L’uso di materiali plastici a livello globale è notevolmente aumentato nel corso degli ultimi cinque decenni, e attualmente più di 100 milioni di tonnellate di questi materiali sono utilizzati. In termini di tonnellaggio, i materiali termoplastici sono considerati i più significativi, in quanto rappresentano circa l ‘ 80% di tutte le materie plastiche utilizzate in tutto il mondo.

Vantaggi della plastica

I materiali plastici sono ampiamente utilizzati in quanto possono essere modellati in componenti complessi, o forme, abbastanza facilmente., Inoltre hanno una combinazione utile di proprietà che possono essere alterate per uso in una vasta gamma di applicazioni.

Alcune di queste proprietà accattivanti (che non sono possedute da una singola plastica) includono resilienza, forza fisica, resistenza alla corrosione, isolamento elettrico, elasticità, resistenza chimica, ampia gamma di colori, leggerezza nel peso, isolamento termico e modellabilità.

Pertanto questi materiali sono versatili nelle loro applicazioni. Il loro uso spesso rende la produzione semplice, perché consentono di aggiungere un numero di parti discrete in un singolo componente., La semplicità con cui le parti intricate possono essere fabbricate da composizioni di plastica ad alta velocità, in molti casi supera gli inconvenienti delle materie plastiche. La decorazione accattivante di tali prodotti migliora il loro appeal di vendita.

Tuttavia, i materiali termoplastici a volte mancano di rigidità, resistenza, resistenza al fuoco e resistenza alla temperatura. Alcune materie plastiche non solo bruciano abbastanza facilmente, ma evolvono anche grandi quantità di fumi e fumo quando bruciano., Molti componenti in plastica cambieranno le loro dimensioni o si insinueranno se sottoposti a carichi moderatamente piccoli per lunghi periodi di tempo.

Lo stress cracking ambientale (ESC), i cambiamenti nelle dimensioni con l’umidità e la temperatura e un cambiamento inaspettato dal comportamento duro a fragile sono gli altri fattori che devono essere esaminati prima di utilizzare i termoplastici.

Principali materiali termoplastici

La plastica termoindurente (termoindurenti) e la termoplastica sono le due principali categorie di materiali plastici., A causa del significato commerciale dei materiali termoplastici, questo articolo si concentrerà sulla loro elaborazione di estrusione.

Questo gruppo di materiali è stata suddivisa in quattro categorie:

1. Bulk o materie prime termoplastiche
2. Ingegneria dei materiali termoplastici
3. elastomeri Termoplastici o gomma
4. Miscele e/o leghe

Commodity termoplastiche, come le poliolefine (polietilene e polipropilene), a base di stirene materie plastiche, e cloruro di polivinile materie plastiche costituiscono il principale tonnellaggio del materiale prodotto.,

Materie prime o materiali termoplastici sfusi

L’uso di poliolefine è aumentato drammaticamente negli ultimi anni a causa della loro economicità e versatilità, e la loro relativa semplicità di fabbricazione da monomeri facilmente disponibili. Sono disponibili sia copolimeri che omopolimeri in questo gruppo, così come i materiali termoplastici e le gomme.

I membri del gruppo polietilene includono polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene a bassissima densità (VLDPE) e polietilene ad alta densità (HDPE)., Il termine polietilene (PE) copre un ampio numero di materiali.

Un nuovo gruppo di queste resine è stato prodotto di recente utilizzando catalizzatori “single site constrained geometry” o “metallocene”. Questi catalizzatori consentono lo sviluppo di copolimeri e omopolimeri con molecole di struttura e dimensioni più uniformi.

Il termine cloruro di polivinile (PVC) plastica si riferisce a copolimeri e omopolimeri, entrambi i quali possono essere utilizzati con o senza plastificanti. Questo crea gradi plastificati (PPVC) e gradi non plastificati (UPVC).,

La plastica a base di stirene si riferisce anche a una varietà di materiali come il copolimero stirene-acrilonitrile (SAN), il polistirene omopolimero (PS), l’acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) e il materiale temprato in gomma chiamato polistirene ad alto impatto (HIPS).

Il significato dei materiali termoplastici delle materie prime non può essere sovraccaricato a causa del loro elevato volume di produzione e applicazione. L’introduzione di nuovi sistemi catalizzatori (ad esempio, i metalloceni) aumenterà ulteriormente l’uso di materiali termoplastici sfusi, poiché potrebbero essere prodotte nuove varietà di polimeri.,

Si sta anche realizzando che le proprietà di questo gruppo di materiali possono essere aggiornate, in modo che possano fare i conti con molti altri termoplastici ingegneristici di fascia alta.

