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Plastiche speciali per i professionisti: proprietà, resistenza ed esempi di applicazione

Le plastiche speciali vengono utilizzate quando le applicazioni definiscono esigenze elevate per quanto riguarda materiale o proprietà speciali. Spesso hanno proprietà isolanti e la loro resistenza elevata ad acqua e prodotti chimici li rende materiali affidabili e a bassa manutenzione. Non c’è quindi da meravigliarsi che le plastiche speciali siano utilizzate in molti campi tecnici e anche nei dispositivi di fissaggio come viti e dadi. Il seguente articolo fornisce una panoramica delle varie materie plastiche speciali e delle loro applicazioni.

Cosa sono le plastiche speciali?

Le plastiche speciali sono progettate per soddisfare i requisiti a cui non possono adempiere le materie plastiche ordinarie. Le proprietà speciali sono ottenute, per esempio, modificando la composizione chimica o mediante processi di fabbricazione speciali. Spesso le plastiche speciali, o plastiche ad alte prestazioni, sono specializzate in termini di una proprietà.

Processo di produzione per materie plastiche speciali

Quando si producono materie plastiche speciali, la composizione del materiale è importante per ottenere le proprietà desiderate. Il seguente esempio descrive la produzione di PTFE:

Processo di produzione utilizzando PTFE come esempio

Il politetrafluoroetilene, o PTFE, è costituito da idrocarburi clorurati. Può essere prodotto con due metodi, che differiscono a seconda del prodotto iniziale desiderato (polvere o dispersione). I fluoruri vengono aggiunti parzialmente all’idrocarburo clorurato, che inizialmente genera i gas clorodifluorometano e tetrafluoroetilene. Il tetrafluoroetilene viene dissolto successivamente in una fase acquosa, escludendo l’ossigeno ed esercitando un’alta pressione, e quindi viene polimerizzato in PTFE aggiungendo una soluzione di iniziatore acquoso. Poiché il PTFE non è idrosolubile, precipita nella fase acquosa. Quindi il PTFE viene ottenuto sotto forma di polvere mediante filtrazione e asciugatura. Se deve essere ottenuta una dispersione come prodotto di partenza, un disperdente viene aggiunto alla soluzione acquosa prima dell’aggiunta dell’iniziatore.

Tipi di plastiche speciali

Esistono diverse materie plastiche adatte per la produzione di componenti per applicazioni specializzate, come le viti di plastica. MISUMI offre una vasta gamma di componenti realizzati con le materie plastiche seguenti:

