Resinas termoplásticas frente a resinas termoestables

El uso de resinas poliméricas termoplásticas está extremadamente extendido y la mayoría de nosotros nos ponemos en contacto con ellas de una forma u otra casi todos los días. Los ejemplos de resinas termoplásticas comunes y productos fabricados con ellas incluyen:

• PET (botellas de agua y refrescos)
• Polipropileno (envases de embalaje)
• Policarbonato (lentes de vidrio de seguridad)
• PBT (juguetes para niños)
• Vinilo (marcos de ventanas)
• Polietileno (bolsas de supermercado)
• PVC (tubería de fontanería)
• PEI (reposabrazos de avión)
• Nylon (calzado, ropa)

Estructura termoestable versus termoplástica

Los termoplásticos en forma de compuestos generalmente no se refuerzan, lo que significa que la resina se forma en formas que se basan únicamente en las fibras cortas y discontinuas de las que están compuestos para mantener su estructura. Por otro lado, muchos productos formados con tecnología termoestable se mejoran con otros elementos estructurales, más comúnmente fibra de vidrio y fibra de carbono, para refuerzo.

Los avances en tecnología termoestable y termoplástica están en curso y definitivamente hay un lugar para ambos. Si bien cada uno tiene su propio conjunto de pros y contras, lo que finalmente determina qué material es el más adecuado para cualquier aplicación se reduce a una serie de factores que pueden incluir cualquiera o todos los siguientes: resistencia, durabilidad, flexibilidad, facilidad / gasto de fabricación y reciclabilidad.

Ventajas de los compuestos termoplásticos

Los compuestos termoplásticos ofrecen dos ventajas principales para algunas aplicaciones de fabricación: la primera es que muchos compuestos termoplásticos tienen una mayor resistencia al impacto de termoestables comparables. (En algunos casos, la diferencia puede ser hasta 10 veces la resistencia al impacto).

La otra gran ventaja de los compuestos termoplásticos es su capacidad para volverse maleables. Las resinas termoplásticas crudas son sólidas a temperatura ambiente, pero cuando el calor y la presión impregnan una fibra de refuerzo, se produce un cambio físico (sin embargo, no es una reacción química que resulta en un cambio permanente, no reversible). Esto es lo que permite que los compuestos termoplásticos se vuelvan a formar y a dar forma.

Por ejemplo, podría calentar una varilla de material compuesto termoplástico pultruido y volver a moldearla para que tenga una curvatura. Una vez enfriada, la curva permanecería, lo que no es posible con las resinas termoestables. Esta propiedad muestra una gran promesa para el futuro del reciclaje de productos compuestos termoplásticos cuando finaliza su uso original.

Desventajas de los compuestos termoplásticos

Si bien puede hacerse maleable mediante la aplicación de calor, debido a que el estado natural de la resina termoplástica es sólido, es difícil impregnarlo con fibra de refuerzo. La resina se debe calentar hasta el punto de fusión y se debe aplicar presión para integrar las fibras, y luego, el material compuesto se debe enfriar, todo bajo presión..

Se deben utilizar herramientas, técnicas y equipos especiales, muchos de los cuales son caros. El proceso es mucho más complejo y costoso que la fabricación tradicional de compuestos termoestables..

Propiedades y usos comunes de las resinas termoestables

En una resina termoestable, las moléculas de resina cruda sin curar se cruzan a través de una reacción química catalítica. A través de esta reacción química, a menudo exotérmica, las moléculas de resina crean enlaces extremadamente fuertes entre sí, y la resina cambia de estado de líquido a sólido..

En términos generales, el polímero reforzado con fibra (FRP) se refiere al uso de fibras de refuerzo con una longitud de 1/4 de pulgada o mayor. Sin embargo, estos componentes aumentan las propiedades mecánicas, aunque técnicamente se consideran compuestos reforzados con fibra, su resistencia no es tan comparable a la de los compuestos continuos reforzados con fibra.

Los compuestos FRP tradicionales usan una resina termoestable como la matriz que mantiene la fibra estructural firmemente en su lugar. La resina termoestable común incluye:

• Resina de poliester
• Resina de éster de vinilo
• Epoxy
• Fenólico
• Uretano
• La resina termoestable más común utilizada hoy en día es una resina de poliéster, seguida de éster de vinilo y epoxi. Las resinas termoendurecibles son populares porque, sin curar ya temperatura ambiente, están en estado líquido, lo que permite la impregnación conveniente de fibras de refuerzo como fibra de vidrio, fibra de carbono o Kevlar..

Beneficios de las resinas termoestables

La resina líquida a temperatura ambiente es bastante sencilla de trabajar, aunque requiere ventilación adecuada para aplicaciones de producción al aire libre. En la laminación (fabricación de moldes cerrados), la resina líquida puede conformarse rápidamente utilizando una bomba de vacío o de presión positiva, lo que permite la producción en masa. Más allá de la facilidad de fabricación, las resinas termoendurecibles ofrecen mucho dinero, a menudo producen productos superiores a un bajo costo de materia prima..