Fissaggio e incollaggio della plastica: Trova la soluzione giusta per la tua esigenza

Il polietilene (PE) è il polimero termoplastico più utilizzato al mondo. Il polietilene viene utilizzato per la produzione di sacchetti di plastica, casse di birra, tubi, secchi, bottiglie, pellicole trasparenti e sigillature. Il PE è insapore, inodore e fisiologicamente innocuo, nonché resistente a sostanze acide e alcaline, soluzioni saline, grassi e oli. I fogli sono generalmente realizzati in un tipo più morbido di polietilene ad alta pressione, mentre le stoviglie sono prodotte con un polietilene a bassa pressione più rigido, con un intervallo di fusione compreso tra 125 e 130 °C.

Nomi commerciali: Hostalen, Dyneema, Spectra e così via

Il polipropilene (PP) è il secondo materiale termoplastico più comunemente utilizzato, ad esempio per imballaggi alimentari, tessili per la casa, accessori e tubazioni, alloggiamenti tecnici, elmetti e prodotti medici. Oltre un terzo delle fibre sintetiche è realizzato in PP. Il polipropilene presenta proprietà più favorevoli rispetto al polietilene, è più rigido e il relativo intervallo di fusione è più elevato, arrivando a circa 165 °C. Tali caratteristiche gli permettono di avere una gamma più ampia di applicazioni.

Il cloruro di polivinile (PVC) è una plastica contenente un alogeno, utilizzata per tubi di drenaggio, guaine per cavi, tubi flessibili, rivestimenti per pavimenti, profili per finestre, ecc. Si differenzia in PVC rigido e morbido. Per ottenere proprietà d'uso favorevoli, il PVC, a differenza di altri polimeri, richiede l'aggiunta di numerosi additivi quali stabilizzanti, lubrificanti, plastificanti e altri ancora.

Nomi commerciali: Hostalit, Vinnol, colloquiale: ad es. pelle artificiale

Le poliammidi (PA) offrono una elevata tenuta e sono resistenti agli urti. Presentano un'elevata capacità di resistenza all'abrasione e all'usura. Le eccellenti proprietà di scorrimento le rendono un materiale da costruzione diffuso nell'ingegneria meccanica o nella costruzione di veicoli per la realizzazione di cuscinetti a scorrimento, ruote dentate, tasselli, viti e dadi o alloggiamenti. Le poliammidi sono insensibili ai combustibili e ai lubrificanti fino a una temperatura di 150 °C. Una grande percentuale di poliammidi viene filata sotto forma di fibre sintetiche. Le fibre offrono un'elevata resistenza alla trazione e sono utilizzate per tessuti, corde da arrampicata, paracaduti e gomene.

Nomi commerciali: Perlon, Nylon, Dralon, ecc.

Il polistirene (PS), noto anche come polistirolo, è prodotto principalmente come termoplastica amorfa. Offre un basso assorbimento di umidità, ottime proprietà elettriche e buona lavorabilità. Tra gli svantaggi, sottolineiamo la tendenza alle crepe da tensionamento, la bassa resistenza al calore, l'infiammabilità e la sensibilità ai solventi organici. Se il polistirene viene schiumato con anidride carbonica durante la polimerizzazione, si ottiene il polistirene espanso. I campi di applicazione sono i materiali per isolamento termico e perimetrale, isolamento acustico, imballaggi, custodie isolanti, copertine dei CD, isolamento di cavi elettrici e materiale per interruttori.

Nomi commerciali: Styropor, Styroform e altri

Il polietilene tereftalato (PET) è utilizzato come sostituto del vetro nelle bottiglie per le bevande, nelle fibre di riempimento e nelle fibre tessili. Nell'ingegneria elettrica, i film in PET vengono impiegati come materiale di supporto per i nastri magnetici. Il PET offre elevata rigidità, durezza, resistenza all'abrasione, ad acidi diluiti, oli, grassi e alcool. Tuttavia, è sensibile al vapore caldo.

