Termoplastik vs Resin Termoset (Komposit)

Penggunaan termoplastik polimer resin sangat luas dan kebanyakan dari kita berhubungan dengan mereka dalam satu atau lain bentuk cukup banyak setiap hari. Contoh-contoh resin termoplastik umum dan produk yang diproduksi dengannya meliputi:

• MEMBELAI (botol air dan soda)
• Polypropylene (wadah kemasan)
• Polycarbonate (lensa kaca pengaman)
• PBT (mainan anak-anak)
• Vinyl (bingkai jendela)
• Polyethylene (tas belanjaan)
• PVC (pipa ledeng)
• PEI (sandaran tangan pesawat)
• Nilon (alas kaki, pakaian)

Termoplastik dalam bentuk komposit paling sering tidak diperkuat, artinya, resin dibentuk menjadi bentuk-bentuk yang hanya mengandalkan serat pendek dan tak-terputus-putus dari mana serat-serat itu dibentuk untuk mempertahankannya struktur. Di sisi lain, banyak produk yang dibentuk dengan teknologi termoset ditingkatkan dengan elemen-elemen struktural lainnya — umumnya fiberglass dan Fiber Karbon—Untuk penguatan.

Kemajuan dalam teknologi termoset dan termoplastik sedang berlangsung dan pasti ada tempat untuk keduanya. Sementara masing-masing memiliki set sendiri pro dan kontra, apa yang akhirnya menentukan materi mana yang paling cocok untuk setiap aplikasi diberikan ke a sejumlah faktor yang dapat mencakup salah satu atau semua hal berikut: kekuatan, daya tahan, fleksibilitas, kemudahan / biaya pembuatan, dan daur ulang.

Komposit termoplastik menawarkan dua keuntungan utama untuk beberapa aplikasi manufaktur: Yang pertama adalah bahwa banyak komposit termoplastik memiliki resistensi dampak yang meningkat terhadap termos yang sebanding. (Dalam beberapa kasus, perbedaannya bisa 10 kali lipat dari resistensi dampak.)

Keuntungan utama lain dari komposit termoplastik adalah kemampuannya untuk dibuat lunak. Resin termoplastik mentah padat pada suhu kamar, tetapi ketika panas dan tekanan menghimpun serat penguat, a perubahan fisik terjadi (namun, itu bukan reaksi kimia yang menghasilkan perubahan permanen dan tidak dapat dikembalikan). Inilah yang memungkinkan komposit termoplastik dibentuk kembali dan dibentuk kembali.

Misalnya, Anda dapat memanaskan batang komposit termoplastik pultrud dan mencetaknya kembali untuk memiliki kelengkungan. Setelah didinginkan, kurva akan tetap, yang tidak mungkin dengan resin termoset. Properti ini menunjukkan janji luar biasa untuk masa depan daur ulang produk komposit termoplastik ketika penggunaan aslinya berakhir.

Meskipun dapat dibuat lunak melalui aplikasi panas, karena keadaan alami resin termoplastik padat, sulit untuk menghamilinya dengan serat penguat. Resin harus dipanaskan titik leleh dan tekanan harus diterapkan untuk mengintegrasikan serat, dan kemudian, komposit harus didinginkan, semua masih di bawah tekanan.

Perkakas khusus, teknik, dan peralatan harus digunakan, banyak di antaranya mahal. Prosesnya jauh lebih kompleks dan mahal daripada pembuatan komposit termoset tradisional.

Dalam resin termoset, molekul resin mentah yang tidak diawetkan disilangkan melalui reaksi kimia katalitik. Melalui reaksi kimia ini, paling sering eksotermik, molekul-molekul resin menciptakan ikatan yang sangat kuat satu sama lain, dan resin berubah dari cairan menjadi padat.

Secara umum, polimer yang diperkuat serat (FRP) mengacu pada penggunaan serat penguat dengan panjang 1/4-inci atau lebih besar. Komponen-komponen ini meningkatkan sifat mekanis, meskipun mereka dipertimbangkan secara teknis komposit yang diperkuat serat, kekuatannya hampir tidak sebanding dengan yang diperkuat serat terus menerus komposit.

Komposit FRP tradisional menggunakan resin termoseting sebagai matriks yang menahan serat struktural pada tempatnya. Resin termoseting umum meliputi:

• Resin poliester
• Resin Ester Vinil
• Epoksi
• Fenolik
• Uretan
• Resin termoseting yang paling umum digunakan saat ini adalah a resin poliester, diikuti oleh vinil ester, dan epoksi. Resin termoset populer karena tidak diawetkan dan suhu kamar, mereka dalam keadaan cair, yang memungkinkan untuk impregnasi nyaman serat penguat seperti fiberglass, serat karbon, atau Kevlar.

Resin cair suhu-kamar cukup mudah untuk digunakan, meskipun memerlukan ventilasi yang memadai untuk aplikasi produksi di udara terbuka. Dalam laminasi (pembuatan cetakan tertutup), resin cair dapat dibentuk dengan cepat menggunakan vakum atau pompa tekanan positif, memungkinkan untuk produksi massal. Di luar kemudahan pembuatannya, resin termoset menawarkan banyak keuntungan, seringkali menghasilkan produk-produk unggulan dengan biaya bahan baku rendah.

Kualitas yang menguntungkan dari resin termoset meliputi:

• Sangat tahan terhadap pelarut dan korosi
• Ketahanan terhadap panas dan suhu tinggi
• Kekuatan kelelahan tinggi
• Elastisitas yang disesuaikan
• Adhesi yang sangat baik
• Kualitas finishing yang sangat baik untuk memoles dan melukis

Resin termoset, setelah dikatalisasi, tidak dapat dibalik atau dibentuk ulang, artinya, begitu komposit termoset terbentuk, bentuknya tidak dapat diubah. Karena itu, daur ulang komposit termoset sangat sulit. Resin termoset sendiri tidak dapat didaur ulang, namun, beberapa perusahaan baru telah berhasil mengeluarkan resin komposit melalui proses anaerob yang dikenal sebagai pirolisis dan setidaknya mampu memperoleh kembali penguat serat.