Tecnologia delle materie plastiche

Negli anni le materie plastiche si sono rivelate uno strumento molto potente nelle mani dei moderni progettisti.
Le loro molteplici proprietà hanno reso possibili applicazioni prima inimmaginabili, segnando così il passo della crescita tecnologica dei macchinari industriali e non.

piramide

Esistono diverse tipologie di materie plastiche, ognuna adatta ad un preciso campo di applicazione. Ci sono plastiche in grado di rispondere alle più esigenti normative alimentari, plastiche in grado di sopportare elevati stress da usura senza l’ ausilio della lubrificazione e ci sono plastiche in grado di sopportare elevati stress meccanici e termici.

Tipologie di materiali

  • Poliammidi
  • Polipropilene
  • PVC
  • PVDF
  • Resina acetalica POM
  • PTFE Teflon
  • Polietilene
  • PETP Arnite
  • PSU
  • PEI
  • PPSU
  • PPS
  • PEEK
  • Prodotti finiti a disegno

I poliammidi sono dei materiali tecnoplastici utilizzati da lungo tempo che presentano delle caratteristiche rilevanti, pur mantenendo un ottimo rapporto qualità/prezzo.
All'interno della famiglia dei poliammidi, comunemente denominati "nylon", si distinguono diversi tipi. I più importanti sono: PA 6, PA 66, PA 11 e PA 12. Le differenze nelle proprietà fisiche esistenti tra questi tipi sono determinate principalmente dalla composizione e dalla struttura delle loro catene molecolari.
Le principali caratteristiche sono:

  • Alta resistenza meccanica, rigidità, durezza e tenacità
  • Buona resistenza alla fatica
  • Elevata capacità di smorzamento meccanico
  • Buone proprietà di scorrimento
  • Eccellente resistenza all'usura
  • Buone proprietà di isolamento elettrico
  • Buona resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)
  • Buona lavorabilità

Il polipropilene ha conosciuto un grande successo nell'industria della plastica molti oggetti di uso comune, dagli zerbini agli scolapasta per fare alcuni esempi, sono fatti di polipropilene. Altri esempi di utilizzo del polipropilene sono: i cruscotti degli autoveicoli, i tappi e le etichette delle bottiglie di plastica, le reti antigrandine, le custodie dei CD, le capsule del caffè, i bicchierini bianchi di plastica per il caffè.
Le principali caratteristiche fisiche sono:

  • superficie estremamente liscia;
  • alta resistenza agli urti;
  • eccellenti valori di durezza, rigidità e resistenza alla trazione;
  • resistenza alle rotture da stress;
  • resistenza all’abrasione;
  • ottima robustezza a temperature di esercizio incluse tra -5 °C e 95 °C;
  • eccellenti proprietà isolanti elettriche e termiche;
  • ottima resistenza agli agenti chimici;
  • nessun assorbimento di acqua.

Il cloruro di polivinile, noto anche come polivinilcloruro o con la corrispondente sigla PVC, è il polimero del cloruro di vinile, avente formula -(CH2CHCl)n- e peso molecolare compreso tra le 60 000 e le 150 000 u. È il polimero più importante della serie ottenuta da monomeri vinilici ed è una delle materie plastiche di maggior consumo al mondo.
Gli utilizzi del PVC sono innumerevoli: può essere modellato per stampaggio a caldo nelle forme desiderate, estruso, calandrato, oppure ridotto a liquido per la spalmatura di tessuti, superfici, serbatoi, valvole, rubinetti, vasche e fibre tessili artificiali.

Settori meccanico, chimico, elettrico,utilizzato soprattutto nella costruzione di vasche per impianti industriali, cappe di aspirazione,, ingranaggi, , ,

  • Utilizzato soprattutto nella costruzione di vasche per impianti industriali
  • Cappe di aspirazione
  • Impiantistica generale per la depurazione delle acque reflue.
  • Tubi di scarico e drenaggio
  • Condotte forzate per acqua e industria chimica
  • Scrubber

Il polivinilidenfluoruro (PVDF) è l'omopolimero alternato del fluoruro di vinilidene. Il PVDF è un elastomero parzialmente fluorurato ad elevate prestazioni, caratterizzato da buone caratteristiche di resistenza chimica agli acidi forti e agli ossidanti, elevata solubilità in solventi polari, resistenza ai raggi ultravioletti e campo di applicabilità termico: -40 °C / 150 °C.
Per via dell'elevata inerzia chimica, dovuta al relativamente alto contenuto (57%) di fluoro, e al prezzo competitivo rispetto a polimeri perfluorurati è largamente impiegato sia nelle vernici anticorrosione sia nella componentistica idraulica in genere.

