Appunti completi modulo Materie plastiche di Materiali per il design

Materie plastiche e loro utilizzo

Il PMMA è il polimero amorfo con la trasparenza più alta, è quello che riflette meno luce. Inoltre, questo materiale diventa più fragile quando entra a contatto con alcool o olio di silicone. Il PMMA ha un'ottima resistenza ai raggi UV, quindi viene spesso destinato a usi all'aperto.

Il PVC ha scarsa resistenza ai raggi UV, il PS media e il PC buona. Il PVC non è sensibile ai solventi, mentre il polistirene è sensibile ai grassi, il PMMA agli alcool e il PC alle benzine. Il PVC ha una moderata sensibilità all'invecchiamento, così come il PS, mentre il PC ha un'alta sensibilità all'invecchiamento e il PMMA bassa.

Il PVC e il PS sono materiali che indicativamente si trovano a 1/1,25 € al kg quindi economici, il PMMA e il PC sono più costosi.

Nella presentazione "05 Amorfi materiali" è possibile osservare quali sono i vari campi di utilizzo di questi 4 polimeri.

amorfi.Polimeri semicristallini

La struttura dei polimeri semicristallini è eterogenea, cioè caratterizzata dalla presenza di due fasi diverse, una fase amorfa e una cristallina; le strutture cristalline sono disperse nella struttura amorfa disordinata che le avvolge.

Se per la fase amorfa c'è la temperatura caratteristica di transizione vetrosa, per la fase cristallina c'è la temperatura di fusione Tm, una temperatura in cui il materiale da solido cristallino diventa liquido. La temperatura di fusione è dalle 1,2 alle 2 volte più grande della temperatura di transizione vetrosa. Ipoteticamente un materiale totalmente cristallino, che in natura non esiste, avrebbe una curva che in base alla temperatura sarebbe costante in modulo nell'ordine del GPa fino alla temperatura di fusione, poi inizierebbe a diventare liquido. Prima della Tg, sia vetro che cristallo hanno modulo nell'ordine del GPa.

Il comportamento che ha

un materiale semicristallino è intermedio tra quello di un amorfo e quello di un ipotetico cristallino. In base alla presenza di più o meno parti cristalline all'interno della struttura, il polimero semicristallino, in base alla temperatura, avrà comportamento più simile a un cristallo o a un amorfo (grado di cristallinità). Il grado di cristallinità aumenta o diminuisce la rigidità del materiale tra la temperatura di transizione vetrosa e la temperatura di fusione: più fase cristallina sarà presente, più rigido sarà il materiale. Tra la temperatura di transizione vetrosa e la temperatura di fusione il materiale è costituito da una fase ancora cristallina e da una gommosa/fluida, dopo la temperatura di fusione si ottiene un materiale omogeneo fluido, non si distinguono più le fasi. Nei materiali polimerici semicristallini lo snervamento per crazing avviene al di sotto della Tg, come per gli amorfi.mentre lo snervamento per scorrimento avviene tra Tg e Tm. Il polipropilene, per esempio, snerverà per scorrimento perché la sua Tg è a -10°C, quindi al di sotto della temperatura ambiente di 23°C: ha un comportamento tenace. Invece, la poliammide che ha Tg di 60°C, quindi al di sopra della temperatura ambiente, snerverà per crazing: ha un comportamento fragile. Un polimero semicristallino termoplastico ha anch'esso un campo di utilizzo dove il materiale è stabile che è compreso tra due temperature: la temperatura massima è poco prima della temperatura di fusione, più precisamente Tm - 20°C, mentre la temperatura minima è situata prima della Tg; con temperature molto più basse della Tg il materiale si infragilisce eccessivamente. Per essere solido stabilmente, il materiale deve rimanere a una temperatura compresa tra la minima temperatura e Tg - 20°C, mentre per rimanere gommoso stabilmente.deve rimanerea una temperatura compresa tra T_g + 20° e T_m - 20°. La presenza della fase cristallina richiede una certa regolarità della molecola. La prima condizione necessaria affinché un polimero cristallizzi è la regolarità di costituzione, cioè la successione regolare di atomi e legami lungo la catena (per esempio: il polietilene deriva dal monomero etilene che si ripete per tutta la catena). Un omopolimero ha una costituzione regolare, avendo unità uguali che compongono il polimero, invece in un copolimero, più comonomero è presente, meno è cristallino. La seconda condizione necessaria per la cristallizzazione è la regolarità di configurazione, cioè la disposizione regolare di gruppi atomici o atomi all'interno della molecola. Esempio: nel polipropilene il gruppo atomico CH può disporsi regolarmente, quindi sempre dalla stessa parte rispetto all'asse della catena (polipropilene).isotattico: iso, stesso e tassia, ordine) o in modo alternato, una volta adestra e una volta a sinistra (polipropilene sindiotattico); esiste anche il polipropileneatattico, cioè senza ordine, infatti i gruppi atomici sono disposti in maniera disordinata e il materiale è amorfo. Il polipropilene può anche essere tutto isotattico o parzialmente isotattico, il primo, totalmente ordinato, cristallizzerà meglio. Un materiale più è isotattico, più è cristallino. Il problema sulla configurazione nasce quando il polimero analizzato presenta una struttura asimmetrica. Tutto ciò che rende meno regolare la catena polimerica ostacola la cristallizzazione, che sia di natura costitutiva o di configurazione. Ogni materiale può avere dei gradi di cristallizzazione diversi in base alla regolarità più o meno precisa. Per i materiali che hanno Tg minore alla temperatura ambiente è importante conoscere il grado di.cristallizzazione perché il modulo, che definisce la rigidità, cambia proprio in base a quanto incide la fase cristallina nel materiale e avere una cristallizzazione più o meno forte significa avere materiali più o meno rigidi; invece non è essenziale conoscere il grado di cristallizzazione nei materiali che hanno Tg superiore alla temperatura ambiente perché la loro rigidità tra temperatura minima e Tg è comunque massima. I fattori che ostacolano la cristallizzazione sono: - mancanza di stereoregolarità (c'è irregolarità di configurazione), - ramificazioni delle catene (c'è irregolarità di costituzione e di configurazione), - monomeri diversi (copolimero statistico) (c'è irregolarità di costituzione). Materiali: Il PE può essere più o meno rigido per la linearità delle catene, più sono lineari, più sono rigidi.

