Scoprite cos'è la plastica o polimero, un materiale di produzione, e il suo utilizzo nell'industria.
La plastica è un materiale costituito da un'ampia gamma di composti organici sintetici o semisintetici che sono malleabili e, pertanto, possono essere modellati in oggetti solidi. La plasticità è la proprietà generale di tutti i materiali che comporta una deformazione permanente senza rottura. Il nome dei polimeri deriva dalle loro proprietà elastiche e plastiche.
Le materie plastiche sono tipicamente polimeri organici ad alta massa molecolare, ma spesso contengono altre sostanze. Di solito sono sintetiche e più comunemente derivate da prodotti petrolchimici. Tuttavia, l'attenzione odierna per l'ambiente ha portato a un numero crescente di plastiche derivate da materiali rinnovabili, come l'acido polilattico dal mais o i cellulosici dai linters di cotone.
Le materie plastiche sono state adottate in una gamma significativa e in continua espansione di prodotti grazie al loro costo relativamente basso, alla facilità di produzione, alla versatilità e all'impermeabilità all'acqua. La plastica è presente ovunque in prodotti semplici come le graffette o complessi come gli aerei.
Una fonte significativa di materiali plastici diversi è disponibile in un ampio spettro di produzione. Uno dei settori produttivi più recenti ed entusiasmanti è quello della stampa 3D. Quasi ogni giorno emergono nuove applicazioni per la stampa 3D e una vasta gamma di oggetti in plastica è già stata prodotta utilizzando il processo di stampa 3D. Questi oggetti sono utilizzati principalmente nei laboratori di prototipazione, nei giocattoli, nei riduttori meccanici, nelle protesi mediche e in molti altri settori.
Gli ingegneri dei materiali classificano generalmente le materie plastiche in base alla struttura chimica della spina dorsale e delle catene laterali del polimero; alcuni gruppi importanti di queste classificazioni includono:
Per motivi di chiarezza, in questa documentazione ci concentriamo su un insieme di polimeri rappresentativi, noti anche come plastiche di base, plastiche standard o tecnopolimeri.
L'acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è un terpolimero prodotto dalla polimerizzazione di stirene e acrilonitrile in presenza di polibutadiene. La maggior parte delle applicazioni può resistere a temperature comprese tra -20-80 °C (-4-176 °F). Tra le applicazioni tipiche vi sono le custodie di apparecchiature elettroniche come monitor di computer, stampanti, tastiere e tubi di drenaggio.
La poliammide (PA) o nylon è presente in natura, ad esempio con la lana e la seta, e sinteticamente come nylon, aramide e poli (aspartato) di sodio. Industrie come quella della moda, automobilistica, dei tappeti o dell'abbigliamento sportivo utilizzano poliammidi sintetiche nei tessuti per le loro proprietà di durata e resistenza. Si stima che l'industria dei trasporti consumi il 35% della poliammide (PA) a livello mondiale. Alcune applicazioni chiave includono fibre, setole di spazzolini da denti, tubi, lenze da pesca e parti di macchine a bassa resistenza nei motori o nei telai delle armi.
I policarbonati (PC) appartengono al gruppo dei polimeri termoplastici contenenti carbonati. Le loro proprietà solide e rigide e la trasparenza di alcuni gradi li rendono adatti all'ingegneria. Inoltre, le loro proprietà elastiche li rendono facili da lavorare, modellare e termoformare. Molte applicazioni, come compact disc, occhiali, scudi antisommossa, finestre di sicurezza, semafori e lenti, utilizzano quindi i policarbonati (PC).
Il poliestere (PES) può essere presente in natura, ad esempio nella cutina delle cuticole delle piante, o sintetico attraverso la polimerizzazione a crescita graduale, come il polibutirrato. I poliesteri naturali e alcuni sintetici sono biodegradabili, ma la maggior parte dei poliesteri sintetici non lo sono. I poliesteri sono molto diffusi nell'industria tessile e dell'abbigliamento.
Il polietilene (PE) è la plastica più comune, con una produzione annuale globale di circa 80 milioni di tonnellate. Il settore degli imballaggi lo utilizza principalmente per produrre sacchetti di plastica, pellicole di plastica, geomembrane e contenitori (comprese le bottiglie).