Il polimetilmetacrilato (PMMA) è costituito da catene polimeriche intrecciate. È particolarmente resistente agli agenti atmosferici e può essere impiegato come sostituto del vetro. Lenti ottiche e lenti per occhiali da vista, vetrate, lampade e componenti sanitari sono realizzati in PMMA. È un materiale indispensabile in odontoiatria, dove viene utilizzato per le protesi. A questo scopo, la plastica viene tinta con sali metallici per ottenere il tipico colore rosa. Le applicazioni sono molteplici. Ad esempio, il PMMA può essere utilizzato per calcestruzzo polimerico, vetrate, lenti, fibre ottiche, vasche da bagno, coperture per luci e adesivi.

Nomi commerciali: vetro acrilico, plexiglass

Il copolimero di acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) oggi viene ampiamente impiegato per la sua durezza superficiale, per l'elevata resistenza agli urti e la buona tollerabilità di intemperie, invecchiamento e di agenti chimici: ad esempio, per la realizzazione di tubi sanitari o di alloggiamenti di elettrodomestici, oltre che per giocattoli, lastre e fogli.

Nomi commerciali: Cycolac, Novodur, e così via,

Il copolimero di stirene-acrilonitrile (SAN) è ottenuto da due plastiche trasparenti: si forma dalla copolimerizzazione dei monomeri di stirene (circa 70%) e di acrilonitrile SAN (circa 30%). Questo polimero termoplastico ad alte prestazioni viene spesso impiegato come materiale per la realizzazione di serre o vetrate industriali e cabine doccia, grazie alla sua resistenza agli agenti atmosferici e alle proprietà di rigidità, tenacità e protezione da graffi.

Il politetrafluoroetilene (PTFE) offre elevata inerzia chimica, alta costante dielettrica, effetto ritardante alla fiamma, resistenza termica fino a 260 °C, attrito estremamente basso, proprietà antiaderenti e notevole resistenza agli agenti atmosferici. Tecnicamente, il PTFE viene utilizzato per i cuscinetti e le guarnizioni nell'ingegneria aerospaziale e meccanica, per i rivestimenti di cavi nelle telecomunicazioni, come agente antincendio nei veicoli ed edifici e per il rivestimento delle pentole.

Nomi commerciali: Gore-Tex, Dyneon

Il poliossimetilene (POM) è uno dei materiali termoplastici più comunemente usati in tutto il mondo. È apprezzato per la sua elevata resistenza agli urti, per la forza, la durezza e la rigidità. A causa del suo basso coefficiente di attrito, elevata resistenza alla deformazione termica, eccellente comportamento di scorrimento e abrasione in combinazione con bassi coefficienti di attrito, il materiale viene spesso utilizzato come tecnopolimero, principalmente per pezzi di precisione come ingranaggi, alberi, interruttori, ecc. L'elevata elasticità di recupero del poliossimetilene la rende utile per applicazioni nel campo delle connessioni a scatto.

I termoplastici POM sono resistenti alle sostanze alcaline o acide diluite (pH > 4), agli idrocarburi alogenati, aromatici e alifatici, agli oli e agli alcool.

Il policarbonato (PC) è un poliestere di acido carbonico. Questo materiale termoplastico, trasparente come l'acqua, si caratterizza soprattutto per le sue proprietà ottiche simili al vetro, ma con un peso inferiore. Il materiale viene dunque spesso utilizzato per strutture leggere, come tetti panoramici o coperture trasparenti per edifici.

Le aminoplastiche (UF) sono termoindurenti. Si tratta di un materiale duro e fragile, che si decompone se riscaldato. Le resine melamminiche, le resine fenoliche melamminiche e le resine ureiche sono materiali da stampaggio termoindurenti, strettamente reticolati a livello intermolecolare. I punti di reticolazione sono legami chimici: dunque i termoindurenti, a differenza delle termoplastiche, offrono maggiore resistenza, elasticità, durezza e stabilità termica. Mescolando resine diverse è possibile creare materiali multicomponenti che trovano impiego nella costruzione di mobili e per la produzione di prese, elettrodomestici e stoviglie infrangibili.

