Eccoci con un articolo sui polimeri termoplastici e termoindurenti, sulle differenze che distinguono le due categorie e sugli esempi che riscontriamo nel settore industriale.

Ne avevamo già scritto in breve nell’articolo Materie plastiche: glossario per conoscere caratteristiche e tipi, ma qui vogliamo approfondire il tema. I polimeri possono essere naturali, di origine organica, come per esempio la cellulosa e il caucciù, oppure artificiali e sintetici.

I polimeri artificiali derivano da modifiche fatte su quelli naturali, come succede per l’acetato di cellulosa. Quelli sintetici sono il risultato della polimerizzazione realizzata in laboratorio, detta anche “sintesi polimerica”, e sono termoindurenti oppure termoplastici.

Tra questi ultimi c’è anche il PVC, il polivinilcloruro usato per produrre le nostre porte a strisce industriali. Scoprile qui, oppure vai avanti a leggere per saperne di più.

PORTE A STRISCE INDUSTRIALI

In un articolo precedente abbiamo raccontato che cosa sono i polimeri, ma qui riprendiamo il tema con qualche accenno utile.
Al microscopio i polimeri sembrano collane di perle: infatti, sono costituiti da molecole di grandi dimensioni, chiamate macromolecole, legate una all’altra in una catena. Le macromolecole si formano attraverso la ripetizione di una stessa unità strutturale, chiamata monomero.

Le proprietà dei polimeri dipendono da questi fattori:

• forma;
• peso specifico;
• configurazione strutturale della catena molecolare;
• modalità di produzione, cioè grado di polimerizzazione del materiale.

In particolare, in riferimento all’ultimo punto, la presenza o meno di reticolazioni tra le macromolecole determina la classificazione dei polimeri in termoplastici o termoindurenti.

Che cosa sono i polimeri termoplastici e termoindurenti

I polimeri termoplastici e termoindurenti differiscono tra loro per la presenza o meno di legami covalenti o ionici tra le catene polimeriche. Approfondiamo quali caratteristiche definiscono i materiali termoplastici e quali sono proprie dei materiali termoindurenti.

Definizione dei polimeri termoplastici

I polimeri termoplastici sono costituiti da catene lineari, poco ramificate, non legate tra loro da legami covalenti o ionici. Ciò significa che i polimeri termoplastici diventano malleabili quando vengono riscaldati e tornano allo stato solido quando si raffreddano. Possono essere fusi e rimodellati molte volte, senza subire alterazioni chimiche o degradazioni.

La cristallinità

I polimeri termoplastici sono amorfi oppure semicristallini.
Una caratteristica importante dei primi è la trasparenza, mentre i secondi sono generalmente opachi, tra in due casi che fanno eccezione.

I polimeri semicristallini sono a loro volta trasparenti quando le due fasi, amorfa e cristallina, sono uguali, oppure quando la dispersa sia caratterizzata da dimensioni inferiori alla lunghezza d’onda della radiazione incidente.

A cosa si fa riferimento quando si parla di polimeri termoindurenti

A differenza dei termoplastici, i polimeri termoindurenti sono fatti di catene polimeriche reticolate, ovvero legate una all’altra da legami forti, covalenti o ionici. La presenza di queste reticolazioni rende il materiale rigido e insolubile: non può essere fuso senza andare incontro a degradazione chimica.
Questo comportamento è dovuto al fatto che le reticolazioni ostacolano la mobilità delle macromolecole, dando luogo a un comportamento fragile.

La produzione di materiali termoindurenti

I polimeri termoindurenti sono ottenuti dalla reazione tra monomeri polifunzionali e agenti reticolanti. Questa reazione può avvenire per condensazione oppure per addizione: il primo caso si verifica, per esempio, nella produzione di bachelite; il secondo si ha nella produzione delle resine epossidiche.

Il processo di produzione può essere distinto in due tempi successivi: dapprima avviene la formazione delle catene polimeriche, che poi creano tra loro la reticolazione. Nella seconda fase della produzione, durante il consolidamento dei reticoli tra le catene di molecole, viene effettuato lo stampaggio per compressione.

Differenze tra polimeri termoplastici e polimeri termoindurenti

Le differenze tra polimeri termoindurenti e termoplastici conferiscono ai due tipi di materiali proprietà e applicazioni diverse.

Il vantaggio principale dei polimeri termoplastici è la loro facile riciclabilità: durante la lavorazione non sviluppano legami forti tra catene polimeriche, che determinerebbero una reticolazione rigida, e sono quindi adatti a esser sottoposti a lavorazioni successive.

Dunque, le caratteristiche dei materiali termoplastici consentono di recuperare e riutilizzare scarti di produzione e prodotti a fine vita, riducendo impatto ambientale e costi di smaltimento.

Polimeri termoplastici e termoindurenti: esempi

I polimeri termoplastici sono ampiamente utilizzati in molti ambiti del mercato industriale, tra cui ci sono i processi di produzione di

• veicoli del settore automotive;
• apparecchiature elettroniche;
• imballaggi;
• giocattoli;
• prodotti per la casa.

Alcuni esempi di polimeri termoplastici sono:

• polietilene (PE);
• polipropilene (PP);
• policarbonato (PC);
• polistirene (PS);
• poliuretano termoplastico (TPU);
• polivinilcloruro o cloruro di polivinile (PVC).

I polimeri termoindurenti: quali sono e come sono usati

Tra i principali polimeri termoindurenti ci sono:

• poliuretano;
• resina epossidica;
• polifenolo;
• polidiciclopentadiene;
• poliimmide

Questi materiali vengono utilizzati nel settore industriale come materiali da stampaggio, per esempio, nel campo della produzione di adesivi, vernici e smalti. Inoltre, sono usati come isolanti nel settore aeronautico. La bachelite è una resina fenolica ottenuta da fenolo e formaldeide: rappresenta un altro esempio di polimero termoindurente noto per durezza, resistenza ad alte temperature e sostanze chimiche.

È un buon isolante termoelettrico ed è adatto alla produzione di componenti elettrotecnici, prese elettriche, interruttori e manici di pentole.

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