Ingegneria termoplastica

Ingegneria termoplastica comunemente si riferisce a materiali che possono essere utilizzati per sostituire vetro, metallo o legno in prodotti fabbricati. Includono sia polimeri semicristallini che amorfi.,

Queste materie plastiche, caratterizzate da caratteristiche quali alta resistenza, resistenza agli urti, rigidità, resistenza al fuoco e resistenza alla temperatura, sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni di trasporto, automotive, elettronica, elettrodomestici, aerospaziale e comunicazioni.

Questi materiali sono fabbricati in volumi minori rispetto alle materie plastiche, ma richiedono un prezzo molto più alto., I materiali che rientrano nella categoria dei termoplastici ingegneristici includono: polietilene tereftalato (PET), policarbonato (PC), poliossimetilene (acetale), polibutilene tereftalato (PBT), polimetilmetacrilato (PMMA), polismide (nylon) e acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS).

Fornitura di nuovo materiale

I produttori o i distributori di materie prime possono fornire un materiale come, ad esempio, materiale di transizione o materiale di prima qualità. Alcuni possono anche consegnare materiale recuperato., Il materiale di prima scelta o materiale vergine (o come materiale di prima scelta o come materiale di primo passaggio) è un materiale termoplastico (sotto forma di granuli o pellet) che non è stato sottoposto ad uso o lavorazione diversi da quelli necessari per la sua fabbricazione originale.

Un materiale di transizione è qualcosa che non aderisce alle specifiche di un produttore per il materiale di prima qualità: è un materiale scadente o fuori specifica. Questo tipo di materiale può essere ottenuto da una linea di compounding senza sosta quando viene eseguita una modifica da un grado all’altro., Ciò significa che il colore di base e la portata di fusione possono essere abbastanza variabili. Il prezzo del materiale vergine è superiore a quello di questi materiali off-spec.

Gradi termoplastici

Un materiale può avere diversi gradi. Questi gradi possono variare nella distribuzione del peso molecolare, peso molecolare, purezza, ramificazione della catena e presenza di modificatori o additivi. Pertanto, tutte le proprietà menzionate in letteratura dovrebbero essere utilizzate solo come linee guida generali, poiché ciascuna delle molte materie plastiche disponibili è costituita da una famiglia di materiali.,

Pertanto, per ogni gruppo di materiali, è possibile ottenere un’ampia gamma di proprietà. Inoltre, le proprietà di questi materiali termoplastici possono essere notevolmente modificate dalle condizioni di lavorazione utilizzate. L’elaborazione può cambiare le proprietà fisiche del materiale, il colore, la quantità di orientamento molecolare e anche il tipo e la quantità di cristallinità.

Additivi

Nel settore termoplastico si ritiene comunemente che la maggior parte dei materiali plastici utilizzati contenga piccole quantità di additivi, poiché la maggior parte di questi materiali non può essere utilizzata commercialmente senza di essi., Le proprietà di un materiale specifico vengono modificate con l’uso di questi additivi.

Poiché gli additivi sono necessari nelle materie plastiche commerciali, la portata e le dimensioni del settore degli additivi sono ora enormi. Si stima che circa sette milioni di tonnellate di additivi di diverso tipo vengano utilizzati nella plastica ogni anno. Nel settore della termoplastica, la maggior quantità di additivi viene utilizzata nel cloruro di polivinile (PVC).,

Con la maggior parte dei materiali termoplastici, sono disponibili varianti delle formule di base per fornire proprietà migliorate, come ad esempio una maggiore resistenza agli agenti atmosferici o al calore, con l’applicazione di additivi. Additivi per la lavorazione e le prestazioni come agenti nucleanti, antistatici e distaccanti possono anche essere incorporati in un materiale esistente.

Questi additivi potrebbero far parte del masterbatch di colore (un masterbatch è un concentrato). Inoltre, i concentrati con agenti schiumogeni, per lo stampaggio di schiuma strutturale, sono disponibili per diversi materiali.,

Esempi di altri additivi sono riempitivi, materiali di recupero, rinforzi, modificatori di impatto, antiossidanti, coloranti, stabilizzanti della luce, lubrificanti, stabilizzanti del calore, ritardanti di fiamma, agenti di reticolazione, agenti di accoppiamento, estensori, agenti antistatici, agenti nucleanti, plastificanti e agenti espandenti.

Modifica del materiale

Il termine “modifica dei materiali” è tipicamente usato per riferirsi all’aggiunta di quantità maggiori (superiori a poche percentuali) di un additivo. Un additivo utilizzato in concentrazioni relativamente grandi può essere chiamato modificatore., I modificatori possono includere ritardanti di fiamma, elastomeri e riempitivi.

La modifica del materiale con fibre, modificatori di impatto in gomma o riempitivi è stata ampiamente utilizzata con tecnopolimeri per ottenere una miscela attraente di proprietà. Queste formulazioni possono fornire la migliore resistenza all’urto, la temperatura di distorsione del calore e la resistenza alla trazione con facilità di flusso.

Queste informazioni sono state ricavate, riviste e adattate da materiali forniti da Dynisco.

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