Chim. - Polimero termoplastico dotato di buona trasparenza, eccezionale
resistenza meccanica a trazione e al creep, ottima resistenza agli agenti
chimici inorganici, ottime proprietà elettriche ed eccellente
lavorabilità. ║
Composizione: le macromolecole dei
p.
contengono dei ponti carbonio, dei ponti ossigeno (ponti eterei) e dei ponti
solfonici ―SO―.
Il
p. più comune ha una struttura di questo tipo:

nella quale l'elemento monomerico fra parentesi si ripete uguale a
se stesso per un numero di volte pari a
n, grado di polimerizzazione, con
n 50 ÷ 80. I
p. hanno una struttura composta fondamentalmente
da anelli benzenici, collegati fra loro da tre diversi possibili ponti: il
legame solfonico, il legame etereo e un ponte carbonio costituito da un residuo
isopropilidenico:

Osserviamo anche che i doppi legami
fra carbonio e ossigeno del ponte solfonico sono in posizione coniugata rispetto
ai doppi legami degli anelli benzenici che essi uniscono. Questo fatto permette
lo stabilirsi di fenomeni di risonanza fra tutti questi legami, irrobustendo
notevolmente i legami solfonici stessi e determinando per il polimero finale una
maggior resistenza in temperatura, una maggior resistenza meccanica e una
elevata stabilità negli ambienti ossidanti. Infatti i legami di questa
parte della molecola sono stabilizzati da una forte energia di risonanza, cosa
che permette difficilmente la cessione di elettroni a un agente ossidante. Anche
il legame etereo e quello isopropilidenico sono stabili in temperatura; inoltre
essi impartiscono alla catena una certa flessibilità, che permette poi al
polimero di avere una elevata resistenza all'urto. Questi stessi legami
abbassano il punto di fusione del polimero, facilitando lo stampaggio. La
presenza nella molecola di questi tre tipi diversi di legami fa sì che il
polimero finale possegga molte proprietà che negli altri polimeri si
possono ottenere solo con l'impiego di diversi stabilizzanti e cariche attive.
║
Proprietà: diverse proprietà dei
p. sono
decisamente superiori a quelle possedute dalle altre resine termoplastiche,
compresi i policarbonati aromatici, i quali hanno una struttura abbastanza
simile ai
p., se non che non hanno evidentemente legami solfonici mentre
posseggono dei legami costituiti dal radicale dell'acido carbonico. a)
Meccaniche: i
p. hanno un carico di rottura a trazione superiore
ai 700 kg/cm
2 con allungamenti a rottura dell'ordine del 50 ÷
100%. La caratteristica della prova a trazione mostra nettamente un limite di
snervamento al quale, per i valori di carico sopra detti, corrispondono
allungamenti dell'ordine di qualche percento. A 150 °C il carico di
snervamento è ancora sui 400 kg/cm
2. Ottima è la
resistenza al creep, anche a temperature relativamente elevate. La temperatura
massima di impiego continuativo si aggira sui 150 ÷ 175 °C; per brevi
periodi sono ammesse anche punte superiori di temperatura. A 100 °C sotto
un carico di 200 kg/cm
2 l'allungamento per creep non supera il 2%
dopo 10.000 ore di servizio continuo (pari a più di un anno). I
p.
sono per questa proprietà sensibilmente migliori anche del policarbonato
aromatico, nonché dell'ABS per alta temperatura e dei poliacetali. b)
Resistenza chimica: i
p. sono perfettamente resistenti ad acidi e
basi forti, sia diluiti che concentrati. Fra i solventi resistono bene agli
idrocarburi alifatici, agli alcoli e alcuni altri composti; sono invece
attaccati dagli idrocarburi clorurati, dai chetoni e, in misura minore, anche
dagli idrocarburi aromatici. Resistono invece molto bene a tutti i tipi di oli e
grassi, alle sostanze detergenti, all'acqua e tutte le soluzioni acquose.
L'assorbimento di acqua è limitato (0,2% circa). Buona è la
resistenza agli agenti atmosferici: dopo una esposizione prolungata alla luce
solare si nota solo una leggera perdita di resistenza e un leggero ingiallimento
(i
p. si presentano bianchi, da traslucidi a opachi, con peso specifico
1,24). Per quanto riguarda l'infiammabilità sono classificati
autoestinguenti. c)
Fabbricazione: i
p. sono di solito impiegati
per stampaggi a iniezione; in questo caso si opera a temperature di 350 ÷
400 °C con pressioni dell'ordine di 1.000 ÷ 1.500 atm. È
possibile lo stampaggio per compressione a caldo: si lavora allora a 290 ÷
310 °C con pressioni dell'ordine delle 50 atmosfere. Oltre a ciò, il
p. può essere estruso in forme diverse, compresa la forma di film
sottile. In tutti i casi la lavorabilità è eccellente; è
possibile e facile anche la lavorazione meccanica all'utensile. Lo stampaggio a
iniezione permette, come già per il policarbonato, la fabbricazione di
parti di notevole precisione, visto anche il limitato ritiro di solidificazione
(0,007 mm/mm circa). d)
Elettriche: queste resine possiedono buone
caratteristiche elettriche e, in particolare, una elevata resistività di
volume (5 · 10 ohm/cm circa), una elevata rigidità dielettrica, una
elevatissima resistenza all'arco, una costante dielettrica relativamente alta
(da 3,10 a 3,15, secondo la frequenza) e un basso fattore di perdita. Si tratta
quindi di materiali che hanno tutte le caratteristiche necessarie per la maggior
parte delle applicazioni in campo elettrotecnico ed elettronico. ║
Applicazioni:
nel campo elettrotecnico ed elettronico si
realizzano coi
p. diversi manufatti quali connettori, nuclei di bobine,
zoccoli per lampade, contenitori per circuiti integrati, corpi di strumenti,
interruttori, relè, ecc. L'industria automobilistica li impiega per
fabbricare coperchi di lampade interne all'abitacolo e al cofano, e altre parti
aventi anche funzioni strutturali. Nell'industria areonautica i
p. sono
usati soprattutto per ragioni di sicurezza, in alternativa ai policarbonati
aromatici, rispetto ai quali permettono una più elevata temperatura di
impiego. Si impiegano soprattutto per parti interne, con funzioni anche
strutturali. Un'altra applicazione anche se quantitativamente non significativa
è la fabbricazione di schermi per visori di tute astronautiche: i
p. sono in questo caso scelti per la loro resistenza alla radiazione
solare. Per la loro resistenza alle alte temperature queste resine sono poi
impiegate per la fabbricazione di oggetti domestici (bicchieri, piatti, ecc.)
per parti di elettrodomestici (lavastoviglie, umidificatori, condizionatori
d'aria, ecc.) come pure per attrezzature nelle quali si richiede una certa
trasparenza unita a una elevata resistenza al calore anche continuo
(portalampade e lampadari, parti di apparecchi televisivi, parti di distributori
automatici di bevande calde, diffusori per docce, ecc.). Una delle possibili
applicazioni dei
p., oltre alle numerose già presenti
nell'industria chimica, è la fabbricazione di rivestimenti per pile
Leclanché (il cui elettrolita è fortemente alcalino) e di corpi
per
celle a combustibile.