  • facile lavorabilità come un polimero termoplastico standard;
  • elevata resistenza chimica anche a elevate temperature;
  • intrinsecamente ritardante di fiamma;
  • eccezionale stabilità ai raggi UV e alle radiazioni;
  • bassissimo attacco microbiologico;
  • resistenza all’abrasione.

Il POM o delrin è un polimero cristallino con elevate caratteristiche di resistenza meccanica oltre che caratterizzato da una estrema lavorabilità.
Le principali caratteristiche sono:

  • Alta resistenza meccanica, rigidità e durezza
  • Eccellente resilienza
  • Buona resistenza al creep
  • Elevata resistenza agli urti, anche a basse temperature
  • Ottima stabilità dimensionale (basso assorbimento d'acqua)
  • Buone proprietà di scorrimento e resistenza all'usura
  • Ottima lavorabilità
  • Buona proprietà dielettriche e di isolamento elettrico
  • Fisiologicamente inerti (la maggior parte gradi sono idonei al contatto con alimenti)
  • Non-autoestinguente

Il politetrafluoroetilene (PTFE) è il polimero del tetrafluoroetene appartenente al gruppo delle olefiniche.
Il PTFE presenta una serie interessante di caratteristiche peculiari che lo avevano portato ad essere considerato materiale strategico fino agli anni settanta. Le caratteristiche principali sono:

la completa inerzia chimica per cui non viene aggredito dalla quasi totalità dei composti chimici – fanno eccezione i metalli alcalini allo stato fuso, il fluoro ad alta pressione e alcuni composti fluorurati in particolari condizioni di temperatura – e soprattutto non modifica i fluidi con i quali viene posto in contatto, ad esempio i fluidi ultrapuri per l'industria elettronica;

  • la completa insolubilità in acqua e in qualsiasi solvente organico
  • ottime qualità dielettriche (65 kV/mm di rigidità dielettrica e εr=2.1)
  • ottime qualità di resistenza al fuoco: non propaga la fiamma
  • ottime proprietà di scorrevolezza superficiale: il coefficiente di attrito risulta il più basso tra i prodotti industriali
  • antiaderenza: la superficie non è incollabile (l'angolo di contatto risulta essere 127°), non è noto alcun adesivo capace di incollare il PTFE

Il polietene (più comunemente noto come polietilene, meno spesso indicato con politene) è il più semplice dei polimeri sintetici ed è la più comune fra le materie plastiche.
In base alla distribuzione dei pesi molecolari e al grado di ramificazione si ottengono tipi di politene con proprietà e usi differenti:

  • Polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE): è un polietilene con peso molecolare medio compreso tra 3×106 e 6×106 u (secondo lo standard ASTM D4020). Ne risulta un materiale con catene ben impaccate nella struttura cristallina e molto resistente. Questo tipo di polietilene viene sintetizzato attraverso la polimerizzazione per coordinazione con metalloceni. Le particolari proprietà meccaniche lo rendono adatto, a differenza degli altri tipi più comuni di polietilene, ad impieghi particolari, come ad esempio protesi e giubbotti antiproiettile.
  • Polietilene ad alta densità (HDPE): è un polietilene poco ramificato, ha quindi forze intermolecolari elevate e maggiore rigidità rispetto al polietilene a bassa densità; viene generalmente sintetizzato attraverso polimerizzazione per coordinazione con un sistema catalitico di tipo Ziegler-Natta.

Azionari forme Quadrant Engineering Plastic Products 'in poliestere termoplastico cristallino, sono commercializzati con i marchi ERTALYTE® (grado vergine) e Ertalyte TX® (grado cuscinetto). ERTALYTE (colori: naturale [bianco], il nero) è un non rinforzato, semi poliestere termoplastico -crystalline basato su polietilene tereftalato (PET-P). Le proprietà specifiche di Ertalyte PET cristallino vergine rendono particolarmente adatto per la produzione di pezzi meccanici di precisione che devono sostenere carichi elevati e / o che sono soggetti ad usura.

