1) Engineering polymersa) Poliacetali (POM)i) elevato punto di fusione ii) elevata rigidit iii) resistenza a fatica, sotto sforzo prolungato, allumidit iv) alta scorrevolezza (necessario un solo punto di iniezione) v) adatto al contatto con alimenti, in acqua fino a 80C vi) resistenza agli alcali e composti organici vii) non sono ottenibili nel tipo resistente alla fiamma viii) elevato ritiro ix) non si prestano al blending e ad essere rinforzati Caratteristiche: lomopolimero stabilizzato per esterificazione con anidride acetica il copolimero contiene piccole quantit di ossido di etilene (pi flessibile)

b) Poliammidii) ii) iii) iv) v) vi) vii) notevole tolleranza dei carichi a T elevate elevata tenacit elevata resistenza chimica e allabrasione elevato carico di rottura adatti per blending o rinforzo (fibre di vetro data la polarit) processabili sotto forma di films lelevato assorbimento di H2O (Nylon 6 & 6,6) influisce negativamente sulle propriet fisiche (3 volte peggio lumido rispetto al secco) Caratteristiche: Pi usati per applicazioni strutturali poliammidi 11 e 12 solubili solo in alcuni solventi alogenati sono generalmente processati allo stato fuso sono instabili (a causa dellassorbimento di umidit e di reazioni di idrolisi) lessiccamento in genere condotto sotto vuoto a 80C o mediante limpiego di gas caldi inerti o sostanze igroscopiche (max umidit 0.10-0.30%) lassorbimento di umidit comporta una variazione delle propriet meccaniche e delle dimensioni dei manufatti (si comporta da plastificante)

c) Policarbonati aromatici (da Bisfenolo A)i) ii) iii) iv) v) vi) elevata resistenza allimpatto stabilit dimensionale ( amorfo) buone propriet elettriche eccellenti propriet ottiche basso assorbimento di acqua adatti per blending (tenacizzante, aumenta resistenza all'urto, solitamente mescolato con polimeri con migliori propriet ai chemicals e altre propriet in cui scadente vii) bassa resistenza chimica allabrasione (usato per i tettucci e lunotti auto, va trattato altrimenti si graffia (CVD con silice e volendo anche contatti elettrici)) viii) limitata resistenza chimica Caratteristiche: buona resistenza termica, meccanica e allurto per le propriet di trasparenza usato come sostituto del vetro

d) Poliesteri termoplastici (PET & PBT)i) buone propriet meccaniche, chimiche, elettriche, reologiche ii) necessitano di brevi cicli di stampaggio iii) adatti per blending o rinforzo iv) per lottenimento di films e contenitori con propriet barriera(PET) v) basse temperature di distorsione (impiego limitato delle resine non rinforzate in condizioni di sforzo limitato) Caratteristiche: PET

in assenza di agenti di nucleazione velocit di cristallizzazione basse (tempi dellordine dei minuti) la cristallizzazione pu essere aumentata mediante stretching (su fibre o films) oppure impiegando agenti di nucleazione (talco, MgO, grafite, ...) usato per bottiglie, fibre. Necessarie catene pi lunghe per applicazioni che richiedono maggiori prestazioni

PBT

in assenza di agenti di nucleazione velocit di cristallizzazione elevate (tempi dellordine dei secondi, molto meglio del PET) facile processabilit per estrusione o stampaggio a iniezione con tempi di lavorazione molto brevi stabilit dimensionale dei pezzi ottenuti dopo lavorazione usato per componenti di precisione, settore automotive

e) Polifenilenossido modificato (in lega con HIPS, PA, PET, ...) (nome commerciale: Noryl)i) buona lavorabilit ii) elevata resistenza allumidit e al calore iii) ottime propriet elettriche iv) elevata rigidit v) stabilit dimensionale e sotto carico in un ampio intervallo di temperature Caratteristiche: a differenza del PS un polimero duttile anche al di sotto della sua Tg e ha unelevata resistenza allurto anche fino a 200C solubile in benzene, toluene e negli idrocarburi alogenati resiste molto bene allacqua, agli acidi e alle basi buona stabilit dimensionale dei pezzi stampati, imputabile al basso coefficiente di espansione termica e al basso ritiro miscibile in tutte le proporzioni con il polistirene: la miscela PPO/PA viene chiamata Noryl e pu essere ottenuta mediante estrusione, termoformatura, stampaggio a iniezione e blow molding. Trova ampia applicazione nel campo automobilistico, elettrico e delle costruzioni