Le fenoplastiche (PF) sono materiali da stampaggio termoindurenti, altamente reticolate. Le fenoplastiche sono costituite da policondensati di fenoli (in parte anche di cresoli) e formaldeide, sono poco costose e trovano impiego principalmente per stampaggi tecnici, a dispetto del loro intrinseco colore scuro e opaco.

La gomma naturale (NR) è costituita dal lattice, che si ottiene dall'albero della gomma.

La gomma di acrilonitrile-butadiene (NBR) offre un'elevata resistenza a oli, grassi e idrocarburi, nonché all'abrasione, alla trazione e allo strappo. La gomma di acrilonitrile-butadiene difficilmente è soggetta a carica elettrostatica, pertanto è altamente improbabile la formazione di scintille, motivo per cui il materiale viene spesso utilizzato per il serbatoio della vettura e per i tubi della benzina. La gomma di acrilonitrile-butadiene è classificata come fisiologicamente innocua ed è quindi utilizzata anche nella produzione di acqua potabile e bevande.

La gomma di stirene-butadiene (SBR) è la gomma sintetica attualmente più utilizzata e viene impiegata nella produzione di pneumatici, guarnizioni e nastri trasportatori.

La gomma butadiene (BR) è la seconda gomma sintetica più importante. Migliora le proprietà della gomma naturale.

La gomma cloroprene (CR) è una gomma sintetica utilizzata, tra l'altro, nella costruzione di veicoli e per l'abbigliamento sportivo termo isolante. Tubi flessibili, guaine per cavi, guarnizioni e cinghie di trasmissione in gomma cloroprene sono spesso utilizzati nel settore automobilistico, poiché presentano favorevoli combinazioni di proprietà. Se disciolto in solventi organici, il policloroprene, come la stessa dispersione polimerica, risulta adatto anche per vari adesivi, grazie alla sua buona resistenza. Il consumo mondiale di gomma cloroprene, adesivi inclusi, è stimato in oltre 300.000 tonnellate all'anno.

Denominazione commerciale: Neoprene

La gomma etilenpropilenica (EPDM) viene utilizzata per la sigillatura di profili. A differenza dell'NBR, l'EPDM presenta ottime proprietà di isolamento elettrico, un'eccellente resistenza all'ozono e alla luce solare e all'invecchiamento.

i siliconi, che a livello chimico sono più precisamente noti come polisilossani o silossani, sono polimeri sintetici i cui atomi di silicio sono collegati tra loro tramite atomi di ossigeno (Si-O-Si). Occupano una posizione intermedia tra i composti organici e inorganici. Attualmente, sono noti ben oltre 10.000 diversi tipi di silicone. Le gomme siliconiche si differenziano in base alla temperatura richiesta per la reticolazione.

Le gomme siliconiche reticolanti a freddo (HTV) sono materiali plasticamente deformabili che vengono utilizzati, ad esempio, come guaina per cavi, per l'isolamento elettrico o per applicazione di sigillatura e smorzamento.

La gomma siliconica rossa (RTB/HB) di tipo fluido presenta un'elevata resistenza al calore e una bassa elasticità. È impiegata come materiale per la produzione di stampi per stampi di colata di metalli bassofondenti, dove è richiesta un'elevata durezza.

Al contrario, la gomma siliconica reticolante a caldo (RTV/NV) a bassa viscosità si presenta medio-elastica, offre una buona scorrevolezza e una bassa viscosità. È quindi particolarmente indicata per la realizzazione di stampi per colata in cera elastica o a rilievo, stampi per colata per figure o pannelli decorativi, stampi per colata con resina epossidica/da colata, cemento, gesso o altri materiali fluidi.

