¿Cuáles son las diferencias entre las resinas termoplásticas y termoestables?

Las resinas poliméricas termoplásticas son extremadamente comunes, y estamos en contacto con las resinas termoplásticas constantemente. Las resinas termoplásticas son más comúnmente no reforzadas, es decir, la resina se forma en formas y no tienen ningún refuerzo que proporcione resistencia.

Ejemplos de resinas termoplásticas comunes usadas hoy en día, y productos fabricados por ellos incluyen:

  • PET - Botellas de agua y soda
  • Polipropileno - Contenedores de embalaje
  • Policarbonato - Lentes de vidrio de seguridad
  • PBT - Juguetes para niños
  • Vinilo - Marcos de ventanas
  • Polietileno - Bolsas de supermercado
  • PVC - Tuberías
  • PEI - Reposabrazos para aviones
  • Nylon - Calzado

Muchos productos termoplásticos utilizan fibras cortas discontinuas como refuerzo. La mayoría de las veces fibra de vidrio, pero también fibra de carbono. Esto aumenta las propiedades mecánicas y es técnicamente considerado un compuesto reforzado con fibra, sin embargo, la resistencia no es tan comparable a los compuestos reforzados con fibra continua.

En general, los compuestos de FRP se refieren al uso de fibras de refuerzo con una longitud de 1/4" o más. Recientemente, se han utilizado resinas termoplásticas con fibra continua para crear productos compuestos estructurales. Hay algunas ventajas y desventajas que tienen los compuestos termoplásticos frente a los compuestos termoestables.

Ventajas de los compuestos termoplásticos

Hay dos ventajas principales de los compuestos termoplásticos. La primera es que muchas resinas termoplásticas tienen una mayor resistencia al impacto que los compuestos termoestables comparables. En algunos casos, la diferencia es de hasta 10 veces la resistencia al impacto.

La otra gran ventaja de los compuestos termoplásticos es la reforma de la capacidad. Los compuestos termoplásticos crudos, a temperatura ambiente, están en estado sólido. Cuando el calor y la presión impregnan una fibra de refuerzo, ocurre un cambio físico; no una reacción química como con un termoestable.

Esto permite que los compuestos termoplásticos sean reformados y remodelados. Por ejemplo, una varilla de compuesto termoplástico pultrusionado puede ser calentada y moldeada de nuevo para que tenga una curvatura. Esto no es posible con las resinas termoendurecibles. Esto también permite el reciclaje del compuesto termoplástico al final de su vida útil. (En teoría, aún no es comercial).

Propiedades y beneficios de las resinas termoestables

Los compuestos tradicionales de polímero reforzado con fibra, o compuestos de FRP para abreviar, utilizan una resina termoendurecible como matriz, que mantiene la fibra estructural firmemente en su lugar. La resina termoendurecible común incluye:

  • Resina de poliéster
  • Resina Vinyl Ester
  • Epoxi
  • Fenólico
  • Uretano

La resina termoendurecible más común que se utiliza hoy en día es una resina de poliéster, seguida del éster de vinilo y el epoxi. Las resinas termoendurecibles son populares debido a que no se curan, a temperatura ambiente, se encuentran en estado líquido. Esto permite la impregnación conveniente de fibras de refuerzo tales como fibra de vidrio, fibra de carbono o Kevlar.

Como ya se ha mencionado, es fácil trabajar con una resina líquida a temperatura ambiente. Los laminadores pueden eliminar fácilmente todo el aire durante la fabricación, y también permite la capacidad de fabricar rápidamente productos utilizando una bomba de vacío o de presión positiva. (Fabricación de Moldes Cerrados) Más allá de la facilidad de fabricación, las resinas termoendurecibles pueden exhibir excelentes propiedades a un bajo costo de materia prima.

Las propiedades de las resinas termoestables incluyen:

  • Excelente resistencia a disolventes y corrosivos
  • Resistencia al calor y a las altas temperaturas
  • Resistencia a la fatiga
  • Elasticidad a medida
  • Excelente adherencia
  • Excelente acabado (pulido, pintura, etc.)

En una resina termoendurecible, las moléculas de resina cruda no curada se cruzan entre sí a través de una reacción química catalítica. A través de esta reacción química, la mayoría de las veces exotérmica, la resina crea enlaces extremadamente fuertes entre sí, y la resina cambia de estado de líquido a sólido.

Una resina termoendurecible, una vez catalizada, no puede ser reversible ni reformada. Es decir, una vez que se forma un compuesto termoestable, no puede ser remodelado o remodelado. Debido a esto, el reciclaje de los compuestos termoestables es extremadamente difícil. La resina termoendurecible en sí misma no es reciclable, sin embargo, hay algunas empresas nuevas que han eliminado con éxito la resina a través de la pirólisis y son capaces de recuperar la fibra de refuerzo.

Desventajas de los termoplásticos

Debido a que la resina termoplástica se encuentra naturalmente en estado sólido, es mucho más difícil personificar la fibra de refuerzo. La resina debe ser calentada hasta el punto de fusión, y se requiere presión para impregnar las fibras, y el compuesto debe ser enfriado bajo esta presión. Esto es complejo y muy diferente de la fabricación tradicional de compuestos termoestables. Se deben utilizar herramientas, técnicas y equipos especiales, muchos de los cuales son costosos. Esta es la mayor desventaja de los compuestos termoplásticos.

Los avances en la tecnología termoestable y termoplástica están ocurriendo constantemente. Hay un lugar y un uso para ambos, y el futuro de los compuestos no favorece a uno sobre el otro.

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