E S T R U S I O N E G u i d a

Nell’attuale mondo competitivo, i fornitori di materiali avanzati devono fronteggiare aspettative molto elevate: non basta più fornire solo materiali. Ottenere il massimo dai polimeri ad elevate prestazioni significa considerare la progettazione dei componenti molto prossima alla specifica dei materiali e all’ottimizzazione dei processi. Infatti, questo è il modo più efficace per conferire il maggiore valore ad un’applicazione, migliorando altresì l’efficienza produttiva al minimo costo possibile per singolo componente. Una volta che il materiale sia stato specificato e definito in sede progettuale, l’ottimizzazione dei processi costituisce quindi la fase critica per ottenere prodotti di qualità e maggiori rendimenti produttivi.

Con oltre trent’anni di esperienza, la Victrex Polymer Solutions vanta un posizionamento unico in grado di consentire ai propri clienti di ottenere il massimo dai materiali e dai prodotti polimerici in poliarileterchetoni. Siamo in grado di proporre un’ampia gamma di prodotti in VICTREX® PEEK che forniscono prestazioni eccezionali nell’ambito di un vasto spettro termico e in condizioni operative estreme. Tutti i nostri prodotti possono essere facilmente trasformati su attrezzature standard.

Offriamo ai nostri clienti una competenza tecnica senza confronti e completamente finalizzata ai poliarileterchetoni, partendo dalla progettazione, passando dalla specifica dei materiali fino al supporto produttivo. Nell’ambito di questo servizio, abbiamo messo a punto la presente guida per assistervi nella definizione e nell’ottimizzazione delle migliori condizioni di stampaggio ad estrusione. Inoltre, i nostri team tecnici che si trovano nei vari paesi del mondo, potranno fornire un valido contributo anche nelle fasi di prototipazione, sviluppo applicativo, progettazione e simulazione, così come nel supporto relativo alle opportunità di sostituzione dei metalli. I nostri centri tecnici – in continua crescita – dispongono di attrezzature di processo in grado di supportare ogni tipo di test per l’intera gamma di prodotti in VICTREX PEEK, offrendo attività dedicate alla formazione, alle tecniche di processo così come alle analisi estese per la caratterizzazione dei materiali. Siamo inoltre in grado di generare dati personalizzati e finalizzati a specifici programmi applicativi e le nostre risorse sono supportate da ampia esperienza nonché dati completi sia su prodotti che su applicazioni, che sono in continua evoluzione. Siamo altresì coinvolti in svariati progetti di ricerca con alcune fra le maggiori società leader e con diverse istituzioni accademiche al fine di aumentare costantemente le nostre conoscenze e di promuovere, insieme ai nostri clienti, lo sviluppo di soluzioni sempre più creative.

Indice

Introduzione 2

Processo generale di preparazione 2

Movimentazione 2

Essiccazione 2

Trasformabilità 2

Colore 2

Attrezzature 3

Disegno generale 3

Materiali di costruzione 3

Vite / disegno del cilindro 4

Capacità del cilindro e tempo di residenza 4

Riscaldamento del cilindro 4

Schermi e piastra del filtro 5

Adattatore, testa e filiera 5

Spurgo e chiusura 5

Rivestimento di fili e cavi 6

Disegno della filiera e della testa a croce 6

Attrezzatura a valle 7

Cristallinità 7

Produzione di film e lastre 8

Disegno della filiera 8

Cristallinità di film sottili e lastre 8

Monofilamento 9

Elevata resistenza termica Eccellente resistenza alle temperature elevate, con temperatura d’uso in continuo di 260 °C, che può offrire una maggiore durata, affidabilità e migliori margini di sicurezza in contesti difficili

Resistenza meccanica e stabilità dimensionaleL’eccellente forza, la rigidità, il creep di lungo termine e le proprietà di resistenza alla fatica dei materiali Victrex consentono la progettazione di componenti più leggeri, più forti e durevoli.

Resistenza all’usura Sia in contesti lubrificati che secchi/abrasivi, un basso coefficiente di frizione e un’eccellente resistenza all’usura possono contribuire alla durata del componente preservandone l’integrità.

Resistenza chimicaResiste alla corrosione anche in presenza di temperature elevate grazie alla capacità di sopportare una vasta gamma di acidi, basi, idrocarburi e solventi organici.

Resistenza all’idrolisiI materiali Victrex sono utilizzati per aumentare l’affidabilità del componente grazie al fatto che non idrolizzano in acqua, vapore o in acqua di mare anche in presenza di temperature elevate grazie al basso coefficiente di assorbimento di umidità e alla bassa permeabilità.

Prestazioni elettricheLe eccellenti proprietà elettriche mantenute nell’ambito di una gamma di frequenze e di temperature rispondono a severi requisiti ingegneristici a livello elettrico ed elettronico.

Bassa emissione di fumi e gas tossici Intrinsecamente autoestinguenti senza l’utilizzo di additivi, presentano un basso livello di tossicità e di gas combusti.

Purezza Offrono livelli di degassamento ed estraibili eccezionalmente bassi, il che li rende adatti ad applicazioni con questo tipo di esigenze.

Ambientalmente compatibiliCompletamente riciclabili, privi di alogeni e in linea con le direttive RoHS e REACH.

Qualità e sicurezza delle fornitureTutta la produzione è certificata ISO 9001:2008 ed è conforme alla legislazione europea vigente in tema di sicurezza ed ambiente. La nostra rigorosa attenzione al dettaglio – vengono condotti oltre 50 test su ogni lotto di polimero – fornisce ai nostri clienti garanzie precise in merito alla qualità e alla consistenza di uniformità dei prodotti.

