Duroplastici – Definizione

I termoindurenti sono materie plastiche non fusibili e rigide, caratterizzate da una struttura molecolare fortemente reticolata e tridimensionale. Dopo l’indurimento non possono più essere deformati né rifusi. In questo si distinguono nettamente dagli altri tipi di materiali plastici, come i termoplastici e gli elastomeri.

Le materie plastiche termoindurenti sono indispensabili quando sono richieste elevata resistenza meccanica, stabilità termica e resistenza chimica.

Vengono impiegate in molteplici settori, tra cui l’elettrotecnica, l’industria automobilistica, l’edilizia e numerosi ambiti dei beni di consumo. I termoindurenti sono particolarmente adatti per applicazioni in cui la sicurezza e la funzionalità sono critiche.

Le proprietà più importanti dei termoindurenti sono:

• elevata resistenza alla temperatura e alla deformazione – stabili dal punto di vista termico fino a ca. 300 °C
• resistenza meccanica e durezza molto elevate – stabilità dimensionale duratura
• resistenza chimica – insensibili a oli, solventi e agenti chimici
• indurimento unico – nessuna possibilità di deformazione successiva

Queste proprietà rendono le materie plastiche termoindurenti materiali ideali per scenari industriali altamente impegnativi.

I termoplastici possono essere deformati e rifusi più volte sotto l’azione del calore – i termoindurenti no. Gli elastomeri, invece, sono morbidi ed elastici come la gomma, mentre i termoindurenti rimangono rigidi e fragili.

I termoindurenti vengono utilizzati in numerosi settori industriali, tra cui:

• ingegneria elettrica ed elettronica: isolatori, interruttori, trasformatori di misura, boccole per la tecnologia di media tensione.
• industria automobilistica: coperture die motori resistenti al calore, involucri, componenti strutturali, modanature, rivestimenti per cockpit.
• edilizia: durevoli, componenti resistenti all'acqua.
• elettrodomestici ed arredamento: maniglie resistenti al calore, parti stampate, lavelli da cucina, piani di lavoro per cucine, componenti sanitari.

• resistenti ad alte temperature – ideale per applicazioni con carichi termici elevati
• eccellente resistenza e stabilità dimensionale – anche sotto sollecitazioni meccaniche continue
• resistenza chimica – resistenti a solventi, oli e a molti agenti chimici
• duraturi –elevata resistenza all’invecchiamento e agli agenti atmosferici, anche in condizioni d’uso prolungate

I termoindurenti vengono lavorati tramite un processo di indurimento (curing), ad esempio mediante stampaggio a compressione o a iniezione. I tempi di indurimento variano in base al tipo di resina. La qualità dello stampo ed i parametri di processo, come temperatura, pressione e tempo di indurimento, sono decisivi per le proprietà finali del componente. Poiché il processo è irreversibile, i termoindurenti non possono essere rifusi come i termoplastici.

Le materie plastiche termoindurenti più conosciute includono:

• bachelite – a prima plastica utilizzata nell’industria, eccellente isolamento elettrico
• resine epossidiche – base per composti elettrici colabili, adesivi ad alte prestazioni e materiali compositi
• resine melamminiche – superfici resistenti ai graffi ed al calore, ad esempio piani di lavoro da cucina
• resine fenoliche – resistenti al calore, impiegate nella costruzione di macchine e veicoli
• lavelli di cucina in PMMA

La lunga durata d’uso dei termoindurenti rappresenta un importante vantaggio ecologico e rende questo materiale particolarmente interessante. I componenti devono quindi essere sostituiti meno frequentemente. Tuttavia, una volta induriti, i termoindurenti non possono essere rifusi. La loro riciclabilità è pertanto limitata.

Le opzioni di riciclo possibili includono:

• riciclo meccanico (triturazione e riutilizzo come filler) e
• recupero energetico (combustione per la produzione di energia).

La ricerca intensiva per lo sviluppo di termoindurenti su base biologica e più facilmente riciclabili è tuttora in corso.

I nostri filler ad alte prestazioni svolgono un ruolo importante nella produzione delle materie plastiche termoindurenti. Le elevate esigenze poste dalla vasta gamma di termoindurenti, come l’alta resistenza meccanica e la resistenza al calore, possono essere soddisfatte solo grazie a filler funzionali. Inoltre, il loro impiego nei componenti finiti consente di ottenere superfici durevoli e visivamente di alta qualità.