La gomma siliconica altamente elastica (RTV/HE) è una gomma siliconica piuttosto fluida ad elevata elasticità e al contempo bassa viscosità. È particolarmente indicata per la produzione di forme elastiche in filigrana con sottosquadri particolarmente rilevanti. I campi di applicazione sono i seguenti: stampi per colata a rilievo, stampi per pannelli decorativi o elementi di parete ben strutturati.

Praticamente quasi tutte le materie plastiche sono adatte al processo di schiumatura, ad esempio poliuretano (schiuma rigida/morbida PUR), polipropilene, poliuretano espanso (EPP), polistirene espanso (EPS), polipropilene espanso (EPE). Le proprietà possono essere determinate dalla scelta delle materie prime. Ad esempio, quando si utilizzano polioli a catena corta si ottengono schiume rigide fortemente reticolate, mentre con i polioli a catena lunga vengono prodotte schiume da morbide a elastiche.

La maggior parte delle schiume sono prodotte mediante estrusione: la plastica riscaldata si espande da 20 a 50 volte il suo volume, mentre fuoriesce da un ugello perforato. I coltelli rotanti tagliano quindi i fili di schiuma così ottenuti fino a realizzare particelle di schiuma a cellule chiuse di pochi millimetri, da cui vengono realizzati vari prodotti.

I compositi rinforzati in fibra sono materiali misti o multifase che sono costituiti principalmente da fibre di rinforzo (ad es. vetro, carbonio, polimeri o ceramica) e da una matrice (plastica, resine sintetiche). A seconda dell'area di applicazione, vengono aggiunti varie tipologie di additivi e stucchi. Ciò rende più stabili e resilienti i componenti in materiali compositi rispetto a quelli realizzati con materiali monocomponenti, a parità di peso.

Per questo motivo i compositi vengono spesso utilizzati per la realizzazione di strutture leggere. L'industria aeronautica e automobilistica, gli impianti eolici e i serbatoi chimici rappresentano le principali aree di applicazione delle plastiche rinforzate in fibre.

Le fibre di vetro GRP costituiscono anche la tipologia più utilizzata per via del loro prezzo relativamente basso, con una quota superiore al 90%. A seconda dell'applicazione, la lunghezza delle fibre di vetro di rinforzo tipiche è compresa tra 10 e 300 µm. Le fibre di lunghezza superiore a 1 mm sono già considerate lunghe nel campo della lavorazione delle materie plastiche.

I componenti in plastica sono spesso fissati con l'ausilio di adesivi onde evitare che scivolino durante le successive fasi di manipolazione del processo. In particolare, gli adesivi a base di acrilato di solito aderiscono bene a numerose plastiche. Hanno un effetto rinforzante e di supporto, sia per il trasferimento del carico che per la riduzione dello stress. Gli adesivi acrilici, utilizzati anche per il fissaggio permanente, sono caratterizzati da tempi di lavorazione brevi e da un'elevata resistenza a numerose materie plastiche ed elastomeri. Nel caso degli adesivi bicomponenti applicati su plastiche a bassa energia quali PC, PMMA, PVC e altre, si ottengono buone resistenze al taglio e alla pelatura, nonché all'urto sotto carichi dinamici. Nel frattempo, la serie 3M Scotch-Weld ha sviluppato anche adesivi acrilici, che forniscono buoni risultati su plastiche difficili da fissare con bassa energia superficiale, senza richiedere alcuna preparazione della superficie o applicazione di primer.

