Materiali plastici con caratteristiche speciali

Le materie plastiche sono definibili come l’insieme dei materiali formati da polimeri di natura organica, ossia quelle sostanze in cui molecole in cui è presente il carbonio si legano tra loro in lunghe catene dove si ripete la stessa sequenza di atomi. Si tratta, indubbiamente, di una definizione vaga, perché comprende, in realtà anche altre sostanze, come le gomme, che nell’immaginario comune sono del tutto differenti dalle plastiche.

Se pensiamo alla “plastica”, che significativamente immaginiamo al singolare, come una sostanza unica, abbiamo l’idea di un materiale solido, ma flessibile, leggero e facile da formare in stampi quando è fuso. Questa concezione del pensare comune, lo sappiamo bene, non tiene in conto l’enorme varietà di proprietà e caratteristiche tecnologiche che possono avere le materie plastiche e limita spesso gli impieghi per cui si immagina che la “plastica” possa servire.

In campo industriale e tecnico in genere, si parla invece di materiali tecnoplastici quando si vuole intendere tutto quel gruppo di materie plastiche che trovano applicazione nell’industria, per le loro proprietà di resistenza meccanica, leggerezza, resistenza agli agenti chimici o per altri motivi specifici.

Faizanè è un’azienda leader nel commercializzare materie plastiche e anche nel produrre su misura particolari a disegno con alcune di esse. In particolare, in questo articolo vorremmo soffermarci su alcune tipologie di materiali tecnoplastici dalle caratteristiche molto particolari, che Faizanè propone per impieghi in cui vengano richieste prestazioni non comuni per componenti in materiale plastico.

Molti di questi materiali si caratterizzano per un’eccezionale resistenza e stabilità alle alte temperature, oppure per proprietà strutturali adeguate a sopportare sforzi notevoli, oppure ancora per i bassi coefficienti di attrito e la resistenza all’usura.

Il polieterchetone PEEK

Quando sono necessarie buone proprietà meccaniche di resistenza ad alte temperature non è usuale pensare all’impiego di materie plastiche per la costruzione di componenti di vario tipo per l’industria. Tuttavia con il polieterchetone (PEEK) è possibile realizzare particolari meccanici che sostengano carichi elevati anche a temperature notevoli, fino a 250°C con punte di 310°C per brevi periodi.

Questo polimero è semi-cristallino, ossia ha una struttura molecolare che, almeno parzialmente, ha una disposizione regolare degli atomi, e combinando un allungamento a rottura del 17% con una resistenza a trazione di 115 MPa si colloca senza dubbio tra i materiali tecnoplastici con le migliori proprietà meccaniche.

In effetti, malgrado il suo costo elevato, il PEEK viene usato piuttosto frequenemente, soprattutto per realizzare cuscinetti per il supporto di organi in rotazione quando le condizioni termiche non consentano l’utilizzo di materiali più economici. Inoltre, è utile ricordare che, oltre alle proprietà di resistenza termica, questo polimero semi-cristallino ha anche delle ottime capacità di resistenza agli agenti chimici.

Infine, il PEEK può essere utilizzato in modo ottimale quando ci sia l’esigenza di un materiale resistente alle radiazioni ad alta energia, come i raggi gamma che possono essere assorbiti senza danni in notevoli dosi da questo materiale tecnoplastico.

Il poliossimetilene POM

L’ossimetilene è, come dice il nome stesso, una molecola organica in cui un gruppo metilene CH₂ si lega ad un atomo di ossigeno. Quando si sintetizzano, con un particolare processo industriale messo a punto nel secolo scorso, lunghe catene formate da una serie di queste molecole il polimero ottenuto, che prende il nome di poliossimetilene, possiede particolari caratteristiche di resistenza meccanica.

Uno dei fattori che, insieme alle buone proprietà meccaniche, hanno determinato il successo e la diffusione del POM è indubbiamente il suo costo contenuto che lo rende estremamente conveniente per tutte quelle applicazioni in cui si richieda una particolare stabilità dimensionale.

In effetti il poliossimetilene è un materiale tecnoplastico che subisce pochissime deformazioni a causa del calore o di altre sollecitazioni e viene quindi impiegato per realizzare, tra l’altro, ruote dentate con piccolo modulo, come quelle utilizzate in orologeria, oppure guide o altri particolari di precisione che necessitino di essere dimensionalmente il più possibile stabili.

Le proprietà del poliossimetilene, però, non si limitano alla stabilità dimensionale. Il POM infatti, è particolarmente agevole da lavorare alle macchine utensili, soprattutto in quelle a controllo numerico, e questo rende ancora più conveniente il suo utilizzo per la realizzazione di particolari di precisione che richiedono questo tipo di processo produttivo.

Inoltre, questo tecnoplastico è un ottimo isolante elettrico, ha una resistenza agli alcali notevole che lo rende adatto per la componentistica degli impianti chimici e per il contatto con gli alimenti e mantiene una buona resistenza all’urto anche quando opera a basse temperature.

Il polivinilidenfluoruro PVDF

L’aggiunta del fluoro alle molecole organiche produce, in generale, materiali caratterizzati da una notevole inerzia chimica, ossia da una scarsa propensione a legarsi con altre sostanze. Un caso notissimo è quello del PTFE (politetrafluoroetilene), commercialmente noto come Teflon®, che ha però, insieme a grandi proprietà di inerzia chimica e un bassissimo coefficiente di attrito, una scarsa resistenza meccanica.

Il polivinilidenfluoruro, invece, è un materiale tecnoplastico di recente sintetizzazione che unisce, ad un costo tutto sommato piuttosto limitato, rispetto agli altri fluorurati, una buona resistenza agli sforzi di trazione e compressione a ottime proprietà di resistenza alla corrosione e all’attacco della gran parte degli agenti chimici.

Il suo basso coefficiente di attrito, inoltre, rende il PVDF molto adatto per la costruzione di cuscinetti volventi per l’industria meccanica, anche nel caso questi debbano operare in acqua, mentre la sua capacità di resistere alla fiamma e di autoestinguere eventuali principi di combustione lo rendono sempre più utilizzato in campo elettrico, anche perché ha comunque delle ottime proprietà dielettriche.

Certamente, però, le caratteristiche del polivinilidenfluoruro vengono esaltate nel settore dell’industria chimica e alimentare in cui è impiegato per la costruzione di pompe e macchinari di diverso tipo, sia nell’industria chimica e alimentare in generale, sia nello specifico settore petrolchimico, per l’elevatissima resistenza di questo materiale ad alcali e acidi.

Anche dal punto di vista del campo di temperature di utilizzo, infine, il PVDF si dimostra un materiale di notevole interesse. È possibile, infatti, utilizzarlo senza significative alterazioni delle sue caratteristiche dai -50°C ai +140°C con punte di impiego per brevi periodi anche a +155°C.

Questi particolari materiali tecnoplastici sono solo alcuni di quelli commercializzati da Faizanè che, oltre ad un ampio catalogo, vi offre anche un servizio di consulenza tecnica, basato sull’esperienza e la professionalità dei propri addetti.