Thermodurcissables vs Thermoplastiques : définitions clés et différences fondamentales

Cet article propose une comparaison détaillée entre thermodurcissables et thermoplastiques. Bien que ces deux familles de polymères présentent des similitudes, leurs différences sont déterminantes pour le choix du matériau.

Les polymères thermoplastiques sont les plus courants en moulage par injection. Mais une autre catégorie a émergé dans l'industrie : les plastiques thermodurcissables.

L'association résines + thermodurcissables offre une alternative aux métaux et aux thermoplastiques pour les procédés de fabrication plastique. Selon les cas, les thermoplastiques ou les thermodurcissables seront plus adaptés. Certains fabricants utilisent même les deux pour des produits similaires, mais le produit final doit dicter le choix. Comprendre les différences est donc essentiel pour une décision éclairée.

Vue d'ensemble : thermodurcissables et thermoplastiques

Pour bien saisir la différence, examinons d'abord leurs caractéristiques individuelles.

Qu'est-ce qu'un thermoplastique ?

Un thermoplastique est une résine solide à température ambiante. Sous l'effet de la chaleur, il ramollit puis devient fluide (fusion des cristaux ou franchissement de la température de transition vitreuse). Son traitement ne fait intervenir aucune liaison chimique.

Ces résines, fournies sous forme de granulés, peuvent être fondues et moulées à répétition sans altérer leurs propriétés. Elles permettent le réchauffage, le recyclage et le remoulage. On les utilise en moulage par injection, extrusion et thermoformage. Elles résistent généralement au retrait et offrent une bonne résistance mécanique et élasticité.

Thermoplastiques courants :

• Acrylique (PMMA)
• Nylon (Polyamide)
• Acétal Copolymère (POM-C)
• Acétal Homopolymère (POM-H)
• Polycarbonate (PC)
• Polyéthylène (PE)
• Polystyrène (PS)
• Polypropylène (PP)
• Chlorure de polyvinyle (PVC)
• Téréphtalate de polyéthylène (PET)
• PTFE (Teflon)

Chaque grade possède des propriétés spécifiques, dictant son secteur d'emploi.

Qu'est-ce qu'un plastique thermodurcissable ?

Les thermodurcissables (ou polymères thermodurcissables) sont des résines liquides à température ambiante. Ils durcissent irreversiblement sous l'effet de la chaleur ou d'un agent de réticulation (durcisseur). La mise en œuvre se fait par moulage par transfert de résine (RTM) ou moulage par injection-réaction (RIM). Lors de la réticulation, les chaînes polymères forment un réseau tridimensionnel de liaisons covalentes fortes, infrangibles.

Après la première mise en forme thermique, les thermodurcis résistent fortement à la corrosion, à la chaleur et au fluage mécanique. Ils conviennent aux pièces exigeant un rapport résistance/poids élevé, des tolérances serrées et une tenue en température.

Quelle que soit la température appliquée ultérieurement, le matériau ne fond pas : il conserve sa forme. Une surchauffe excessive peut toutefois le dégrader à l'état solide.

Thermodurcissables courants :

• Phénoliques
• Silicones
• Mélamine
• Époxy
• Fluorure de polyvinylidène (PVDF)
• Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
• Polyuréthane
• Polyimide

Note : un même matériau peut exister sous forme thermoplastique et thermodurcissable (ex. polyester). Les thermodurcissables sont stockés à l'état liquide, en cuves ou gros contenants.

L'automobile, l'éclairage, l'électroménager et l'énergie privilégient ces polymères pour leur intégrité structurelle et leur résistance aux chocs et déformations.

Principales différences entre thermoplastiques et thermodurcissables

Bien que similaires par certains aspects, ces polymères diffèrent sur plusieurs points clés :

Point de fusion

La différence majeure réside dans le comportement thermique. Les thermoplastiques fondent à une température inférieure à leur température de dégradation. Les thermodurcissables, eux, ont une température de dégradation inférieure à leur point de fusion théorique (ils ne fondent pas, ils se décomposent).

