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02.11.2020

Conoscere le materie plastiche per progettare: le soluzioni di Faizanè

La grande varietà di materiali tecnoplastici a disposizione dei progettisti è una grande risorsa, ma occorre la guida di un esperto come Faizanè.

L’universo delle plastiche per uso industriale.

Le materie plastiche hanno alcune caratteristiche che li accomunano e che hanno reso il loro impiego sempre più vasto in ogni settore della nostra vita, dalla casa alla sanità, dagli imballaggi all’abbigliamento, e questo fa sì che la ricerca per sintetizzare materiali sempre nuovi appartenenti a questa famiglia sia in continua evoluzione.

Innanzi tutto, le plastiche sono molto più leggere rispetto alle leghe metalliche e, quindi, tendono a sostituirle in tutte quelle applicazioni in cui il peso è una variabile importante; inoltre, il costo della materia prima e quello del processo tecnologico per realizzare un determinato prodotto sono sensibilmente ridotti se si utilizza un materiale plastico.

Infine, è anche molto più semplice ed economico realizzare con una plastica dei componenti resistenti alla corrosione di aria e acqua e anche, scegliendo opportunamente il materiale specifico, inerti rispetto a qualsiasi sostanza chimica e, quindi, anche adatti ad uso alimentare. 

Queste interessanti caratteristiche fisiche e chimiche, comuni, in misura differente, a tutte le materie plastiche, vengono poi associate ad altre proprietà a seconda dei polimeri impiegati e in questo modo è possibile trovare un tecnoplastico adatto praticamente ad ogni esigenza progettuale. Ecco perché, quando immaginiamo di utilizzare un materiale plastico per realizzare un determinato prodotto, ci troviamo di fronte ad un’ampia varietà di scelte tra le quali non è sempre facile decidere.

Faizanè, esperto da anni di materie plastiche, offre sempre ai propri clienti informazioni complete sui materiali dei suoi prodotti, sia di quelli disponibili a magazzino, sia di quelli realizzati su misura dal nostro reparto di produzione. In questo articolo ci proponiamo, brevemente, di accennare ad alcuni materiali della grande famiglia delle plastiche e alle loro caratteristiche, offrendo un quadro, necessariamente parziale, della variegata situazione in questo settore.

 

Il peso specifico delle materie plastiche.

Un criterio importante per scegliere un materiale plastico è indubbiamente il peso specifico da cui dipende, in modo diretto, il peso del componente da realizzare, caratteristica essenziale per alcune categorie di applicazioni.

Da questo punto di vista possiamo spaziare dai 2,18 g/cm3 del PTFE (politetrafluoroetilene) o dall’1,78 g/cm3 del PVDF (polivinildenfluoruro), tra le materie plastiche più pesanti, fino a scendere agli 0,92 g/cm3 del polipropilene PP e di valori assimilabili per il polietilene PE.

La scelta di materiali più pesanti, come il PTFE o il PVDF viene determinata, senza dubbio, da altre caratteristiche particolari. Ad esempio il politetrafluoroetilene ha una temperatura massima di utilizzo di ben 250°C, molto superiore a quella delle plastiche più comuni, come il PE, il PP o il PVC che non superano gli 80°C. Il polivinildenfluoruro PVDF, invece, viene abitualmente impiegato in applicazioni in cui sia richiesta un’inerzia chimica notevole rispetto alla maggior parte delle sostanze, soprattutto a temperatura ambiente.

 

La resistenza meccanica nelle plastiche. 

Se tutte le materie plastiche sono dotate di una notevole resilienza, ossia della capacità di assorbire l’energia degli urti senza spezzarsi, non tutti hanno valori significativi, dal punto di vista progettuale, per quanto riguarda la resistenza meccanica. La modesta capacità di resistere a carichi statici rispetto ai metalli, infatti, è forse il limite principale all’impiego delle plastiche per impieghi strutturali e per questo motivo la ricerca si è concentrata spesso sulle tecniche per migliorare questa caratteristica.

Tra i materiali plastici di maggiore diffusione, il polietilene tereftalato PET è quello con la migliore resistenza meccanica, con un carico a rottura di 85 N/mm2, rispetto ai 55 N/mm2 del PVC o a valori dai 35 N/mm2 in giù per polietilene e polipropilene. Esistono però plastiche più particolari, e costose, con valori di resistenza molto maggiori, come il polieterimmide PEI o la poliammidiimmide PAI che raggiungono valori, rispettivamente di 129 N/mm2 e 150 N/mm2.

Una tecnica per aumentare la resistenza meccanica delle materie plastiche è quella di addizionarle con fibra di vetro, creando, di fatto, dei materiali compositi che solitamente sono denominati con la sigla GF (glass fiber) dopo quella del polimero di base. Tra questi materiali segnaliamo i particolare le poliammidi PA6 GF30 e PA66 GF30 che hanno una resistenza meccanica, rispettivamente, di 100 N/mm2 e di 75 N/mm2.

 

La compatibilità alimentare e la resistenza chimica. 

Un’altra serie di caratteristiche che spesso determinano la scelta progettuale di un materiale plastico rispetto ad un altro è quella legata all’interazione tra questi materiali e le altre sostanze con cui vengono a contatto.

In particolare, la compatibilità alimentare, certificata con criteri indicati in direttive comunitarie come la 2002/72/EC, è essenziale per tutti i componenti destinati ad entrare in contatto con bevande e alimenti, non solo come imballaggi, ma anche nel ciclo di produzione, trattamento e confezionamento. Tra le plastiche adatte per uso alimentare, allora, troveremo, tra i materiali più diffusi, il PE 500 e il PE1000, ma solo in determinate colorazioni, il polipropilene PP, il PET in colorazione naturale, il policarbonato PC e il polimetilmetacrilato PMMA.

Dal punto di vista della resistenza chimica in generale bisogna, chiaramente, distinguere tra le diverse sostanze rispetto alle quali si desidera testare l’inerzia del materiale plastico. Se vi sono alcuni materiali di particolare pregio, come il PEEK (polietere etere chetone) o il PTFE che hanno una buona resistenza a quasi tutte le sostanze chimiche, occorre consultare le apposite tabelle, disponibili presso l’ufficio tecnico di Faizanè, per vedere in quali contesti sia possibile impiegare, di volta in volta, le altre plastiche a catalogo.

Come abbiamo provato ad esemplificare brevemente, le proprietà che caratterizzano i diversi materiali della grande famiglia dei tecnoplastici sono così variegate da rendere possibile trovare il materiale migliore per ogni tipo di applicazione industriale. Potrete comunque sempre rivolgervi a Faizanè per avere un consiglio tecnico di qualità da parte dei nostri esperti su quale sia il materiale plastico più adatto alle vostre esigenze.

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