Transformacji z termoutwardzalnego materiału, polega na polimeryzacji , który jest nieodwracalne i powoduje ciała stałego, na ogół sztywnego produktu gotowego . Ta ostatnia jest nadająca się do infuzji, a zatem nie podlega transformacji, co uniemożliwia jej recykling .
Często jest wytwarzany przez sieciowanie , dwa składniki , z których jeden jest zwykle „ żywicą ”, reagują pod wpływem ciepła w obecności odczynników ( katalizatora i przyspieszacza polimeryzacji). Utworzona trójwymiarowa struktura (sieć) jest stabilna, posiada odporność termomechaniczną i chemiczną.
Słowo termoutwardzalny jest często nadużywane zamiast słowa termoutwardzalny i oznacza trójwymiarową sieć makrocząsteczkową . Ta ostatnia wynika albo z sieciowania polimerów liniowych (jednowymiarowych), albo z polimeryzacji monomerów, których średnia wartościowość jest większa niż 2 (w praktyce stosuje się mieszaninę monomerów o 2 i 3 punktach mocowania, aby nadać strukturze bardziej elastyczny.).
Prekursorami są często żywice w stanie półciekłym ( prepolimer ). Do formowania żywicę miesza się z wypełniaczami wzmacniającymi (takimi jak włókno szklane ) i / lub wypełnieniem (w szczególności w celu obniżenia kosztów: kreda, mączka drzewna, talk itp .).
Przykład polimeryzacji nienasyconej żywicy poliestrowej :
żywica + styren (+ wypełniacze, dodatki ) + katalizator, przyspieszacz (+ ciepło, ciśnienie w formie ) → nieodwracalna struktura usieciowana (mostkowanie łańcucha: sztywny uformowany materiał stały).
Może wystąpić polimeryzacja:
Reakcja chemiczna przekształca żywicę w sztywne, elastomerowe „ tworzywo sztuczne ” , tworząc węzły (trój- i czterowartościowe) sieciowania i ogniw łańcuchowych. Materiał roboczy jest na ogół płynny, proszkowy lub granulowany, przeznaczony do formowania w ostateczny kształt lub służący jako klej . Energia i dodane odczynniki powodują, że łańcuchy molekularne łączą się ze sobą, tworząc trójwymiarową sieć.
Materiał termoutwardzalny może być użyty tylko raz i po polimeryzacji staje się topliwy i nierozpuszczalny. Po stwardnieniu nie można już zmienić jego kształtu, żadne ogrzewanie nie pozwoli mu się stopić: nie nadaje się do recyklingu, ale mimo to można go włączyć do innych materiałów jako wzmocnienie.
Materiały termoutwardzalne są na ogół mocniejsze niż materiały termoplastyczne . Są uznawane za posiadające bardzo dobrą odporność elektryczną i mechaniczną, chemiczną (niereaktywne materiały) i ciepło.
Większość żywic stosowanych w przemyśle kompozytów to żywice termoutwardzalne.
| Produkt rodzinny | Pierwszy monomer lub prepolimer | Drugi monomer lub prepolimer lub środek sieciujący | Przykład nazwy handlowej | Główna aplikacja |
|---|---|---|---|---|
| Aminoplasty : żywice mocznikowo-formaldehydowe lub mocznikowo-formalinowe (UF) | Formaldehyd | Monomer łożysko amino -NH 2 grup : mocznik | Używany do produkcji pianek izolacyjnych , sklejki , płyt wiórowych i płyt pilśniowych średniej gęstości (MDF) | |
| Aminoplasty: żywice melaminowo-formaldehydowe lub melaminowo-formalinowe (MF) | Formaldehyd | Monomer łożysko amino -NH 2 grup : melamina i czasami thiocarbamide , cyjanamid wodoru lub dicyjanodiamid | Formica | Materiały użyte do powierzchni blatów |
| Te fenolowe lub fenolowo-formaldehydowe, żywice fenolowo-formaldehydowe: (PF) | Formaldehyd | Fenol | Bakelit | Materiały stosowane jako izolatory elektryczne |
| Polyepoksydy lub epoksydy, a nawet epoksyd przez nadużywanie języka (EP) | Monomery lub prepolimery epoksydowe | Środek sieciujący (czasami nazywany utwardzaczem): bezwodnik kwasowy , fenol lub najczęściej amina | Araldite | Mocny, ale drogi, stosowany w klejach i tworzywach sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym |
| Polibismaleimidy (BMI): termoutwardzalne poliimidy (PIRP) | Di- i / lub polibezwodnik kwasu | Di- i / lub poliamina | ||
| Usieciowane poliuretany (PUR) | Di- i / lub poliole | Di- i / lub poliizocyjaniany | ||
| Nienasycone poliestry (UP dla nienasyconych poliestrów ) | Nienasycony poliester | Monomery winylowe (zwłaszcza styren ) | Tania, średnia wydajność, często stosowana w tworzywach sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym | |
| Winyloestr (VE) | Prepolimer epoksydowy estryfikowany nienasyconym kwasem karboksylowym | Monomery winylowe (zwłaszcza styren) | Charakterystyka pośrednia pomiędzy EP i UP, stosowana zwłaszcza w kompozytach wzmocnionych włóknem szklanym |
Oprócz produktów wymienionych w tej tabeli możemy wymienić:
Więcej nazw handlowych polimerów termoutwardzalnych można znaleźć w rozdziale Plastik .
Przetwarzanie tworzyw sztucznych, w szczególności duroplastów, może narazić operatorów na działanie wielu niebezpiecznych chemikaliów .
W praktyce należy wyróżnić:
Te wielorakie pochodzenie wyjaśnia ogromną różnorodność związków chemicznych, które można znaleźć w atmosferze warsztatów tworzyw sztucznych. Niektóre z tych zanieczyszczeń mają działanie alergizujące , skórne lub oddechowe, inne drażniące , inne rakotwórcze , mutageny lub toksyczne dla rozrodczości .
Aby zapobiec ryzyku narażenia na te związki, należy w miarę możliwości wyeliminować stosowanie do rozmnażania związków rakotwórczych, mutagennych lub toksycznych, unikać kontaktu skóry z pozostałymi produktami oraz realizować aspiracje. możliwe do punktów emisji pozostałych zanieczyszczeń.