Il polietilene ad alta densità (HDPE), noto anche come polietilene ad alta densità (PEHD), è una termoplastica derivata dal petrolio con un elevato rapporto resistenza/densità. L'industria lo utilizza principalmente per bottiglie di detersivo, caraffe per il latte, casse di plastica stampate, bottiglie di plastica, tubature resistenti alla corrosione, geomembrane e legname di plastica. Quando viene utilizzato per le tubature, viene talvolta chiamato alcalino o politene.
Il polietilene a bassa densità (LDPE) è un termoplastico ottenuto dal monomero etilene. Prodotto per la prima volta nel 1933 da Imperial Chemical Industries (ICI), la sua produzione impiega oggi lo stesso metodo. Inoltre, la sua applicazione rimane diffusa nei mobili per esterni, nei rivestimenti, nelle piastrelle per pavimenti, nelle tende da doccia e negli imballaggi a conchiglia, nonostante la concorrenza di polimeri più moderni.
Il polietilene tereftalato (PET), comunemente abbreviato in PET o PETE, è la resina polimerica termoplastica più comune della famiglia dei poliesteri. Diverse industrie lo utilizzano in fibre per produrre abbigliamento, contenitori per liquidi e alimenti, termoformatura per la produzione e con fibre di vetro per le resine ingegneristiche. I nomi dei marchi includono Dacron, Terylene o Lavsan.
Il polipropilene (PP), noto anche come polipropene, è un polimero di addizione robusto e resistente alla corrosione che appartiene al gruppo dei polimeri termoplastici. Dopo il polietilene, è la seconda plastica sintetica più prodotta. Può essere utilizzato in un ampio spettro di applicazioni, come imballaggi, etichette, tessuti, cancelleria, parti in plastica, contenitori riutilizzabili, apparecchiature di laboratorio, altoparlanti, componenti automobilistici e banconote in polimero.
Il polistirene (PS) è un polimero sintetico aromatico ottenuto dal monomero stirene e può essere solido o espanso. Il polistirene per uso generale è una resina trasparente, dura e relativamente fragile, poco costosa per unità di peso. È naturalmente trasparente ma può essere colorato. Essendo una delle materie plastiche più utilizzate, con una produzione di milioni di tonnellate all'anno, le aziende industriali lo impiegano per la produzione di noccioline espanse per imballaggi, contenitori per alimenti, stoviglie in plastica, bicchieri monouso, piatti, posate, scatole per compact disc (CD) e cassette.
Il polistirene ad alto impatto (HIPS) è un copolimero di innesto prodotto mescolando il polistirene con la gomma polibutadiene, più elastica, durante la polimerizzazione, ottenendo così il polistirene ad alto impatto (HIPS), spesso chiamato "plastica ad alto impatto" nelle pubblicità. Viene comunemente stampato a iniezione per produrre giocattoli, rivestimenti per frigoriferi, imballaggi per alimenti e tazze per distributori automatici. Un marchio è Bextrene.
Il poliuretano (PUR e PU) è un polimero composto da unità organiche unite da legami carbammati (uretano). Sebbene la maggior parte dei poliuretani siano polimeri termoindurenti che non si sciolgono quando vengono riscaldati, sono disponibili anche poliuretani termoplastici. Le applicazioni tipiche includono schiume ammortizzanti, schiume per l'isolamento termico, rivestimenti superficiali e rulli da stampa. È la plastica più utilizzata nelle automobili.
Il cloruro di polivinile (PVC), noto anche come PVC, polivinile o vinile, è il terzo polimero plastico sintetico più prodotto al mondo dopo il polietilene e il polipropilene. Il PVC è disponibile in forma rigida (RPVC) o flessibile. Le applicazioni tipiche del RPVC includono tubi idraulici, grondaie, porte, telai di finestre e tessere bancarie o associative. Le applicazioni più comuni per il PVC flessibile includono tende da doccia, pavimenti, finta pelle, segnaletica, dischi fonografici, prodotti gonfiabili e varie applicazioni in sostituzione della gomma.
Oltre ai materiali termoplastici generici, l'industria della stampa 3D ha adottato alcune materie plastiche per le loro proprietà tecniche.
Le diverse materie plastiche da utilizzare nella stampa 3D comprendono la plastica per prototipi, la plastica rigida opaca, la plastica simile alla gomma e la plastica trasparente. Ciascuna di queste plastiche ha caratteristiche e applicazioni specifiche.
Le diverse resine da utilizzare nella stampa 3D comprendono la resina ad alto dettaglio, la resina Mammut, la resina trasparente, la resina grigia e la resina standard. Ognuna di queste resine ha caratteristiche e applicazioni specifiche.
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