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Il raggiungimento di valori di adesione tra materiali plastici e TPE sufficienti a sopportare il trasferimento di forze di trazione e di taglio attraverso la superficie di contatto dipende in primo luogo da:

  • l’affinità chimico-fisica dei materiali ossia la “miscibilità” (polarità, punto di fusione, tensione superficiale). Vedi Tab. 2.
  • la tecnologia e i parametri di processo.
  • la geometria del pezzo e della superficie di contatto

La giunzione tra i due materiali è il risultato della somma delle forze di adesione e di coesione. Con forze di adesione si intendono le iterazione elettrostatiche (forze di van der Waals) che si generano a livello di superficie di contatto. Nel caso in cui invece l’affinità chimica dei materiali impiegati sia elevata si crea un legame di tipo coesivo (ad esempio iterazioni “ponte idrogeno”. Se il legame tra materiali plastici è prevalentemente di tipo adesivo, si avrà allora una rottura a livello di superficie di contatto, se invece prevale un iterazione di tipo coesivo una sollecitazione a trazione provocherà la lacerazione di uno dei due materiali.

 

Tab. 2 Affinità TPE-materie plastiche:

++ ottima adesione, + adesione, – nessuna adesione

 

PP

PA

PS

ABS

POM

PC

PET

PBT

PVC

TPE-S

++

+

+2)

+2)

+

TPE-O

++

+

TPE-A

+

TPE-U

+

+

+

+

+

+

TPE-E

+1)

+

+

1) solo PESTEST

2) solo con TPE-S di durezza elevata

Nel campo dello stampaggio bimateria il legame tra i due componenti ossia
la formazione di iterazioni adesive e coesive, ha origine da un processo detto
di inter-diffusione.

L’adesione tra materiali plastici e TPE

Figura 2 Immagine al microscopio della regione di interdiffusione di una
combinazionehard-soft (EMS-Chemie).

Se le condizioni di stampaggio permettono un contatto dei materiali allo stato fuso, si avrà allora una compenetrazione delle catene polimeriche che darà origine alle iterazioni necessarie alla formazione di un legame stabile. Lo spessore di questa zona di interdiffusione è normalmente estremamente sottile a causa del rapido raffreddamento dei materiali.Ciò nonostante il legame creatosi ha una resistenza alquanto elevata. Come indicato in Tab. 2, grazie alla sua ottima compatibilità con i TPE-S, i TPE-O e TPE-V, il polipropilene (PP) viene utilizzato come componente rigida per la realizzazione di articoli bimateriale per l’industria dell’automobile, degli elettrodomestici e della costruzione di macchinari. Nel caso in cui siano necessarie caratteristiche meccaniche e termiche tali (stabilità dimensionale, rigidità, resistenza agli urti) per cui l’impiego del polipropilene non sia più indicato, allora è preferibile fare uso di polimeri tecnici quali le poliammidi (PA 6, PA 66). È bene però ricordare che l’uso di materiali rigidi polari dà luogo ad adesione solo se si impiegano TPE polari (TPE-A, TPE-E e TPE-U) o TPE apolari (TPE-S, TPE-O e TPE-V) modificati con particolari sostanze chimiche (ad esempio l’anidride maleica) in modo da incrementare l’affinità tra i due componenti.

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