2) Specialty polymersa) Polifenilensolfuro (PPS)

in autoclave, altrimenti i solventi evaporano troppo velocemente (flash point) processo molto costoso

molto spesso si formano prodotti di condensazione insolubili, viene quindi filtrata la soluzione per recuperare il polimero Nonostante il polimero dovrebbe essere lineare si possono presentare ramificazioni (non ben noto il meccanismo di reazione) Tg = 85C Tm = 275C 60-65% cristallino Elevata stabilit termo-ossidativa Insuperabile stabilit chimica e idrolitica Resistente alla fiamma (presenza alogeno S) Eccellente processabilit (Tg bassa) Buona stabilit dimensionale (CTE basso) Eccellenti propriet elettriche Il modulo elastico viene conservato bene anche oltre la Tg nel primo tratto per via della parte cristallina del materiale

Rispetto ad altri engineering polymers resistenza chimica superiore a elevate T propriet di ritardo alla fiamma senza introduzione di additivi cicli di stampaggio pi veloci mantenimento di propriet meccaniche a lungo termine anche durante il suo impiego continuo fino a 220C eccellente stabilit dimensionale eccellenti propriet di isolamento elettrico basso ritiro Rispetto ai termoindurenti facile processabilit tempi di stampaggio pi veloci possibilit di fluire pi facilmente anche percorrendo cammini tortuosi e pi lunghi risparmio economico Rispetto ai metalli resistenza alla corrosione resistenza chimica flessibilit nel design risparmio economico assenza di trattamenti di finitura elevato rapporto resistenza/peso Applicazioni settore automotive (componenti del sistema del carburante) applicazioni elettriche

b) Polisolfone (PSU)Bisfenolo A salificato sodico + para dicloro difenil solfossido

in autoclave

Amorfo con Tg = 190C Eccellente resistenza allidrolisi (anche a caldo per lunghi periodi, sterilizzazioni) Vasta resistenza chimica Resistente alla fiamma Eccellenti propriet termo-meccaniche durevoli nel tempo (2 anni a 149C) Scarsa resistenza allUV (carbonio quaternario tra anelli aromatici) Alta resistenza a raggi X, gamma, beta e basso assorbimento microonde Applicazioni medicina (componenti sottoposti a cicli di sterilizzazione con vapore, pompe per acqua calda,) ingegneria elettrica ed elettronica (connettori, parti per circuiti di potenza, alloggiamenti per lampade) settore automotive (indicatori di livello) ingegneria industriale (riempimento per colonne di assorbimento) settore domestico (manici di pentole, parti di asciuga-capelli, )

c) Polietersolfone (PES)

in autoclave

Clorometano per chiudere la catena Amorfo con Tg = 225C Eccellente resistenza allidrolisi Vasta resistenza chimica Resistente alla fiamma Pi che eccellenti propriet termo-meccaniche durevoli nel tempo Scarsa resistenza allUV (carbonio quaternario tra anelli aromatici) Alta resistenza a raggi X, gamma, beta e basso assorbimento microonde Applicazioni settore automotive (sostituisce parti metalliche nelle pompe per acqua, in alloggiamenti per fusibili, ventilatori, ) ingegneria elettrica (connettori, parti di batterie, ) medicina (per componenti sottoposti a pi cicli di sterilizzazione con vapore) settore domestico (pettini, asciuga-capelli, parti di attrezzi da cucina, )

d) Polietereterchetone (il PEEK una famiglia di polichetoni aromatici)

in autoclave per salificare l'HCl (KCl che precipita) e per salificare l'idrochinone

E

E

K

E: etere ossigeno + anello aromatico K: chetone: carbonile (C=O) + anello aromatico

Semicristallino fino al 40% (con ricottura), amorfo (raffreddamento rapido) con Tg = 143C e Tm = 334C Eccellenti preformance termiche Fenomenale resistenza allidrolisi Eccezionale resistenza chimica anche in temperatura Resistente alla fiamma (molti anelli aromatici molto char altro residuo carbonioso) Scarsissima emissione di fumi e gas tossici durante la combustione Eccellente resistenza a fatica Eccellente propriet tribologiche (sia a secco che umido) Alta resistenza a raggi gamma Propriet elettriche stabili in ampio range di temperatura e frequenze Insuperabili propriet meccaniche per lunghi periodi di tempo a T ambiente Estremamente sensibile alla presenza di intagli