Un thermoplastique peut être refondu et reformé après refroidissement. Un thermodurcissable, une fois réticulé, ne change plus de forme sous l'effet de la chaleur. Les thermoplastiques sont donc recyclables par fusion ; les thermodurcissables ne le sont pas.

Esthétique et finition

Les thermoplastiques sont réputés pour leur finition de surface de haute qualité. Mais les procédés RIM et RTM des thermodurcissables offrent des opportunités esthétiques uniques : pulvérisation directe dans le moule, revêtement et peinture en moule (in-mold coating/painting). Cette peinture en moule crée une adhérence exceptionnelle, éliminant écaillage, éclats, fissures et autres défauts de moulage par injection.

Les thermodurcissables permettent aussi des finitions brillantes ou mates sorties de moule à coût réduit. Leur excellente fluidité autorise les détails les plus fins, y compris l'ajout de logos.

Résistance à la corrosion

La corrosion coûte jusqu'à 10 % du capital dans l'industrie chimique. Choisir un matériau résistant est crucial. Les deux familles résistent bien à la corrosion, mais les thermoplastiques offrent une meilleure résistance aux attaques chimiques que les thermodurcissables.

Durabilité

Pour les appareils électriques et l'automobile, la durabilité et la tenue en température sont critiques. C'est pourquoi on utilise des caoutchoucs, polyuréthanes, époxies (thermodurcissables). Les thermodurcissables sont plus durables que les thermoplastiques.

Leur inconvénient majeur : l'impossibilité de recycler ou dégrader les pièces en fin de vie, due à la force des liaisons croisées. Les thermoplastiques fondent et perdent leur forme ; les thermodurcissables restent stables.

De plus, les thermodurcissables sont légers, flexibles, tout en apportant résistance, ténacité et renfort possible (fibre de carbone, fibre de verre). Leur stabilité dimensionnelle et leurs avantages structurels en font des matériaux plus durables.

Applications

Thermoplastiques : substituts des métaux (résistance à la corrosion). Secteurs : médical/biomédical, chimie, plomberie, automobile, agroalimentaire, électronique, construction. Exemples : composants de machines industrielles, encapsulation/isolants électriques, équipements de laboratoire, ustensiles antiadhésifs, réservoirs à gaz, systèmes de tuyauterie.

Thermodurcissables : choisis pour leur économie et leur aptitude aux formes complexes et aux hautes tempérées. Applications : boîtiers électroniques, équipements de traitement chimique (tuyaux, couvercles, raccords), panneaux, portes, composants médicaux, pièces automobiles.

Coût

Les thermoplastiques sont souvent moins chers à l'achat. Mais les thermodurcissables apportent plus de bénéfices (durabilité, tenue thermique). Le coût global dépend du matériau, de l'outillage, du temps de production, des options de finition et de la main-d'œuvre. Si le budget est contraint, évaluez d'abord les coûts d'outillage initiaux, les performances et la finition requise.

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Tableau comparatif : Thermoplastiques vs Thermodurcissables

Thermodurcissables vs Thermoplastiques : avantages et inconvénients

Thermodurcissables

Thermoplastiques

Lequel choisir pour votre projet ?

Ces polymères existent en une large gamme de grades et servent des applications variées. Les deux sont d'excellents choix parmi les options de matériaux pour le moulage par injection.

Le choix dépend du produit : résistance à haute température → thermodurcissables ; résistance à la corrosion → thermoplastiques. L'expertise d'un professionnel est recommandée pour trancher.

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FAQ

Courroies, adhésifs, tuyaux, isolants, cordes. Recyclables, facilement mis en forme.

Oui, leur réseau tridimensionnel de liaisons covalentes les rend plus résistants. À haute température, les thermodurcissables tiennent, les thermoplastiques fondent.

Les thermodurcissables. Leurs liaisons croisées covalentes fortes empêchent le ramollissement à la chaleur, conférant une stabilité thermique supérieure.