Panoramica delle varie plastiche speciali
Nome breve Nome Microstruttura Classificazione Descrizione
ABS Acrilonitrile butadiene stirene amorfo Plastiche standard Elevata resistenza alle sollecitazioni meccaniche, molto dura
Bachelite Fenoplasti a base di fenolo e formaldeide Duroplast Plastiche tecniche Le piastre in bachelite MISUMI sono idonee come piastre isolanti per i pannelli di controllo, le unità di controllo e gli interruttori. La versione cartacea è disponibile in colore naturale e nero, è disponibile anche una versione più resistente a base di tessuto. Il colore della bachelite (colore naturale) può variare in base al lotto di produzione. Tuttavia ciò non influisce sulla qualità.
ETFE Copolimero di etilene e tetrafluoroetilene Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Copolimero fluorurato realizzato in tetrafluoroetilene ed etilene. Ha ottime proprietà contro l’usura meccanica, elettricamente isolante, chimicamente molto resistente, idoneo per l’uso in applicazioni ad alta temperatura.
FEP Fluoroetilene Propilene Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Il polimero, noto anche come TEFLON (gruppo dei fluoropolimeri), eccellente resistenza alla corrosione chimica, alta resistenza alla temperatura, viene utilizzato spesso come materiale di sigillatura e riempimento, il FEP ha un coefficiente di attrito maggiore e una temperatura di esercizio continuo inferiore rispetto al PTFE.
MC nylon Nome di un gruppo di ammidi polimeriche a catena lunga (PA) / nylon Semicristallino Plastiche tecniche Fusione del monomero. Con una resistenza all’abrasione migliore rispetto al POM, in genere viene utilizzato per le piastre delle guide lineari. MISUMI produce tre diverse categorie di pattini: Categoria di pattini con prestazioni di scorrimento notevolmente migliorate, categoria ad alta resistenza con forza eccellente e categoria di conduttività per l’uso intorno ai componenti elettrici che richiedono protezione elettrostatica. È disponibile anche una categoria con una buona resistenza agli agenti atmosferici che protegge contro l’usura pesante. Proprietà generali: duttilità, forza, resistenza all’abrasione e alla fatica, basso coefficiente di attrito.
PA 12 Poliammide 12 / nylon 12 Semicristallino Plastiche tecniche Proprietà tipiche del nylon: duttilità elevata, resistenza alle alte temperature, forte assorbimento dell’acqua (ammorbidente), buona resistenza all’usura, resistente a molti oli, grassi e carburanti, buone proprietà di scorrimento e attrito, elevata resistenza agli urti, utilizzato nei veicoli a motore e negli aeroplani per il carburante, le linee idrauliche, ecc.
PA6 Poliammide 6 / nylon 6 Semicristallino Plastiche tecniche Proprietà tipiche del nylon: duttilità elevata, resistenza alle alte temperature, forte assorbimento dell’acqua (ammorbidente), buona resistenza all’usura, resistente ai solventi organici, buone proprietà di scorrimento e attrito, elevata resistenza agli urti, elevate proprietà di smorzamento meccanico
PBT Polibutilene teleftalato Semicristallino Plastiche tecniche Elevata resistenza all’abrasione, elevata resistenza agli urti, resistenza e rigidità leggermente inferiori rispetto al PET, ottime proprietà di scorrimento e usura, buon isolante elettrico, resistenza chimica paragonabile al PET, utilizzato per cuscinetti radenti e a rulli, viti, strisce di connettori, parti di elettrodomestici
PC Policarbonato amorfo Plastiche tecniche Massima resistenza agli urti tra le plastiche trasparenti (circa 30 volte superiore rispetto al PMMA), eccellente resistenza alla temperatura e gamma di utilizzi ampia.
PE Polietilene Semicristallino Plastiche tecniche Buon isolante elettrico, alta duttilità, buon comportamento di scorrimento, bassa durezza e resistenza, usura ridotta, buona resistenza a molti acidi, basi, grassi e oli. Densità come caratteristica distintiva. In PE-LD e PE-HD con proprietà leggermente diverse (LD è più morbido, più flessibile e con infrangibilità maggiore, ma meno resistente all’abrasione rispetto all’HD) - applicazioni: Articoli di uso domestico, contenitori di stoccaggio, scatole di trasporto, serbatoi di veicoli, ecc.
PEEK Polietere etere chetone Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Il PEEK è una plastica tecnica semicristallina molto buona e ad alte prestazioni. Ha la resistenza chimica massima tra le plastiche tecniche. Il PEEK può essere dissolto solo in acido solforico concentrato. Ha un’eccellente resistenza al calore, all’abrasione, alla fiamma e all’idrolisi.
