Caratteristiche della PA – Poliammide

Caratteristiche della PA – Poliammide

CENNI STORICI

La poliammide (PA) viene sintetizzata nel 1935 ed in seguito commercializzata nel 1938 dalla società statunitense Dupont. Questo polimero (conosciuto anche come Nylon) si è rivelato un materiale rivoluzionario soprattutto per il mondo dell’industria tessile. Nel presente articolo analizzeremo le caratteristiche della PA, ponendo particolare attenzione alla sua applicazione nello stampaggio ad iniezione. 

TIPOLOGIE DI POLIAMMIDE

La poliammide è un materiale termoplastico semicristallino costituito di base dal gruppo amidico CO−NH che viene impiegato perlopiù per la realizzazione di componenti ingegneristiche. La poliammide rientra quindi nella categoria dei tecnopolimeri ed è tra quelli più utilizzati.  

I due tipi principali di poliammide sono la PA 6 e la PA 66 anche se, modificandone la struttura chimica è possibile ottenere molte altre famiglie di poliammidi, che vanno da quelle totalmente alifatiche fino a quelle totalmente aromatiche. A seguire un elenco (non esaustivo) di poliammidi: 

OMOPOLIMERI 
  • PA11,  
  • PA12,  
  • PA46,  
  • PA69, 
  • PA610, 
  • PA612, 
  • PA7, 
  • PA8, 
  • PA9, 
  • PA1313, 
  • PA613 
  • PA6
  • PA66

 

COPOLIMERI 
  • PA66/6, 
  • PA6/12, 
  • PA66/6/610

In genere, le poliammidi tal quali differiscono di poco tra loro. Le poliammidi maggiormente impiegate nello stampaggio ad iniezione sono PA 6, PA 66, PA 46 e PA 12, oltre ai blend PA+PP e PA+ABS. 

Caratteristiche della PA - Poliammide
Struttura chimica della poliammide 66
Caratteristiche della PA - Poliammide
Struttura chimica della poliammide 6

CARATTERISTICHE DELLA PA – POLIAMMIDE: I PRO

  • Buon rapporto tra prezzo e prestazioni; 
  • Buona resistenza ad abrasione, usura, fatica e invecchiamento. 
  • Buone caratteristiche anche a secco, post lavorazione; 
  • Le caratteristiche meccaniche sono in genere buone; 
  • È incollabile con adesivi speciali, ad esempio quelli a base di cianacrilati; 
  • È chimicamente resistente: forte barriera contro ossigeno e agenti chimici quali benzina, grassi e aromi. Inoltre, resiste a solventi, carburanti, soluzioni alcaline poco concentrate e chetoni; 
  • È saldabile per fusione; 
  • Elevata fluidità in fase di lavorazione che rende quindi più agevole il riempimento degli stampi; 
  • Elevata resistenza e rigidità; 
  • In genere le poliammidi sono igroscopiche, ovvero tendono ad assorbire acqua dall’umidità circostante. Quando assorbono acqua aumentano di volume e dimensioni, diventano di conseguenza più tenaci e resistenti ad abrasione e urto, infine diminuisce il modulo E. Pertanto, a seconda delle caratteristiche del prodotto finale, è necessario essiccare il materiale prima dello stampaggio a iniezione, per non compromettere né il processo di lavorazione né le proprietà dielettriche e meccaniche del prodotto finale; 
  • Insensibile alle impurità; 
  • Intrinseca resistenza all’ignizione; 
  • Ottime proprietà di scorrimento; 
  • Proprietà dielettriche buone; 
  • Tenacità funzionale sia a temperature relativamente alte che basse; 