La seguente panoramica mostra quali proprietà delle resine termoindurenti vengono influenzate grazie all'uso dei nostri filler ad alte prestazioni:

Grazie alla loro ottima adesione, all’eccellente resistenza al calore e agli agenti chimici, nonché alle eccellenti proprietà elettriche, le resine epossidiche rappresentano da decenni una materia prima fondamentale per l’ingegneria elettrica e l’elettronica.

Nell’elettronica, i composti di stampaggio a base di resina epossidica vengono utilizzati come sistemi di incapsulamento, come resine di laminazione per circuiti e come materiali ausiliari per la produzione di circuiti stampati. Nell’ingegneria elettrica, le resine epossidiche trovano impiego nella costruzione di trasformatori e nella produzione di isolatori e trasformatori a secco.

Le caratteristiche meccaniche, termiche ed elettriche richieste della resina epossidica sono determinate in larga misura dal riempitivo funzionale selezionato. Vengono utilizzati riempitivi a base di quarzo, silice fusa, wollastonite, mica, idrossido di alluminio e allumina bianca fusa.

Da decenni, i filler ad alte prestazioni SILBOND^® (farina di quarzo trattata in superficie) e MILLISIL^® (farina di quarzo) si sono affermati con successo nei sistemi a resina epossidica. Da un lato vengono impiegati grazie alle loro eccezionali proprietà meccaniche, dall’altro apportano un importante contributo economico.

High Performance Fillers a base di quarzo si distinguono per le seguenti caratteristiche:

• elevata resistenza agli agenti atmosferici e ai prodotti chimici
• alte resistenze meccaniche
• buoni livelli di riempimento
• eccellente lavorabilità
• bassa dilatazione termica

Grazie all’eccellente integrazione della farina di quarzo modificata in superficie (SILBOND^® W 12 EST) nel sistema polimerico epossidico, questa tipologia è da tempo uno standard per applicazioni da esterno resistenti agli agenti atmosferici. Oggi, la farina di quarzo SILBOND^® viene utilizzata sempre più spesso anche per componenti colati “indoor”, tra cui superfici di prodotti di alta qualità con finitura otticamente lucida.

Una versione avanzata della consolidata farina di quarzo trattata in superficie SILBOND^® W 12 EST è SILBOND^® 126 EST, che consente un incremento del grado di riempimento mantenendo invariata la viscosità del sistema. Ciò permette di ottimizzare la formulazione riducendo il contenuto di resina necessario e quindi i costi complessivi del composito.

Le masse di colata epossidiche (EP) e i materiali metallici impiegati nell’elettrotecnica sono sottoposti a forti sollecitazioni dovute a cicli termici. Per evitare danni ai componenti, le variazioni dimensionali indotte dalla temperatura dei diversi materiali devono essere quanto più possibile simili. La resina epossidica è caratterizzata da un coefficiente di dilatazione termica di circa 65 × 10⁻⁶/K, mentre i metalli presentano una dilatazione termica compresa tra 12 e 24 × 10⁻⁶/K.

L’impiego di specifici riempitivi funzionali con basso coefficiente di dilatazione termica nelle masse di colata epossidiche permette di ridurre al minimo le differenze nelle variazioni dimensionali tra il sistema di colata e il metallo. Solo in questo modo è possibile realizzare componenti sensibili alla formazione di cricche, come grandi inserti metallici inglobati o geometrie complesse.

La wollastonite TREMIN^®, sia nella forma massiva che in quella aciculare, si distingue per le ottime proprietà elettriche, la bassa dilatazione termica e le eccellenti caratteristiche di rinforzo.

SILATHERM^® Plus è stato sviluppato specificamente per applicazioni in cui è necessario combinare isolamento elettrico e conducibilità termica. Questo prodotto di punta consente di ottenere elevati livelli di carica senza compromettere le eccellenti proprietà di scorrimento del sistema.

Molti dei nostri riempitivi sono disponibili con trattamento superficiale. Offriamo inoltre prodotti con una distribuzione granulometrica ottimizzata per consentire gradi di riempimento più elevati. Non esitate a contattarci!