PET Politetilene tereftalato Amorfo o semicristallino Plastiche tecniche resistenza agli urti circa 4 volte superiore rispetto al PMMA, materiale ecologico che non rilascia gas tossici durante la combustione ed è conveniente.
PE-UHMW
(anche: polietilene ad altissimo peso molecolare)
Polietilene UHMW Semicristallino Plastiche standard Polietilene UHMW ad altissimo peso molecolare. Ha un’ottima resistenza all’abrasione e all’usura, un’elevata resistenza chimica ai prodotti chimici, buone proprietà di scorrimento, autolubrificante ed è molto resistente agli urti.
PFA Perfluoroalcossi Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Polimero noto anche come TEFLON (gruppo di fluoropolimeri). Combina le proprietà chimiche del PTFE con le proprietà meccanico-tecniche del FEP. PFA è resistente ai prodotti chimici, alla temperatura, alle radiazioni UV, è un eccellente isolante elettrico ed estremamente resistente agli agenti atmosferici.
PI Poliammide amorfo Plastiche ad alte prestazioni Non fusibile, resistenza alla temperatura eccellente, elevata resistenza meccanica, alta stabilità della forma, ottime proprietà di attrito e usura.
PMMA Polimetilmetacrilato amorfo Plastiche ad alte prestazioni Noto anche come vetro acrilico o con il nome commerciale Plexiglas. Ha trasparenza, resistenza agli agenti atmosferici e lavorabilità eccellenti, resistenza ai fluidi, rigidità elevata, è relativamente fragile, ha buone proprietà di isolamento elettrico, proprietà di lucidatura, resistenza agli acidi e soluzioni alcaline di concentrazioni di fluidi.
POM Poliacetale Semicristallino Plastiche tecniche Resistenza meccanica eccellente; utilizzata come materiale in molti casi per ruote, rulli e ruote dentate.
PP Polipropilene Semicristallino Plastiche standard Resistenza e durezza elevate, buona resistenza chimica a molti acidi, basi e solventi, buon isolante, utilizzato nel settore alimentare, ma anche nel settore dell’arredamento, automobilistico e chimico-farmaceutico.
PPS Solfuro di polifenilene Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni PPS è una plastica tecnica cristallina eccellente. Ha una resistenza al calore eccellente e le proprietà fisiche non vengono compromesse neanche con l’uso prolungato ad alte temperature. Inoltre ha resistenza chimica, caratteristiche meccaniche ed elettriche eccellenti ed è dimensionalmente stabile.
PPS / HPV PPS Tipo di solfuro di polifenilene rinforzato con fibra   Plastiche tecniche Techtron® HPVPPS è un prodotto basato sul PPS superiore, resistente al calore e ai prodotti chimici e ha proprietà di scorrimento significativamente migliori. Utilizzato in componenti di scorrimento ad alta temperatura con valori PV elevati.
PTFE e PTFE (F4) Politetrafluoroetilene Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Polimero noto anche come TEFLON (gruppo di fluoropolimeri). Ha un’eccellente resistenza alla corrosione chimica, una resistenza alla temperatura eccellente, viene utilizzata spesso come materiale sigillante e riempitivo. Il PTFE ha un coefficiente di attrito inferiore (attualmente considerato il materiale più liscio disponibile) e una temperatura di esercizio continua più elevata rispetto al FEP.
PVC Cloruro di polivinile Semicristallino Plastiche standard Resistente ad acidi, soluzioni alcaline, alcol, olio e benzina, ritardante di fiamma, bassa conducibilità termica, ottimo isolante contro elettricità, luce e rumore.
PVDF Fluoruro di polivinilidene Semicristallino Plastiche ad alte prestazioni Resistente a una varietà di prodotti chimici, alta resistenza meccanica, elevata resistenza ai raggi UV e agli agenti atmosferici, resistenza alle alte temperature, applicazioni: Costruzione di apparecchi, imballaggio, settore alimentare e farmaceutico, dispositivi elettrici di tutti i tipi, tubi, barre di scorrimento, viti, ecc.
RENY Nylon MXD6 in poliammide rinforzato con fibra di vetro cristallino Plastiche tecniche RENY è basato su poliammide MXD6 e plastica tecnica cristallina, rinforzata con il 50% di fibra di vetro. Ha la resistenza e l’elasticità massime nelle plastiche e mostra anche un’ottima stabilità all’olio e al calore. Quindi può essere utilizzato come alternativa al metallo.
Ad alte prestazioni Tecnico Standard PPS, PEK, PEEK, ETFE, FEP, PVDF PI, PMMA PCM, PA6, PA 66, MC Nylon PA 11/12, PBT, PE, PET PC, PMMA PP, PE-HD, PE-LD, PE-LLD, PVC ABS, PS, PS-HI Semicristallino g isolation="isolate"> amorfo Prezzo e prestazioni Volume di produzione

