Appunti riassuntivi del corso di Materie plastiche

POLISTIROLO.

espansa, che chiamiamo

Per produrlo porto il materiale quasi a Tg e

inietto un gas che porta alla formazione delle

bolle.

I polimeri espansi possono essere di due tipi:

A celle aperte: l’aria può scorrere quindi posso comprimere il materiale facendo uscire l’aria, come

- l’imbottitura dei divani

A celle chiuse: se applico forza comprimendo il corpo si arriva allo scoppio/rottura perché l’aria non

- può uscire

Sono estremamente leggeri, rigidi e resistenti, in grado di assorbire molta energia e questo li rende

ottimi isolanti, vengono usati come pannelli isolanti nell’edilizia, le strutture a celle chiuse sono anche

ottimi galleggianti.

polistirolo

Il viene utilizzato spesso per gli imballaggi perché nonostante in trazione sia fragile, in

compressione è molto resistente, sia per imballaggio industriale, per mantenere il freddo o per

l’imbottitura di caschi da bici o per isolamento termico.

PMMA: POLIMETILMETACRILATO

È fragile quindi solitamente viene

aggiunta della gomma per tenacizzarlo.

Può essere tenacizzato con la gomma

mantenendo la trasparenza.

È più costoso dei precedenti quindi il suo uso deve essere

giustificato.

Ha ottime proprietà ottiche soprattutto la trasmittanza, è uno dei

più trasparenti, ma essendo fragile non può essere usato ad

esempio per le lenti degli occhiali.

Viene utilizzato nel settore automobilistico.

Per l’arredo dei bagni ma ad iniezione: strato do PMMA e sotto

uno strato di un altro polimero meno costoso.

Per illuminotecnica e arredo.

Viene usato anche per la bigiotteria, cosmetici…

PC: POLICARBONATO

È il più costoso, ha una Tg molto alta ma, nonostante ciò, è molto

tenace.

Viene utilizzato per lastre usate per i pannelli degli ascensori,

pensiline.

Scudi antisommossa.

Per l’arredamento.

È molto trasparente ma non quanto il PMMA.

Nel settore moda è usato per la valigeria, lenti degli occhiali o

montature.

APPLICAZIONE DI POLIMERI AMORFI SOPRA Tg

Gomme o elastomeri:

Questi materiali si utilizzano sopra Tg, sono più deformabili.

La condizione a cui posso usare questi materiali è di introdurre una reticolazione, ovvero legami chimici: sopra Tg

si deformerebbero liberamente non avendo una forma, aggiungendo reticolazione diventa come una pallina di

gomma che ritorna alla sua forma iniziale.

La Tmax è data dalla temperatura di degradazione del materiale, non devo continuare a scaldare poiché le

molecole si danneggiano e quando il materiale inizia a degradarsi diventa appiccicoso

Reticolazione

Nel momento in cui collego le molecole libere di muoversi attraverso dei legami, a Tg non ho più un liquido ma mi

si presenta un plateau gommoso da usare quante volte voglio.

Le molecole di per sé sarebbero libere di muoversi ma se le blocco una con l’altra ad un certo punto arrivo ad un

comportamento che assomiglia al vetro, ed il modulo risulta più elevato.

vulcanizzazione

La è uno dei metodi più comuni per reticolare le gomme, dove c’è un doppio legame lo apro

aggiungendo due molecole di zolfo che si attaccano a entrambe le molecole di carbonio collegando le catene.

GOMME

Sono polimeri molto deformabili ed è difficile testarli, ma si possono fare due test:

Resistenza alla lacerazione:

Tiro un campione da entrambe le parti e misuro la

forza che serve per strapparlo

Resistenza all’abrasione:

È la resistenza che offre una superficie all'asportazione di materiale in

seguito a strisciamento con un corpo duro.

Utile, ad esempio, per la suola delle scarpe.

Si prende un campione a contatto con una carta abrasiva che si fa ruotare

a una data velocità e si vede in quanto si consuma.

Polimeri semicristallini Pregi: temperatura di utilizzo e

struttura

Differiscono da quelli amorfi per

la presenza di una fase

cristallina che comporta un

materiale fondente quando

sono sopra le Tg, che allo stato

vetroso non noto.

Sono plastiche rigide ma

Resistenti.

Sono duttili sopra la Tg.

Hanno comportamento fragile

sotto tg.

PE: POLIETILENE È il più comune.

Tg= -100° C

Tm= 135°C

Ne viene prodotto di diversi tipi:

A catena lineare (cristallizza bene):

- Alta densità HDPE

A catene ramificate (cristallizza male):

- Bassa densità LDPE

In base al grado di cristallinità:

Proprietà meccaniche HDPE ha migliori proprietà meccaniche, ha un comportamento non fragile

anche a T ambiente, è però meno tenace di LDPE

Usato nel campo del packaging:

HDPE: usato per contenitori rigidi come flaconi e tubi o casse

- LDPE: si usa per film per imballaggi, agricoltura, fonte di materiale riciclato e cavi

-

Arredi di design per esterni, cestini.

Fibre polietileniche

Si fanno con polietilene a peso molecolare ultraelevato (UHMWPE)

- hanno elevata resistenza

Vengono usate per dispositivi di protezione in ambito sportivo, come per i motociclisti.

PP: POLIPROPILENE Tg= -10° C

Tm= 165°C

Esistono diversi tipi di polipropilene che differiscono

per: Il grado di tatticità: è indice della regolarità e

- determina il grado di cristallinità.

Più è isotattico più è cristallino:

Il contenuto di comonomero: riduce la

- regolarità e determina il grado di

cristallinità.

