Nel settore manifatturiero, la scelta dei materiali è cruciale per garantire prestazioni ottimali e durabilità dei prodotti. La plastica resistente al calore rappresenta una soluzione versatile per applicazioni che richiedono elevata stabilità termica. Questo articolo esplora, in particolare, le caratteristiche delle materie termoplastiche, i metodi per valutarne la resistenza alle alte temperature e le loro applicazioni pratiche.

Cosa si intende per plastica resistente al calore?

Con plastica resistente al calore intendiamo una serie di polimeri caratterizzati da una temperatura di fusione e transizione vetrosa molto alta e che pertanto non fondono. Questo evita il rammollimento caratteristico di altre materie plastiche non termo resistenti.

La plastica termoresistente invece mantiene le proprie proprietà meccaniche e dimensionali anche a temperature elevate. Queste materie plastiche  sono progettate per resistere a condizioni termiche estreme senza deformarsi o degradarsi, rendendole ideali per componenti esposti a calore intenso.

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Metodi standard per caratterizzare la resistenza al calore delle termoplastiche

Per valutare la resistenza al calore delle termoplastiche, si utilizzano diversi parametri standard:

• Temperatura di deflessione termica (HDT): Indica la temperatura alla quale un materiale inizia a deformarsi sotto un carico specifico. Un valore HDT elevato suggerisce una maggiore resistenza al calore.
• Temperatura di utilizzo continuo (CUT): Definisce la massima temperatura alla quale un materiale può essere utilizzato in modo continuo senza subire deterioramenti significativi delle proprietà.
• Temperatura di transizione vetrosa (Tg): Rappresenta la temperatura alla quale una termoplastica passa dallo stato rigido e vetroso a uno più morbido e gommoso. Conoscere la Tg è fondamentale per applicazioni che richiedono stabilità dimensionale.
• Temperatura di rammollimento VICAT: Misura la temperatura alla quale una plastica inizia a rammollirsi sotto un carico specifico. Questo parametro è utile per determinare la resistenza al calore in condizioni di carico moderato.

Proprietà chiave delle termoplastiche

Le termoplastiche offrono una combinazione di proprietà che le rendono adatte a numerose applicazioni industriali:

• Fusibilità e riutilizzabilità: Possono essere fuse e rimodellate più volte senza perdere le loro caratteristiche fondamentali, facilitando processi di produzione e riciclo efficienti.
• Resistenza chimica e termica: Oltre alla stabilità termica, molte termoplastiche resistono a sostanze chimiche aggressive, ampliando il loro campo di applicazione in ambienti ostili.

Le principali materie termoplastiche resistenti ad alte temperature

Ecco alcune delle materie termoplastiche più utilizzate per la loro resistenza alle alte temperature:

• Polietereterchetone (PEEK): Offre eccellente resistenza termica e chimica, con una temperatura di utilizzo continuo fino a 250°C.
• Polifenilensolfuro (PPS): Resiste a temperature fino a 200°C ed è noto per la sua eccellente stabilità dimensionale e resistenza chimica.
• Polisulfone (PSU): Con una temperatura di utilizzo continuo fino a 180°C, offre buona resistenza al calore e proprietà dielettriche.
• Policarbonato (PC): temperatura di utilizzo fino a 120°C, è una plastica trasparente che resiste al calore, ideale per estrusi trasparenti con buona resistenza meccanica
• Polimeri stabilizzati al calore: è possibile additivare alcune termoplastiche con speciali prodotti che ne aumentano la resistenza alle alte temperature. Questo permette, ad esempio, di aumentare la termoresistenza di ABS o blend PC/ABS, PVC/ABS, ed altri termoplastici.

Quando scegliere un materiale plastico resistente al calore: applicazioni pratiche

L’utilizzo di materiale plastico resistente al calore è consigliato in diverse applicazioni industriali, tra cui:

• Settore Automotive: Componenti del motore e parti esposte a elevate temperature richiedono materiali che mantengano integrità strutturale sotto stress termico.
• Industria Elettronica: Alloggiamenti e connettori devono resistere al calore generato dai dispositivi senza deformarsi o compromettere le prestazioni.
• Applicazioni Aerospaziali: Parti strutturali e componenti interni devono sopportare variazioni termiche significative, garantendo sicurezza e affidabilità.
• Settore Medicale: Strumenti e dispositivi che subiscono processi di sterilizzazione a caldo necessitano di materiali che non degradino alle alte temperature.

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Come scegliere una materia plastica resistente al calore?

Un progetto che prevede l’utilizzo di una tipologia di plastica resistente al calore deve tener conto dei seguenti fattori:

• temperatura di esercizio del manufatto ed eventuali picchi di temperatura
• proprietà meccaniche richieste al manufatto
• resistenza chimica del manufatto
• processo produttivo per la realizzazione del manufatto: stampaggio, estrusione, coestrusione, termoformatura, lavorazioni meccaniche, stampa 3D, ecc.
• forma e dimensionamento del manufatto: spessori, dimensioni massime e minime.

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