Un polimero termoplastico è un materiale che fonde per effetto del calore e può quindi essere sagomato nelle più svariate forme attraverso vari processi; dopo il raffreddamento, il materiale riacquista le sue proprietà originali.
I polimeri termoplastici in generale, pur possedendo proprietà specifiche, hanno caratteristiche comuni, come la leggerezza, la capacità di lasciarsi attraversare dalla luce, un buon rapporto resistenza/peso, la trasparenza, la possibilità di assumere forme anche relativamente complesse e aspetti superficiali diversi, valori molto bassi di conducibilità elettrica e termica, buona resistenza a molti agenti chimici etc...
Tra i polimeri termoplastici troviamo il PVC, il quale si ottiene dalla polimerizzazione del cloruro di vinile monomero. Il polimero, che è formato dal 57% di cloro e per il restante 43% da carbonio ed idrogeno, viene additivato con altre sostanze per conferirgli specifiche proprietà fisico-meccaniche allo scopo di dare le idonee caratteristiche prestazionali necessarie ai molti tipi di applicazioni.
Vengono impiegate diverse tipologie di additivi:
- PLASTIFICANTI: sono le sostanze che vengono aggiunte alla plastica per renderla flessibile, resiliente e più facile da maneggiare. I plastificanti, ed in particolare gli ftalati, sono tra le sostanze chimiche più studiate da un punto di vista ambientale e tossicologico; essi sono soggetti ad una strettissima regolamentazione che ne assicura l’utilizzo in tutta sicurezza (REACH).
- STABILIZZANTI: la trasformazione del PVC passa sempre attraverso un processo termico che rischierebbe di degradare le catene polimeriche. Per prevenire questa possibilità e per garantire la durata del materiale, sono stati sviluppati una serie di composti chimici che ne evitano la degradazione e conferiscono ai manufatti le proprietà richieste.
- ANTIFIAMMA: hanno la funzione di raffreddare o di proteggere il materiale in caso di incendio impedendo l’ossidazione dei gas infiammabili o formando uno strato di cenere.
- LUBRIFICANTI: servono come agenti “scivolanti”.
- PIGMENTI: sono utilizzati sostanzialmente per dare il colore desiderato al manufatto e, a seconda dell’applicazione devono soddisfare diverse necessità come per esempio il mantenimento del colore e la stabilità termica e/o alla luce.
La trasformazione in semilavorati e in manufatti finiti dei materiali base, forniti in polvere, granuli o perle e additivati viene realizzata mediante alcune lavorazioni come:
- CALANDRATURA la massa termoplastica viene fatta passare attraverso una serie di rulli caldi posti in sequenza, i quali pressano la resina determinandone lo spessore e trasformandola in lastre sottili o in fogli continui. Con questo procedimento si possono inserire nel polimero materiali di rinforzo (come un’armatura tessile in poliestere)
- ESTRUSIONE la mescola di PVC è immessa nella tramoggia nel cilindro, ove viene progressivamente riscaldata fino a fusione; per effetto del lavoro meccanico della vite che ruotando la omogeneizza e la trasporta, viene sospinta verso il foro d’uscita. Questo, detto filiera o matrice, è sagomato secondo il profilo che si vuol dare al manufatto: può essere quindi a sezione piatta per la produzione di film o di laminati. All’uscita della filiera il prodotto viene raffreddato in modo che assuma definitivamente la forma voluta.
- SPALMATURA è la più importante fra queste tecnologie (impiegata soprattutto per plastificare un supporto di tessuto): un velo sottile di plastisol pastoso viene distribuito sul supporto da rivestire. Questo trattamento viene effettuato in impianti in continuo di grandi dimensioni: nella prima sezione di essi la pasta viene uniformemente distribuita, per azione di una “racla” (o spatola), sul supporto tessile da rivestire. Il nastro spalmato passa quindi in un forno caldo, dove avviene la gelificazione dello strato di plastica, e infine attraverso cilindri di raffreddamento e di goffratura.