Più c’è co-monomero meno è cristallino:

Proprietà meccaniche i-PP: Polipropilene isotattico

A temperatura ambiente è tenace, ma dato che la Tg non è molto lontana

dalla T ambiente appena si raffredda diventa fragile

Usato nel campo del packaging:

Vaschette porta pranzo o ad uso domestico

- Tubi raccordi e industria automobilistica per diminuire il peso

-

Arredi come sedie e sedute per stadi o chiese, le sedie pieghevoli.

Nella moda per i tessuti tecnici specialistici, soprattutto per temperature rigide (insieme alla lana). Nel tessuto no

tessuto degli zaini, tute da apicoltore/anticontaminazione o mascherine.

PA 6,6: POLIAMMIDE(Nylon) Tg= 60° C

Tm= 260°C

Esistono diversi tipi, le più comuni sono:

Poliammide 6,6

- Poliammide 6

-

I numeri indicano quanti gruppo CH2 ci sono:

Una delle caratteristiche più peculiari è

che grazie alla presenza di questi gruppi

molecolari è possibile creare legami a

idrogeno, rendendola sensibile all’acqua,

che, quando assorbe diventa gommoso.

L’assorbimento si verifica di più nelle

poliammidi a numero alto.

Proprietà meccaniche Normalmente la

Tg=60°C.

Se il materiale è

saturo la Tg va sotto

t ambiente

rendendolo più

tenace.

Applicazioni:

Film, filato (tessile), monofilo, tubi sottili

- Tondo pieno (fino a d=50 cm) per lavorazione all'utensile

- Fascette stringicavi

- Bottoni

- Carcasse per elettrodomestici (anche caricati fibra), parti meccaniche, sottocofano auto.

-

Arredamento da ufficio.

Campo sportivo per scarponi da scii, pattini a rotelle.

Nella moda per bracciali/ gioielleria, calzature tecniche e tessuti a maglia stampati in 3d.

Le fibre si usano per collant, giacche a vento, impermeabili, tappeti, erba sintetica, paracaduti, filo

interdentale

POM: POLIOSSIMETILE (Acetalica) Tg= -70° C

Tm= 175°C

Comportamento tenace a

temperatura ambiente,

raggiungo livelli simili alle

poliammidi più

performanti.

Hanno una minima

dipendenza da fattori

ambientali

Applicazioni:

Ottima tenacità

Zip

- Zaini

- Elettrodomestici

- Auto

- Parti meccaniche

-

PTFE: TETRAFLUOROETILENE Tg= 120° C

Tm= 330°C

Assomiglia al PE ma con atomi di fluoro al posto di

quelli di idrogeno.

Anche da fuso è una semi gomma, molto difficile

da modificare e per produrlo si usa la

sinterizzazione come per i ceramici.

Difficile da attaccare chimicamente

Proprietà meccaniche Ha comportamento tenaci finché non si trova molto sotto T ambiente, ha

proprietà modeste rispetto al suo costo molto elevato.

Applicazioni:

-guarnizioni, parti di valvole, pompe, attrezzatura per laboratorio da utilizzare ad alte temperature

- e/o in ambienti aggressivi.

ricopertura cavi elettrici da utilizzare ad alte temperature e/o in ambienti aggressivi.

- come antiaderente

- Rende possibile l’uso delle membrane gore tex nei tessuti termici, traspiranti e idroreppellenti.

- Teflon (tessuto antimacchia)

-

PET e PBT: POLIETILENTEREFTALATO e POLIBUTADIENTEREFTALATO

Caratteristiche e settori applicativi Caratteristiche e settori applicativi

Cristallizza con difficoltà, soprattutto se Cristallizza facilmente

- -

raffreddato velocemente, infatti è È utilizzato per realizzare fibre tessili

-

trasparente. Viene utilizzato tal quale o rinforzato con

- fibre per realizzare articoli tecnici.

È utilizzato tal quale soprattutto per

- realizzare: Ha caratteristiche simili al PET ma costa molto di

fibre più quindi è usato meno.

o film

o bottiglie (è impermeabile alla CO2)

o

in queste applicazioni il materiale viene

orientato e questa operazione facilita la

cristallizzazione e conferisce al materiale

particolari prestazioni.

Il PET rinforzato con fibre è impiegato per

- manufatti tecnici stampati per iniezione.

Le fibre di pet vengono usate per un sacco di tessuti:

come il poliestere e anche il Pyle, per le ovatte.

MISCELE E COPOLIMERI:

Omopolimero: Polimero costituito da un solo tipo di monomero

Copolimero: Polimero costituito da diversi monomeri, ogni singola catena vede un’alternanza, secondo certi

criteri, di polimero A e polimero B.

Miscela: Nella miscela ho due catene tenute separatamente che poi metto insieme.

miscela: poliA + poliB;

• copolimeri: poliA+B.

•

MISCELA: Caso 1: Si crea una sola fase.

I due polimeri sono miscibili, ottengo un'unica fase:

in ogni punto dello spazio ho le stesse proprietà

che sono legate da questa miscela con una certa

proporzione tra le due fasi. Ottengo un nuovo

polimero che è la miscela dei due. Avrà quindi una

sua temperatura di transizione vetrosa particolare.

Caso 2: Si creano due fasi.

I due polimeri non sono miscibili. Le molecole del

polimero A stanno tra di loro e lo stesso le

molecole del polimero B. Ho due fasi differenti e, a

seconda della fase prevalente, potrò avere una

matrice costituita dal polimero A in cui ho dentro

delle inclusioni delle particelle (che tipicamente per

natura hanno