Applicazioni Spesso usato nei compositi con fibre di carbonio e vetro settore industriale (componenti per pompe, valvole, fascette sui pistoni di compressori senza lubrificante) elettronica (connettori) settore automotive (componenti di trasmissione e frizioni) settore aeronautico (rivestimento di cavi)

e) Polichetoni alifatici Semicristallino con Tg = 15C e Tm = 220C Semicristallini termoplastici Eccellente resistenza chimica Basso assorbimento di umidit Buone propriet meccaniche Eccellente tenacit Limitata stabilit UV Applicazioni settore automotive (fuel systems: fuel lines, connectors, pumps, filters) impianti elettrici domestici

f)

Poliimidi

Propriet generali: Termostabilit oltre i 400C, per applicazioni microelettroniche: sopporta i trattamenti necessari nella fabbricazione del dispositivo elettronico Resistenza ad umidit, reagenti chimici e solventi Assenza di contaminanti (utilizzo per dispositivi semiconduttori) Dielettricit a qualunque T e frequenza Eccellenti propriet meccaniche Facilit di etching: sia con attacco chimico, sia con plasma risoluzione dellordine del micron (con maschere di alluminio) Ottenute in 2 modi: Per policondensazione Para diammino difenil etere

Poli amminoacido Condensazione di H2O "flash": avviene molto rapidamente e bisogna fare attenzione che il vapore non formi bolle ecc... (soprattutto in estrusioni con testa piana). Costa di pi un film che una lastrina perch nel film pi difficile eliminare l'acqua. Elevate propriet meccaniche date dalla struttura completamente aromatica miglior polimero per applicazioni in temperatura

Per reticolazione senza eliminazione dacqua

Bis-maleimidi: sono pre-polimeri che polimerizzano a stadi Sono preparate in soluzione partendo da oligomeri a basso PM Reticolano in situ in presenza di perossidi (meccanismo radicalico) Struttura in parte alifatica, in parte aromatica (propriet leggermente inferiori rispetto alle precedenti) Assenza di formazione di H2O vapore durante la reticolazione

g) Polieterimide (PEI)Amorfo con Tg = 215C e temperatura di utilizzo in continuo = 170C Vasta resistenza chimica Intrinseco ritardo alla fiamma e basso sviluppo fumi Alta rigidezza e resistenza Basso assorbimento di radiazioni e alta resistenza i raggi gamma

h) Fibre aramidiche Ottenute per filatura ad umido da H2SO4 concentrato in bagno di acqua 2-4x pi tenaci delle fibra di carbonio Rottura non fragile come vetro e carbonio Si spezzano in fibrille orientate, queste fratture dissipano energia Elevatissima resistenza a trazione Elevata resistenza allimpatto Elevata resistenza alla fiamma Buona stabilit termica fino a 250-300C Buona resistenza chimica CET negativo Bassa resistenza a compressione Difficolt di taglio e lavorazione Sensibilit agli UV Applicazioni Parti inferiori delle ali Parti strutturali di aerei Dispositivi di lancio missili Giubbotti ed elmetti antiproiettili Ruote di auto ed aerei

i)

Kevlar

j)

Nomex

k) Vectra

3) Polimeri fluorurati Il fluoro: a) Elevate energie di legame b) Dimensioni atomiche piccole (ma maggiori dellH proteggendo di pi la catena) c) Elevata elettronegativit Elevata stabilit termica Bassa costante dielettrica Bassissimo assorbimento di umidit Elevata durabilit (x esterni) Elevata resistenza chimica Basso coefficiente di attrito Non infiammabilit Bassa energia superficiale Basso indice di rifrazione Scarsa processabilit Costi elevati Rispetto ai tecnopolimeri: inferiori propriet meccaniche, bassa resistenza allusura e ai fenomeni di creep