Gli adesivi a polimerizzazione UV o LED, particolarmente rapidi e a base di acrilati, sono ideali per tempi di processo brevi e dunque si prestano ad elevate quantità di produzione. Anche negli strati profondi è garantita una polimerizzazione ottimale. Qui, tuttavia, il prerequisito è che le plastiche siano trasparenti e non siano resistenti ai raggi UV. Oggi, i fotoiniziatori adattati e le sorgenti di radiazioni adeguate consentono anche la polimerizzazione attraverso le plastiche resistenti ai raggi UV. Gli adesivi a doppia polimerizzazione vengono utilizzati anche per gli strati di adesivo particolarmente spessi, oppure gli strati vengono polimerizzati con una luce a onde più lunghe (circa 405 nm LED). In questo modo è possibile polimerizzare persino gli strati di adesivo che arrivano a diversi millimetri di profondità.

Se durante il fissaggio si verificano tagli profondi o zone d'ombra, spesso vengono impiegati sistemi adesivi a doppia polimerizzazione, che vengono post-polimerizzati termicamente dopo l'irradiazione UV. Per i substrati non trasparenti si utilizzano adesivi a base di resine epossidiche che possono essere polimerizzate termicamente o a temperatura ambiente. Gli adesivi da costruzione bicomponenti ad alte prestazioni e a base di resina epossidica vengono utilizzati, ad esempio, nella costruzione di automobili e aerei, dove raggiungono un'elevata resistenza strutturale a temperatura ambiente, persino su superfici a bassa energia come la plastica.

Sul mercato sono disponibili nastri biadesivi in schiuma di acrilato per un'ampia gamma di applicazioni. Sono realizzati con adesivo acrilato a celle chiuse per combinazioni di materiali impegnative o plastiche critiche con bassa energia superficiale come PE o PP. Sono in grado di assorbire bene le forze e dunque sono resistenti in modo permanente alle forze di trazione, taglio, rottura e pelatura. Sono adatti, ad esempio, per il fissaggio di specchietti auto o di modanature e finiture decorative.

Nastri in schiuma acrilica che assorbe la tensione, attenua le vibrazioni e compensa le varie dilatazioni della temperatura dipendenti dal materiale. I nastri sono adatti per il fissaggio di metallo/plastica e vengono impiegati nelle applicazioni automobilistiche, ad esempio per il fissaggio di strisce decorative e di protezioni laterali, rivestimenti in plastica, riflettori e vetri per specchi.

I nastri adesivi a base di gomma offrono anche una buona tenuta su substrati difficili con una buona adesione iniziale oltre alla possibilità di essere riattaccati, ad esempio nel fissaggio di PP o PE.

• Un nuovo processo di giunzione chiamato Onsert è stato sviluppato appositamente per materiali compositi come i substrati CFRP/GFRP, ma è adatto anche per le lastre di metallo sottili e per le plastiche classiche. Nella produzione automobilistica, un adesivo fotopolimerizzabile viene applicato a un elemento di collegamento flessibile, ossia un bullone adesivo, che viene quindi unito al pezzo in lavorazione. L'adesivo polimerizza in pochi secondi tramite lampade a LED. Nella produzione di i3 e i8, BMW raggiunge tempi di lavoro di soli quattro secondi grazie a Onsert, dopodiché è possibile caricare immediatamente una filettatura, ad esempio. Ciò si traduce in connessioni stabili che possono essere nuovamente rilasciate, il che è importante ai fini della riparabilità dei componenti CFRP.

  Ma i danni strutturali al nuovo velivolo CFRP possono ora essere riparati anche mediante il fissaggio: Lufthansa Technik ha sviluppato qui un nuovo tipo di metodo di riparazione nell'ambito del progetto di ricerca "Rapid Repair": Un robot di fresatura lavora in modo pulito l'area danneggiata (ad esempio di un'ala), inserendo un componente di riparazione adatto mediante pellicola adesiva. Sotto vuoto e utilizzando un tappetino riscaldante, la patch di riparazione si indurisce e può essere riverniciata. Successivamente, non ci saranno più segni visibili della riparazione. Vantaggi: non è necessario praticare fori che potrebbero distruggere la delicata struttura delle fibre.

  Visualizza le caratteristiche del nastro biadesivo acrilico Plus (PDF, 1 MB)