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Materiali giovedì, 10 marzo 2022

PPA per la progettazione industriale di domani

Per rispondere alle esigenze sempre più impegnative della progettazione industriale, Lati amplia la famiglia Laramid con la nuova gamma T, a base di PA 9T, contraddistinta da elevata versatilità. Miniaturizzazione, integrazione di funzioni, connettività. Sono queste oggi alcune tra le più importanti tendenze in quasi ogni ramo della progettazione industriale. Un’ulteriore spinta innovativa arriva anche dai requisiti imposti dalla sostenibilità ambientale, che vede nella maggiore efficienza energetica l’ispirazione per nuove direttrici di sviluppo. Molteplici esigenze che richiedono ai materiali risposte concrete e affidabili per concretizzare le sfide sempre più ambiziose i diversi ambiti.

 

La resistenza alle alte temperature, almeno oltre i 150°C in continuo, è uno dei requisiti più comuni richiesti in tali ambiti. A questa si aggiungono la resistenza meccanica estrema tipica delle applicazioni di sostituzione del metallo, la capacità di offrire prestazioni elevate nel tempo e anche in ambienti chimicamente aggressivi o caratterizzati da alta umidità. Uno scenario, dunque, spesso al limite anche per i polimeri tecnici e che si complica ulteriormente dovendo articolare tutto questo in compound semplici da trasformare ed economicamente competitivi.

 

La famiglia di poliammidi aromatiche (PPA) Laramid è costituita da materiali che non solo resistono alla temperatura ma si prestano a formulazioni complesse che coniugano resistenza meccanica e termica con eccellenti caratteristiche elettriche, inerzia chimica, resistenza alla fiamma e colorabilità.

 

Le proprietà della PA9T

Le proprietà delle PPA dipendono principalmente dai monomeri con cui il polimero viene sintetizzato. La parte alifatica e quella aromatica della macromolecola contribuiscono infatti a enfatizzare alcune caratteristiche finali del materiale, come per esempio la tendenza ad assorbire umidità, la resistenza al calore, la temperatura di fusione e di conseguenza anche i parametri di processo richiesti durante lo stampaggio.

 

Nel caso della PA 9T l’unità monomerica è costituita dalla lunga sequenza alifatica, che va a separare le unità aromatiche. Questa peculiarità rende il polimero risultante meno igroscopico delle altre poliammidi e allo stesso tempo contribuisce alla flessibilità, alla resilienza, al miglior aspetto estetico e alla stabilità dimensionale del materiale. Con la famiglia Laramid T quindi Lati propone materiali dotati delle caratteristiche tipiche delle PPA, ma più tenaci, meno soggetti ai problemi legati all’umidità ambientale e adatti allo stampaggio di geometrie complesse, con spessori sottili e con tolleranze dimensionali molto strette.

 

Al lavoro anche a 160°C in continuo

Grazie alla temperatura di transizione vetrosa della resina di base, prossima ai 130°C, Laramid T si colloca immediatamente fra quelle resine adottabili con successo in applicazioni in cui l’accumulo di calore costituisce un problema concreto.

 

La fusione del polimero avviene fra 290 e 310°C collocando la finestra di trasformazione nell’intervallo tipico di altre PPA e del PPS. Grazie a queste caratteristiche termiche e alla stabilità della molecola, Laramid T resta affidabile anche per temperature di uso in continuo superiori a 160°C.

 

Resistenza e resilienza

A differenza di altre PPA, il polimero base del Larmid T mostra spiccate proprietà meccaniche anche in formulazioni non rinforzate. Per impieghi strutturali estremi sono invece progettate versioni caricate con fibra di vetro e carbonio. La famiglia Laramid T offre infatti compound rinforzati con fibra di vetro fino al 60%, carbonio alta tenacità fino al 30% e carbonio alto modulo fino al 40%.

 

A elevatissimi valori di modulo elastico e sforzo a rottura corrisponde anche un allungamento a rottura molto più elevato di prodotti simili. Questo vantaggio si traduce in materiali non solo rigidi ma anche molto robusti, ossia capaci di ripartire le sollecitazioni meccaniche imposte specialmente in prossimità dei difetti e di aumentare conseguentemente l’aspettativa di vita di elementi soggetti, per esempio, a sollecitazioni cicliche o impulsive. Laramid T G/50, G/60 o K/35 sono pertanto materiali con notevoli prestazioni meccaniche anche nel caso di fatica, creep e rilassamento, urto e vibrazioni. Grazie all’elevata cristallinità del polimero, la temperatura ha un effetto contenuto sulla risposta meccanica del materiale.

 

Compound per ambienti difficili

Nel caso della gamma Laramid T è importante evidenziare la grande resistenza all’idrolisi, una caratteristica che, combinata con un limitato assorbimento di umidità (il più contenuto fra le PPA), rende il polimero di base estremamente versatile per applicazioni esposte al contatto con acqua calda, vapore, soluzioni acquose saline e disinfettanti. Nel complesso la riduzione delle proprietà meccaniche a causa dell’azione idrolitica promossa dall’acqua calda è di poco maggiore di quella che si osserva su resine anigroscopiche come per esempio il PPS.

 

Il contenuto di acqua all’equilibrio in aria è inferiore allo 0,5% e questo si traduce in caratteristiche meccaniche influenzate solo in modo trascurabile dall’azione dell’ambiente di lavoro anche in caso di elevati tassi di umidità, come per esempio nei mercati dell’Estremo Oriente o per applicazioni automotive sotto-cofano.

 

Precisione ed estetica

Lo stampaggio dei compound Laramid T non richiede attrezzature o accorgimenti differenti da quanto necessario per la trasformazione di altre PPA. Servirà la consueta essiccazione preventiva, quindi una temperatura di plastificazione di poco superiore ai 300°C ed è sufficiente che gli stampi siano riscaldati attorno ai 130°C, quindi almeno 20-30°C in meno rispetto a simili resine tecniche.


Il polimero base del Laramid T mostra un ritiro differenziato molto contenuto e grazie a questo vantaggio si possono realizzare geometrie complesse anche impiegando gradi rinforzati con fibra di vetro o carbonio. L’elevata fluidità del fuso permette inoltre di riempire cavità con pareti sottili senza spingere sulle condizioni di trasformazione, a tutto vantaggio dell’integrità del polimero e quindi anche dell’estetica dei manufatti realizzati. Elevata stabilità dimensionale, stampaggio agevole e ottimo aspetto sono quindi ulteriori aspetti interessanti del polimero.

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