Vantaggi e svantaggi della plastica

Gli elementi di connessione in plastica presentano i vantaggi seguenti:

  • Solitamente hanno un effetto isolante, sia a livello termico sia elettrico.
  • Spesso si espandono in modo simile ai materiali naturali.
  • Spesso sono resistenti all’acqua e a molti prodotti chimici.

Rispetto ai dispositivi di fissaggio in metallo i loro svantaggi consistono nel fatto che spesso hanno una minore resistenza alla trazione e alle forze di compressione, nonché una temperatura di applicazione massima inferiore. Ciò deve essere preso in considerazione, ad esempio, quando si selezionano le rondelle di plastica.

Resistenza chimica delle plastiche selezionate

La tabella seguente fornisce una panoramica della resistenza chimica delle materie plastiche selezionate:

Resistenza chimica delle plastiche selezionate
  PC PPS RENY PEEK PVC PP PTFE PFA PVDF Ceramica POM PA6 PA66 PA12
  Acidi                          
Acido cloridrico al 10% o o x o o o o o o o x x x x
Acido solforico al 10% o o x o o o o o o o x x x ^
Acido solforico al 50% ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acido nitrico al 10% o o x o o o o o o ^ x x x x
Acido nitrico al 50% ^ x x x x - o o o ^ x x x x
Acido fluoridrico al 10% o ^ x - - o o o o x x x x -
Acido fluoridrico al 50% ^ x x x - ^ o o ^ x x x x -
Acido fosforico o ^ x o o o o o o x x x x ^
Acido formico o o x ^ ^ o o o o - x x x x
Acido acetico o o x o ^ o o o o - ^ x x ^
Acido citrico o o ^ o o o o o o - ^ ^ ^ ^
Acido cromico o ^ x o o o o ^ o ^ - ^ - ^
Acido borico o o ^ o o o o ^ o ^ - ^ - o
  Alcol                          
Metanolo ^ o - o o - o o o o o - - ^
Butanolo - - - o - - - - o - o - - -
Glicole o o - o - - o o - o o - - o
  Aldeidi e chetoni                          
Acetaldeide x - o o - o o o o o o - - ^
Acetone x o - o - - - - - - - - - -
Formalina - - - o - - - - - - - - - -
Metiletilchetone - - - o - - - - - - - - - -
  Alcali                          
Ammoniaca x o o o o o o o o - x o o o
Idrossido di sodio al 10% - o o o o o o o o - ^ o o o
Idrossido di potassio al 10% x ^ o o o o o o o - ^ o o o
Idrossido di calcio o ^ x o o o o o o - o x x o
  Sostanze organiche alogenate                          
Carbonio di tetracloruro - - - o - - - - o - - - - -
Percloroetilene - - - o - - - - o - - - - -
Freon 12 - - - o - - - - - - - - - -
  Idrocarburi                          
Benzene x - - o - - - - o - - - - -
Toluene x o - o - - - - o - - - - -
Xilolo - - - o - - - - - - - - - -
Cicloesano - - - o - - - - ^ - - - - -
Naftalene - - - o - - - - - - - - - -
  Sostanze chimiche inorganiche                          
Acqua o o o o o o o o o o o ^ ^ o
Idrogeno solforato o o o o - o o o o - ^ o o o
Biossido di zolfo - ^ o o - o o o - - o o o -
Cloruro di sodio o - o o - o o - o - o o o -
Salnitro di ammonio x o o o - o o o o - ^ o o -
Nitrato di sodio - o o o - o o o o - ^ o o o
Acetato di sodio x - o o - o o - o - o o o -
Carbonato di calcio o o o o - o o o o - o o o -
Cloruro di calcio o o o o - o o o o - o o o o
Cloruro di magnesio o o o o o o o o o - o o o -
Solfato di magnesio o o o o o o o o o - o o o -
Solfato di zinco o o o o - o o o o - ^ o o o
Perossido di idrogeno o ^ ^ o o o o o o - x ^ ^ ^
  Sostanze chimiche                          
Urea o - - o - o - - - - ^ - - -
Detergente o - o o - o - - - - o o o -
o = utilizzabile
^ = utilizzabile in circostanze determinate
x = non può essere utilizzato
- = nessun dato

Esempio di applicazione: Manicotti e rondelle di plastica

I manicotti distanziatori sono utilizzati in molti progetti per creare una distanza tra due componenti. Sono cilindrici e possono essere costituiti, per esempio, da gomma, metallo o plastica. Lo scopo può essere isolare, ridurre l’attrito o controllare il movimento. I manicotti distanziatori in plastica offrono diversi vantaggi rispetto ai manicotti distanziatori metallici: Sono isolanti (termicamente o elettricamente a seconda del materiale) e hanno proprietà simili a quelle dei materiali naturali. I manicotti di plastica si espandono, ad esempio, in misura simile al legno e ad altri materiali morbidi.

Le proprietà isolanti rendono i manicotti di plastica il componente ideale nell’ingegneria elettrica, ad esempio per fissare i componenti elettronici su un circuito stampato o per un allineamento corretto e per mantenere distanze di sicurezza tra i componenti. I manicotti distanziatori sono utilizzati spesso anche nell’ingegneria meccanica per tenere in una posizione precisa i componenti o per smorzare vibrazioni e rumori. Inoltre potrebbero essere impiegati come cuscinetto o ausilio per il montaggio di componenti leggeri.

  • 1 - Manicotto in plastica con guida
  • 2 - Albero rotante
  • 3 - Puleggia dentata
  • 4 - Cuscinetto a sfere
  • 5 - Alloggiamento del cuscinetto con cuscinetto
  • 6 - Ruota motrice

Se è necessario utilizzare dischi di plastica che devono possedere proprietà conduttive, MISUMI offre versioni conduttive e antistatiche in nylon MC oltre alle versioni standardizzate.

Nelle rondelle vengono utilizzate anche varie materie plastiche. Anche in questo caso l’isolamento termico ed elettrico è il criterio chiave per il loro utilizzo. MISUMI, ad esempio, offre anche dischi di plastica con proprietà di scorrimento. Dischi e manicotti realizzati in fluororesina, ad esempio, riducono la resistenza all’attrito nelle cerniere. Grazie alle loro proprietà termoisolanti eccellenti (il punto di fusione arriva a 300 °C, a seconda della resistenza e della composizione), i dischi in polietere etere chetone (PEEK) possono essere utilizzati a loro volta nelle linee di riscaldamento e raffreddamento.