regolari e quindi cristallizzano meglio, aumentando la rigidità. Il PE concatene maggiormente lineari è chiamato HDPE perché ha un'alta densità (High Density) e la sua cristallinità costituisce solitamente il 70-80% del materiale; se le catene sono ramificate è chiamato LDPE (Low Density), a lunghe ramificazioni corrisponde una bassa densità e la sua cristallinità costituisce solitamente il 30-40% del materiale. L'HDPE, più resistente ma meno tenace del LDPE, ha una Tm di 135° rispetto a quella del LDPE di 110°.

Il PP è migliore in termini di comportamento meccanico rispetto al migliore PE nonostante siano materiali simili ed entrambi economici; è più rigido, tenace e resistente.

La PA è molto più resistente degli altri semicristallini ma meno tenace. Esistono diverse qualità di PA: per esempio PA6, PA66, PA11; hanno le stesse Tg ma diverse Tm.

La differenza tra le diverse PA è la presenza di gruppi polari lungo la catena polimerica (indicata proprio dal numero accanto a PA, in 66 è 6,6): meno frequenti sono, più il materiale tende ad assorbire acqua (anche l'acqua è un dipolo) perché c'è più spazio per assorbirla. Più è umido un ambiente, più acqua verrà assorbita, quindi è intelligente scegliere materiali che assorbono meno umidità in ambienti molto umidi e così via. La PA secca è molto resistente ma fragile, la PA umida è meno resistente ma più tenace. La PA ha una buona resistenza agli agenti chimici e all'abrasione, ha basso coefficiente d'attrito e buone proprietà meccaniche; inoltre assorbe molta acqua. Il POM è un materiale che resiste bene ai solventi organici e male ai solventi inorganici, è sensibile ai raggi UV, ha basso coefficiente d'attrito e resiste bene.

Il tuo compito è formattare il testo fornito utilizzando tag html.

ATTENZIONE: non modificare il testo in altro modo, NON aggiungere commenti, NON utilizzare tag h1;

a usurae abrasione; inoltre assorbe poca acqua e ha buone rigidità, resistenza e tenacità. PET e PBT sono poliesteri per la presenza del gruppo estere, la struttura chimicatra i due è molto simile, ma cambia il CH . Sono materiali simili che hanno diverse Tg2e Tm, il primo cristallizza con difficoltà, il secondo facilmente ed è utilizzato insieme adelle fibre per rinforzare articoli tecnici. Il PET è utilizzato per realizzare fibre, film ebottiglie; in queste applicazioni, quando il materiale viene estruso attraverso unapiccola feritoia, le sue fibre, quindi le catene polimeriche, vengono stirate e orientate;questo facilita la cristallizzazione e aumenta le prestazioni. Il PET è rinforzato confibre per manufatti tecnici stampati per iniezione.Il PTFE è costituito da 4 atomi di fluoro che sostituiscono l'idrogeno nellastruttura dell'etilene. È l'unico materiale polimerico che ha densità intorno a 2,

A differenza degli altri polimeri che hanno una Tm molto alta, in particolare la più alta tra i polimeri. Ad altissime temperature è comunque molto viscoso, per questo si lavora attraverso il processo di sinterizzazione. Le particelle di polimero in polvere vengono pressate a contatto le une con le altre e ad alte temperature si uniscono formando singole particelle più grosse. La presenza dei grossi atomi di F "protegge" il legame C-C, per questo non si degrada (perché nella degradazione si rompono i legami covalenti tra C). Si usa come isolante elettrico e ha bassissimo coefficiente di attrito e sforzo di snervamento; infatti i rivestimenti delle padelle antiaderenti, generalmente in PTFE, si graffiano facilmente perché ha resistenza molto bassa.

Nella presentazione "06 semicristallini materiali" è possibile osservare quali sono i vari campi di utilizzo di questi polimeri semicristallini.