CARATTERISTICHE DELLA PA – POLIAMMIDE: I CONTRO

  • La temperatura di rammollimento delle PA tal quale è bassa, quindi il prodotto in poliammide non può essere esposto a carichi continui; può essere tuttavia utilizzato a temperature vicine a quella di fusioneQuesti aspetti sono comunque migliorabili con rinforzi e cariche; 
  • Maggiore permeabilità a gas;  
  • Non è resistente a forti concentrazioni alcaline o di acidi minerali, glicoli, fenoli e cloroformio; 
  • È necessaria una stabilizzazione in caso di impieghi prolungati a temperature >100°C o per usi esterni;  
  • La poliammide rinforzata con fibra vetro è meno resistente ad agenti atmosferici (la superficie si può quindi erodere negli anni);  
  • La PA non modificata continua a bruciare anche dopo l’allontanamento della fiamma; 
  • Infine, i manufatti di grosso spessore tendono alla formazione di cavità di ritiro. 

CARATTERISTICHE DELLA PA – POLIAMMIDE: TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE

  • Additive manufacturing 
  • Estrusione 
  • Filatura 
  • Soffiaggio 
  • Stampaggio a iniezione 
  • Stampaggio rotazionale 

ADDITIVI, CARICHE, COLORANTI, RINFORZI

Coloranti

La colorazione viene effettuata in genere con pigmenti inorganici, in quanto quelli organici comportano degradazione. 

Rinforzi, cariche minerali, modificanti di impatto e ritardanti di fiamma

I rinforzi e i vari additivi sono essenziali per realizzare componenti tecnici in poliammide 

  • Vetro e carbonio vengono impiegati per evitare il rammollimento ad alte temperature, inoltre, servono ad aumentare, modulo E, resistenza e stabilità al calore.  
  • Biossido di silicio, talco, gesso e sferette di vetro, invece, aumentano la rigidità del pezzo e riducono resistenza al ritiro e deformazione.  
  • Le polveri metalliche (ad esempio alluminio, ferro, etc) aumentano la stabilità al calore e permettono la realizzazione di prodotti elettricamente conduttori.  
  • Inoltre, la grafite è utile per migliorare le caratteristiche di scorrimento e usura. 
  • Le masse per stampaggio ad iniezione di buona fluidità vengono nucleate: così presentano migliori proprietà meccaniche, inferiore tenacità e minore assorbimento d’acqua. 
  • La poliammide può anche essere additivata con stabilizzatori per contrastare l’azione di ossigeno e raggi UV. 
  • Le poliammidi esistono anche in formulazioni autoestinguenti.

I SETTORI APPLICATIVI DELLA POLIAMMIDE

  • Ammortizzatori, sistemi di attacco e fissaggio ferroviari; 
  • Aria: collettori di alimentazione dell’aria, ventilatori, ventole; 
  • Cappottature; 
  • Collettori di aspirazione per motori a combustione; 
  • Componenti di pompe e motori; 
  • Componentistica per carburatori; 
  • Condotte per l’aria stampate per soffiatura; 
  • Connettori: ad esempio connettori CEE industriali, morsettiere; 
  • Coperture: coperture di motori, rivestimenti; 
  • Cuscinetti; 
  • Distribuzione dell’energia: quadri elettrici a basso voltaggio; 
  • Elettricità/elettronica: interruttori, alloggiamenti e componenti interni per utensili e beni di consumo; 
  • Esterni: griglie, coperture per ruote, specchi; 
  • Automotive: contenitori di airbag, maniglie di portiere, paraurti; 
  • Membrane e guarnizioni; 
  • Mobili e arredo: per esempio scocche, schienali, rotelline; 
  • Nuclei di bobine; 
  • Parti strutturali come viti, ingranaggi, anelli di tenuta, boccole, giunti e raccordi; 
  • Pellicole da imballaggio; 
  • Rulli; 
  • Ruote carrelli, ruote dentate; 
  • Sistemi di trasmissione di potenza come ingranaggi, frizioni, tensori di catene; 
  • Sport: attacchi per sci, scarponi da scipattini in linea; 
  • Suole di scarpe; 
  • Agricoltura: componenti macchinari (per esempio decespugliatori e taglia erba); 
  • Tubature off-shore. 

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Caratteristiche della PA - Poliammide
Componenti in poliammide