Materie plastiche per alte temperature
Se l’atmosfera si scalda, su quali materie plastiche per alte temperature possiamo far conto?
Esistono tante lavorazioni e applicazioni in ambito industriale per cui è necessario utilizzare materiale plastico resistente al calore.
Per esempio, nel settore automotive devono essere impiegati polimeri termoresistenti che non siano deformati o danneggiati dalle temperature elevate del motore.
In questo articolo, raccontiamo a che cosa si fa riferimento parlando di plastica che si mantiene inalterata anche quando aumentano i gradi.
Riferiamo poi come sono ottenuti materiali del genere, quali sono le loro proprietà ed elenchiamo alcune applicazioni che li richiedono.
SCOPRI IL PVC DELLE NOSTRE PORTE INDUSTRIALI
Che cosa si intende per materiale plastico resistente al calore
Per considerare un materiale plastico resistente al calore, e quindi definirlo con maggior precisione “termoresistente”, è necessario che resista, senza subire modificazioni, a temperature fino a 250ᵒF.
Duecentocinquanta gradi Fahrenheit equivalgono a poco più di centoventi gradi Celsius, cioè gradi centigradi.
Polimeri termoresistenti: che cosa sono
I polimeri termoresistenti sono così definiti perché resistono alle alte temperature, cioè hanno una temperatura di fusione e di transizione vetrosa molto alta: non fondono, e quindi non si verifica il caratteristico rammollimento di altri tipi di plastica.
Tra i polimeri con questa specifica caratteristica si annoverano i poliesteri insaturi e alcune resine (fenolica, melaminica, ureidica).
Altre macromolecole che non si fanno strapazzare dal calore sono il polivinilidenfluoruro e il polivinilidencloruro clorurato, identificati rispettivamente dagli acronimi “PVDF” e “CPVDC”.
Se vuoi approfondire l’argomento, vai all’articolo su che cosa sono i polimeri.
Additivi per migliorare la resistenza termica delle materie plastiche
Tra gli additivi per migliorare la resistenza termica delle materie plastiche ci sono quelli antiossidanti, che arricchiscono il materiale anche di altre proprietà: ne aumentano la resistenza meccanica e la resistenza agli agenti chimici.
Gli additivi stabilizzanti UV sono utilizzati per proteggere i polimeri dall’irraggiamento solare.
I raggi ultravioletti che investono i polimeri, nel lungo periodo, portano a un fenomeno chiamato “fotodegradazione”.
Le sue conseguenze per il materiale consistono in fessurazioni e indebolimento.
Gli stabilizzanti UV lo ostacolano assorbendo le radiazioni e trasformandole in energia termica.
Per incrementare la capacità di resistenza termica della plastica è possibile ricorrere anche al rinforzo delle fibre di vetro: in questi casi, si parla di “plastiche caricate” o “polimeri caricati”.
Applicazioni industriali delle materie plastiche per alte temperature
Sebbene sia ancora diffusa la convinzione che plastica e calore non vadano d’accordo, le applicazioni industriali delle materie plastiche per alte temperature sono sempre di più.
In particolare, i polimeri termoresistenti vengono utilizzati nel settore aerospaziale, nell’automotive, nell’industria dei semiconduttori.
In più, sono molto richiesti anche nell’industria del vetro, per la produzione di dispositivi medicali, nelle applicazioni della tecnologia dei raggi X e nel campo della chimica.
Proprietà meccaniche della plastica resistente al calore
I polimeri termoresistenti mantengono le loro proprietà meccaniche anche a temperature molto elevate.
Per esempio, non perde le sue caratteristiche meccaniche a temperature intorno ai 250ᵒC il polietereterchetone, indicato spesso con l’acronimo “PEEK”.
Le qualità meccaniche delle materie plastiche per alte temperature consistono in una buona resistenza a trazione, abrasioni, flessioni e urti.
Quali proprietà termiche caratterizzano la plastica resistente al calore
La plastica resistente ad alta temperatura presenta proprietà termiche che le permettono di mantenersi solida e robusta anche in presenza di un calore molto intenso.
Nella fattispecie, questo avviene perché materiali plastici del genere presentano una temperatura di fusione e una temperatura di transizione vetrosa molto alte.
Così, finché le plastiche sono utilizzate entro i due limiti sopra menzionati, garantiscono la massima affidabilità.
Tra le diverse plastiche termoresistenti c’è anche un esempio di polimero caratterizzato da elevata conduttività termica: il politetrafluoroetilene (PTFE).
Le proprietà elettriche della plastica resistente ad alte temperature
La plastica resistente ad alta temperatura ha solitamente anche buone proprietà di isolante elettrico: questo significa che impedisce completamente il passaggio della corrente oppure lo ostacola con grande resistenza.
La proprietà dell’isolamento elettrico è detta anche dielettricità, quindi i materiali plastici che non conducono la corrente sono chiamati “dielettrici”.
Chimica delle materie plastiche per alte temperature
Per ottenere plastica per l’alta temperatura, quindi polimeri termoresistenti, la reazione chimica fondamentale è la polimerizzazione.
Si tratta del processo grazie a cui viene ottenuta la catena polimerica a partire dai monomeri, cioè molecole semplici caratterizzate da gruppi funzionali che permettono loro di formare insieme macromolecole.
Tanti monomeri legati insieme attraverso la reazione chimica della polimerizzazione costituiscono un polimero.
A seconda delle modalità con cui avviene, la polimerizzazione può essere definita “a catena” oppure “a stadi”.
Nel primo caso, una specie chimica attiva lega a sé i monomeri, di volta in volta spostando la reattività all’estremo della catena continuando la reazione.
Nel secondo, viene formata una catena lunga a partire da catene polimeriche più corte: questo succede tra specie chimiche che presentano estremità reattive, ovvero i cosiddetti “gruppi funzionali”.
Un materiale sicuro: il PVC ignifugo Faroflex
Tra i materiali plastici che non reagiscono al fuoco, c’è il PVC ignifugo Faroflex.
Il polivinilcloruro ignifugo offre un’importante garanzia di sicurezza: infatti, non partecipa all’innesco della combustione e la ostacola, non è attivo nell’alimentare le fiamme, e anzi, si autoestingue.
Dunque, in caso di incendio, la presenza di porte e divisori in PVC ignifugo assicura un buon contenimento alla sua diffusione.
Per esempio, il manto della porta RolliZip ATEX è fatto in polivinilcloruro che non reagisce alla combustione, con densità superficiale di 900 g/mq, definito “extrastrong”.
Si tratta di una chiusura industriale progettata e costruita specificamente per ambienti antideflagranti.