a) Politetrafluoroetilene (TEFLON) semicristallino (Tm= 325C piccola variazione di entropia di fusione x rigidit delle catene, cristallinit=98%) Temperatura massima di utilizzo: >260C PM elevato (1-10 milioni) Elevata viscosit del fuso (10-100 GPas a 380C) Inerzia chimica Antiaderenza & Antifrizione Polimerizzazione radicalica, in presenza di perossidi e operando in sospensione acquosa. Prodotto in 3 forme: a) Resina granulare: il polimero ottenuto sotto forma di particelle di dimensione uniforme e lavorato per sinterizzazione b) Resina in polvere fine: ottenuta per polimerizzazione in dispersione e coagulazione tramite agitazione ad alta velocit. Si ottengono particelle uniformi (0.2 m) che vengono mescolate con un lubrificante (cherosene) e lavorate sotto forma di pasta per estrusione a freddo c) Resina in dispersione acquosa: i prodotti di dispersione sono processati mediante dip coating o spray coating e infine riscaldati ad alta T per far coalescere le particelle in un film continuo Applicazioni Apparecchiature elettriche, elettroniche Isolamento in campo aerospaziale e militare Isolamento di fili e cavi elettrici Guarnizioni, sistemi di tenuta Rivestimenti di reattori Rivestimenti di tessuti in fibra (Goretex) Cuscinetti a sfere

b) Copolimeri TFE-HFP (FEP)Stesso processo usato per ottenere il Teflon. Sono polimeri lineari e completamente fluorurati (perfluorurati). Contenuto di HFP: 7-10% molare. Esso riduce la tendenza a cristallizzare rispetto al teflon Buona tenacit anche per PM bassi PM pari a 1/100 rispetto al Teflon Viscosit del fuso 10 volte inferiore rispetto al Teflon (1-10 kPa*s a 380C) Possono essere lavorati con le tecniche convenzionali (estrusione, stampaggio per iniezione) Propriet simili al Teflon Temperatura massima di impiego: 200C (dovuta a pi bassa cristallinit) Tm=260C Buone propriet barriera a gas, vapor dacqua e vapori organici

Applicazioni Rivestimento di nastri trasportatori e rulli Composizioni antiadesive Rivestimento per pannelli solari (materiale leggero, elevata resistenza allinvecchiamento, elevata trasmissione luce solare) Settore elettronico, per rivestimenti, termocoppie e parti fuse Rivestimento di tubi, contenitori, reattori

c) Copolimeri TFE-perfluorovinileteri (PFA) Contenuto di perfluoroviniletere: 1% molare. Esso riduce la tendenza a cristallizzare del copolimero e aumenta la processabilit. Andamento della processabilit: FEP > PFA > PTFE Facile processabilit con tecniche convenzionali Vinileteri utilizzati: Propriet meccaniche e stabilit termica maggiore rispetto al FEP. Il monomero con il gruppo perfluoropropilico rende il copolimero pi flessibile (funge da plastificante interno). Applicazioni Isolanti elettrici di alta qualit Rivestimenti di valvole Tubi, film Industria dei semiconduttori, in presenza di agenti chimici aggressivi Agenti di rilascio negli stampi

d) Policloro-trifluoroetilene (PCTFE) Il monomero viene preparato a partire da 1,1,2-tricloro-1,2,2-trifluoroetano per trattamento con Zn in metanolo:

Durante la polimerizzazione si pu aggiungere CF2=CH2 (5% circa) per migliorare la processabilit del polimero e ridurre linfragilimento nel tempo Buone propriet barriera ma fragile Il polimero si scioglie o rigonfia in solventi clorurati, chetoni e composti aromatici 5 PM elevato (1-5*10 ); Tm=210-215C 3 Raffreddamento veloce dal fuso: d=2.10 g/cm cristallinit=45% 3 Raffreddamento lento dal fuso: d=2.15 g/cm cristallinit=65% Temperatura di impiego: -200 +180C Rispetto al PTFE: Migliore processabilit del fuso Migliori propriet meccaniche (il PTFE soffre pi di creep per scarse interazioni tra le catene) Migliore trasparenza ottica Inferiore stabilit termica Inferiore resistenza chimica Maggiore tensione superficiale critica (meno idrofobico) Maggiore coefficiente di attrito

e) Polivinilidene fluoruro (PVDF) Ha una struttura molto regolare 3 forme cristalline (160