэффективных характеристик к техническим и к обычным полимерам стоимость, термостойкость и прочность пластика падают.
Это означает, что для того, чтобы правильно выбрать термопласт для вашей детали, вам необходимо учитывать требования к использованию конечных компонентов и характеристики, необходимые для выполнения своих функций. Это поможет вам определить, нужен ли вам аморфный или кристаллический термопласт, и должен ли он быть полимером с высокими эксплуатационными характеристиками, техническим или обычным полимером.
