Il miglioramento delle caratteristiche meccaniche è una componente chiave dello sviluppo dei materiali nel campo dei materiali polimerici. Le due tecniche più utilizzate per migliorare le prestazioni delle materie plastiche sono la modifica della miscelazione e la modifica della tempra plastica. Lo scopo di questo saggio è quello di offrire uno studio approfondito delle differenze tra la modifica della tempra plastica e la modifica della miscelazione e se si tratta di due processi diversi.

Regolazione dell'indurimento della plastica

Il miglioramento della tenacità e della resistenza agli urti dei materiali plastici è noto come modifica della tempra plastica. L'obiettivo di questa tecnica è aumentare la resistenza della plastica alla rottura o alla frattura in risposta a forze esterne. L'aggiunta di diversi agenti tenacizzanti o modificatori alla matrice plastica è una fase comune dei processi di modifica della tenacità della plastica.

1.1 Agenti tensoriali per l'alterazione della plastica

Gli agenti indurenti sono disponibili in varie forme per l'uso nella modifica delle materie plastiche, come termoplastici, fibre ed elastomeri. Per la loro grande flessibilità e resilienza agli urti, vengono spesso utilizzati elastomeri come le poliolefine (POE) e l'etilene-propilene-diene monomero (EPDM). Le qualità meccaniche della matrice plastica possono essere migliorate anche con l'uso di termoplastici come agenti tenacizzanti, come il polistirene (PS) o il polipropilene (PP). Inoltre, l'aggiunta di fibre, come quelle di carbonio o di vetro, può migliorare la rigidità e la resistenza del materiale plastico.

1.2 Metodi di modifica della tempra plastica

La modifica della tenacità della plastica si ottiene con diversi metodi, come l'innesto, la miscelazione reattiva e la miscelazione fisica. La miscelazione fisica produce un materiale composito con proprietà meccaniche migliorate, semplicemente combinando l'agente indurente e la matrice plastica. La miscelazione reattiva, invece, prevede che l'agente indurente e la matrice plastica subiscano reazioni chimiche per formare legami covalenti o reticolazione, che migliorano la compatibilità e l'adesione interfacciale dei componenti. L'innesto è il processo di apposizione dell'agente indurente alle catene polimeriche, che migliora la dispersione e l'interazione della matrice plastica.

Regolazione della miscelazione

La miscelazione di polimeri, talvolta definita "modifica della miscelazione", è il processo di combinazione di due o più polimeri distinti per produrre un nuovo materiale con qualità migliorate. La modifica della miscelazione cerca di creare una sinergia di qualità combinando diversi componenti polimerici, a differenza della modifica della tenacità della plastica, che si concentra sul rafforzamento della tenacità di una singola matrice plastica.

2.1 Principi di modifica della miscelazione

I concetti di morfologia di fase, miscibilità e compatibilità sono alla base della modifica della miscelazione. Il grado di compatibilità e interazione molecolare è determinato dalla compatibilità tra i polimeri miscelati. La capacità dei polimeri miscelati di creare una singola fase omogenea è definita miscibilità. La distribuzione e l'organizzazione dei polimeri in miscela all'interno del materiale sono descritte dalla morfologia di fase, che può avere un effetto sostanziale sulle caratteristiche meccaniche.

2.2 Metodi per combinare le alterazioni

La miscelazione per fusione, la miscelazione in soluzione e la polimerizzazione in situ sono alcuni dei metodi utilizzati per modificare la miscela. La miscelazione per fusione è un processo che consiste nel combinare e fondere i polimeri ad alte temperature, quindi solidificare la miscela per creare la sostanza miscelata. Nella miscelazione in soluzione, i polimeri vengono disciolti in un comune solvente e la sostanza miscelata viene poi ottenuta per precipitazione o evaporazione del solvente. Il processo di sintesi di un nuovo polimero in presenza di un polimero esistente per creare un materiale miscelato con qualità migliorate è noto come "polimerizzazione in situ".

Alterazione

Sebbene sia la modifica della tempra della plastica che la modifica della miscelazione mirino a migliorare le qualità meccaniche della plastica, esse differiscono notevolmente l'una dall'altra:

3.1 Obiettivo

Migliorare la tenacità e la resistenza agli urti di una singola matrice plastica è l'obiettivo principale della modifica della tenacità della plastica. Dall'altro lato, la modifica della miscelazione combina diversi polimeri nel tentativo di creare una sinergia di qualità.

3.2 Approccio

La modifica della tenacità della plastica è il processo di aggiunta di modificatori o agenti tenacizzanti alla matrice plastica mediante innesto, miscelazione reattiva o miscelazione fisica. D'altra parte, la modifica della miscelazione unisce i polimeri mediante polimerizzazione in situ, miscelazione per fusione o miscelazione in soluzione.

3.3 Compatibilità

Per ottenere caratteristiche meccaniche migliori nella modifica della tempra della plastica, la compatibilità e l'interazione dell'agente di tempra con la matrice plastica sono fondamentali. Le prestazioni complessive del materiale miscelato nella modifica della miscela sono determinate dalla compatibilità e dalla miscibilità dei polimeri miscelati.

3.4 Morfologia delle fasi

L'obiettivo della modifica della tempra plastica è produrre una fase dispersa distribuendo l'agente di tempra nella matrice plastica. L'obiettivo della modifica della miscelazione è quello di massimizzare le caratteristiche meccaniche ottenendo una fase singola omogenea o una determinata forma di fase.

Problemi di selezione

Le qualità meccaniche preferite, la compatibilità dei materiali, le circostanze di lavorazione e i vincoli di bilancio sono alcune delle variabili che influenzano la decisione tra la modifica della tempra della plastica e la modifica della miscela. Per scegliere la strada migliore, i produttori e i ricercatori devono valutare le esigenze specifiche delle loro applicazioni ed eseguire test di compatibilità.

In sintesi, esistono due metodi diversi per migliorare le caratteristiche meccaniche dei materiali plastici: modifica della tempra della plastica e la modifica della miscela. L'obiettivo della modifica della tenacità della plastica è quello di aggiungere sostanze chimiche tenaci a una singola matrice plastica per aumentarne la tenacità e la resistenza agli urti. D'altra parte, la modificazione per miscelazione mescola molti polimeri per fornire una sinergia di qualità. Sebbene l'obiettivo di entrambi gli approcci sia quello di migliorare le qualità meccaniche, esistono notevoli differenze nei loro approcci, obiettivi e considerazioni. Per gli sviluppatori e i ricercatori di materiali, per effettuare selezioni informate e scegliere la strategia migliore per le loro applicazioni specifiche, è essenziale comprendere queste distinzioni. I materiali plastici possono avere prestazioni migliori quando vengono applicati i concetti e i metodi di modifica della tempra della plastica e della miscelazione. Ciò aumenterà la durata e l'affidabilità dei prodotti in una vasta gamma di settori.