Main Difference – Thermoplastic vs Thermosetting Plastic（熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックの違い

熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックは、熱の存在下での挙動に基づいて区別される、2つの異なるクラスのポリマーです。

熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックの主な違いは、熱可塑性材料は融点が低いため、熱にさらすことで再成形やリサイクルが可能であることです。

熱硬化性プラスチックは、熱可塑性プラスチックとは異なり、高温にさらされても剛性を失わない。

そのため、熱硬化性材料は熱を加えても改質・再成形・リサイクルすることができない。

熱可塑性樹脂とは

熱可塑性樹脂とは、熱を加えると簡単に溶けたり柔らかくなったりして再利用できる樹脂のことである。

そのため、一般的には1工程で生産され、後工程で必要な成形品に変換される。

さらに、熱可塑性プラスチックは、モノマー分子間に共有結合があり、ポリマー鎖間には二次的な弱いファンデルワール相互作用があります。

この弱い結合は、熱によって切断され、分子構造を変化させることができる。

図1.および図2.は、熱可塑性プラスチックの分子間相互作用が熱の存在下でどのように変化するかを示している。

軟化した熱可塑性樹脂を金型に入れ、冷却して目的の形状にすることができる。

ガラス転移温度（Tg）よりかなり低い温度で冷却すると、モノマー鎖間の弱いファンデルワールス結合が可逆的に形成され、材料が硬くなり、成形品として使用できるようになる。

そのため、この種のポリマーは、再加熱するたびに新しい成形品に再成形できるため、容易にリサイクルや再成形が可能である。

アクリル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ナイロン、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、テフロン、ポリ塩化ビニルなどは、熱可塑性材料のいくつかの例です。

これらの熱可塑性プラスチックのうち、ポリベンズイミダゾール、テフロンなどは融点が高いため、熱安定性に優れた材料です。

熱硬化性プラスチックとは

熱硬化性樹脂

Unlike thermoplastics, thermosetting plastics have superior properties like high thermal stability, high rigidity, high dimensional stability, resistant to creep or deformation under load, high electrical and thermal insulating properties, etc. This is simply because thermosetting plastics are highly cross-linked polymers that have a three-dimensional network of covalently bonded atoms. The strong cross-linked structure shows resistance to higher temperatures which provides greater thermal stability than thermoplastics. Therefore, these materials cannot be recycled, remoulded, or reformed upon heating. The Figure 3. and 4. illustrate the changes that occur in intermolecular interactions of thermosetting polymers under high temperatures.Thermosetting plastic will become softer with the presence of heat, but it will not be able to shape or form to any greater extent, and will definitely not flow. Typical examples of thermosetting plastics are,

フェノール類とアルデヒド類が反応してできるフェノール樹脂。

一般に、電気部品、ラジオやテレビのキャビネット、バックル、取っ手などに使用される。

フェノールは色が濃い。

そのため、幅広い色調を得ることは困難です。

ホルムアルデヒドと尿素またはメラミンとの反応によって生成されるアミノ樹脂。

軽量な食器に使用される。

フェノール樹脂とは異なり、透明です。

だから、彼らは軽いパステル調の色合いを使用して充填し、着色することができる。

グリコールとジハライドから合成されるエポキシ樹脂。

これらの樹脂は、過度に表面コーティングとして使用されています。

熱可塑性プラスチックと熱硬化性プラスチックの違い

分子間相互作用

熱可塑性プラスチックは、モノマー間の共有結合とモノマー鎖間の弱いファンデルワールス相互作用があります。

熱硬化性プラスチックは、強い架橋と、共有結合した原子の3次元ネットワークを持っています。

プラスチックの剛性は、構造中の架橋の数によって増加する。

合成

熱可塑性プラスチックは、付加重合により合成される。

熱硬化性プラスチックは、縮合重合によって合成される。

処理方法

熱可塑性プラスチックは、射出成形、押出成形、ブロー成形、熱成形、回転成形で加工されます。

熱硬化性プラスチックは、圧縮成形、反応射出成形で加工されます。

分子量

熱可塑性プラスチックは、熱硬化性プラスチックに比べ、分子量が小さい。

熱硬化性プラスチックは分子量が大きい。

物性値

| 物性表｜熱可塑性樹脂｜熱硬化性樹脂｜｜低融点｜高融点
| 物理的性質｜融点｜低｜高
| 引張強さ｜低い｜高い
| 熱安定性｜低いが、冷却すると固体になる。

| 高いが、高温で分解する。

|
| 剛性｜低い｜高い
| 脆さ｜低め｜高め
| 再利用性｜リサイクル、再成形、加熱による改質能力｜高温での剛性保持能力を持っています。

そのため、加熱による再利用や再成形ができない。

例

熱可塑性プラスチックとしては、ナイロン、アクリル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、テフロン等が挙げられる。

熱硬化性プラスチックとしては、フェノール、エポキシ、アミノ、ポリウレタン、ベークライト、加硫ゴム等が挙げられる。

コーウィー, J. M. G.; ポリマー: 高分子：現代材料の化学と物理, Intertext Books, 1973.

高分子の力学的性質に関する入門書, Wiley, 1993.

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