  • Alta resistenza meccanica, rigidità e durezza
  • Buona resistenza al creep
  • Basso coefficiente di attrito
  • Eccellente resistenza all'usura (paragonabile o addirittura migliore di quella del nylon)
  • Ottima stabilità dimensionale (migliore della resina acetalica)
  • Ottima resistenza alle macchie
  • Ottima resistenza agli acidi
  • Buone proprietà di isolamento elettrico
  • Fisiologicamente inerte (idoneo al contatto alimentare)
  • Buona resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)

Il PSU o Polisolfone (PSU) è un materiale termoplastico ad elevata robustezza. Offre eccellenti proprietà di resistenza chimica e meccanicha, è anche un ottimo dielettrico tanto da essere utilizzato nei condensatori, e per la produzione di membrane artificiali.

  • Alta temperatura ammissibile di servizio: in aria (150 ° C in continuo)
  • Buona resistenza all'idrolisi (adatto per ripetuta sterilizzazione a vapore)
  • Alta resistenza e rigidità in un ampio intervallo di temperatura
  • Buona stabilità dimensionale
  • Fisiologicamente inerte (idoneo al contatto alimentare)
  • Ottima resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)
  • Buona proprietà dielettriche e di isolamento elettrico

Il PEI è estremamente adatto per isolatori elettrici / elettronici e per una varietà di componenti strutturali che richiedono elevata resistenza e rigidità a temperature elevate. Grazie alla sua buona resistenza all'idrolisi il PEI è in grado di sopportare cicli ripetuti di sterilizzazione in autoclave.

  • Ottima resistenza all'idrolisi (adatto per ripetuta sterilizzazione a vapore)
  • Alta resistenza e rigidità in un ampio intervallo di temperatura
  • Bassa infiammabilità e bassi livelli di evoluzione di fumo durante la combustione
  • Buona stabilità dimensionale
  • Fisiologicamente inerte (idoneo al contatto alimentare)
  • Ottima resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi )
  • Molto buono proprietà dielettriche e di isolamento elettrico

Il polifenilsolfone (PPSU) è una termoplastica amorfa ad alte prestazioni che offre una migliore resistenza agli urti ed agli attacchi chimici ddel polisolfone PSU e polieterimmide PEI.

  • Temperatura di servizio di alta massima ammissibile in aria (180 ° C in continuo)
  • Buona eccellente resistenza all'idrolisi (adatto per ripetuta sterilizzazione a vapore) e chimica
  • Elevata rigidità in un ampio intervallo di temperatura
  • Forza d'impatto molto elevato
  • Fisiologicamente inerte (idoneo al contatto alimentare)
  • Alta stabilità dimensionale
  • Ottima resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)
  • Buona proprietà dielettriche e di isolamento elettrico

Il PPS (solfuro di polifenilene) offre la più ampia resistenza ai prodotti chimici di qualsiasi altro tecnopolimero. Non ha solventi noti per temperature inferiori a 200 ° C ed ha una buona inerzia al vapore, alle basi forti, ai combustibili ed agli acidi. È caratterizzato, inoltre, da un assorbimento di umidità minimo e un bassissimo coefficiente di dilatazione termica lineare, questo permette lavorazioni con tolleranze migliori. Inoltre, i prodotti PPS presentano eccellenti caratteristiche elettriche e sono intrinsecamente antifiamma.

  • Temperatura massima ammissibile in aria 220 ° C in continuo, fino a 260 ° C per brevi periodi di tempo
  • Alta resistenza meccanica, rigidità e resistenza allo scorrimento, anche a temperature elevate
  • Ottima resistenza all'idrolisi chimica
  • Eccellente usura e comportamento attrito
  • Ottima stabilità dimensionale
  • Fisiologicamente inerte (idoneo al contatto alimentare)
  • Ottima resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)
  • Buona resistenza ai raggi UV
  • Bassa infiammabilità
  • Buone proprietà dielettriche e di isolamento elettrico

Il PEEK si basa sulla resina Polyether ether ketone. Questo materiale semicristallino avanzato presenta una combinazione unica di elevate proprietà meccaniche, resistenza alla temperatura e resistenza chimica eccellente che lo rendendo un materiale unico.
Le principali caratterisitche sono:

  • Temperatura massima ammissibile in aria (250 ° C in continuo, fino a 310 ° C per brevi periodi di tempo)
  • Alta resistenza meccanica, rigidità e resistenza allo scorrimento, anche a temperature elevate
  • Ottima resistenza all'idrolisi chimica
  • Eccellente usura e ottimo comportamento ad attrito
  • Ottima stabilità dimensionale
  • Ottima resistenza alle radiazioni ad alta energia (gamma e raggi X)
  • Bassa infiammabilità e bassissimi livelli di fumo tossico durante la combustione

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