Essendo l’unico fornitore di polichetoni del mondo verticalmente integrato, possiamo garantire un controllo completo sulla nostra principale materia prima, e questo costituisce un fattore essenziale per la regolarità della qualità dei nostri prodotti polimerici.

La nostra politica di investimenti prevede di andare persino oltre la domanda e questo significa che siamo in grado di garantire ai nostri clienti la certezza delle forniture. I nostri due impianti indipendenti hanno una capacità produttiva fino a 4250 tonnellate/anno. Possiamo inoltre offrire velocità di consegna – tipicamente entro sette giorni – ovunque nel mondo, grazie ai nostri sistemi di logistica centralizzati e ai magazzini di distribuzione locali.

1

Il polimero VICTREX PEEK, insieme alle

sue declinazioni ad elevata resistenza

termica - il polimero VICTREX®

HT™ e il polimero VICTREX® ST™ - è

ampiamente considerato come il

materiale plastico più performante

del mondo. I prodotti sono disponibili

sotto forma di granuli, polveri fini

oppure compound contenenti

svariate tipologie di cariche o rinforzi

funzionali. Sono utilizzati per la

progettazione e la produzione di

applicazioni ad elevate prestazioni

destinate a sostituire metalli o altri

materiali in modo da aumentare

le prestazioni, migliorare la libertà

progettuale e ridurre i costi di sistema.

I rivestimenti VICOTE®, realizzati dai

polimeri VICTREX PEEK, si qualificano

come rivestimenti ad elevate prestazioni

e ambientalmente compatibili. Sia

le polveri sia le dispersioni acquose

forniscono prestazioni termiche

superiori, eccezionale resistenza al

graffio e all’usura, elevata forza e durata.

Rispetto ai rivestimenti tradizionali,

consentono di aumentare le prestazioni,

estendere la durata applicativa, facilitare

la libertà progettuale, riducendo altresì i

costi di sistema.

I film APTIV® Victrex forniscono tutte

le proprietà del polimero VICTREX

PEEK in un formato sottile e flessibile.

L’estesa gamma di proprietà, comprese

la termoformabilità e le eccellenti

prestazioni acustiche, ne fanno i

film termoplastici dalle maggiori

prestazioni e più versatili fra quelli

esistenti. I film APTIV rappresentano

una soluzione tecnologica in grado di

favorire la riduzione dei costi di sistema

nonché di migliorare la prestazione

di un prodotto, fornendo altresì una

maggiore libertà progettuale e facilità

di processo.

I VICTREX Pipes™ sono delle tubazioni

leggere e durevoli, estruse dal polimero

VICTREX PEEK che presentano elevate

prestazioni termiche e una combinazione

unica di proprietà. Rappresentano

un’eccellente alternativa ai metalli

e ad altri polimeri caratterizzati da

minori prestazioni, mentre i VICTREX

Pipes offrono resistenza chimica e alla

corrosione, bassa permeabilità, resistenza

all’abrasione e all’urto.

2

INTRODUZIONE

Tutte le regole generali in merito all’estrusione e applicabili a polimeri semi cristallini, sono adatte anche all’estrusione dei materiali Victrex. Il punto di fusione superiore dei materiali VICTREX richiede di prestare speciale attenzione ad alcune aree, brevemente riassunte qui di seguito. Capacità termica: Le attrezzature devono essere in grado di operare a 450 °C. I cilindri devono poter lavorare fino a 400 °C per trasformare il PEEK e fino a 430 °C per trasformare i polimeri HT ed ST.

Raffreddamento:Per ottenere un prodotto ottimamente cristallino l’aria di raffreddamento/rulli di riscaldamento dovrebbero essere utilizzati immediatamente dopo la fuoriuscita dalla filiera e mentre la temperatura è superiore a quella di Tg (transizione vetrosa).

L’acqua di raffreddamento può essere utilizzata per raffreddare il pezzo estruso dopo che è avvenuta la cristallizzazione

Contenuto di umidità: Per quanto non igroscopici, i materiali VICTREX devono essere essiccati prima di procedere all’estrusione

Pulizia:Bisogna evitare la contaminazione – si raccomanda quindi vivamente l’utilizzo di dosatori e vassoi dedicati per l’essiccazione ed altre operazioni.

Procedure di partenza:Per ottenere una produzione senza la presenza di macchie scure, di solito è necessario, prima di ogni utilizzo, smontare e pulire la vite nonché il blocco assemblato di cilindro e filiera. Dettagli specifici in merito a questi punti sono meglio illustrati nelle sezioni seguenti.

PREPARAZIONE GENERALE

MOVIMENTAZIONE I materiali Victrex sono forniti in sacchi di polietilene sigillati, posti all’interno di scatole di cartone pesante o di scatoloni formato pallet. E’ vivamente consigliato di mantenere i materiali sigillati negli imballi originali durante le fasi di trasporto e di stoccaggio a magazzino. Quando bisogna prelevare del materiale, le scatole devono essere aperte in ambiente pulito facendo attenzione ad evitare contaminazioni. Il materiale rimanente andrà nuovamente sigillato appena possibile e conservato alle condizioni standard (15-25 °C, in luogo asciutto e lontano dalla luce diretta del sole). Se si osservano tali prescrizioni il prodotto può essere conservato per oltre dieci anni.

ESSICCAZIONENonostante il fatto che i materiali VICTREX vengano forniti teoricamente già essiccati, i granuli possono assorbire fino allo 0,5% dell’umidità presente nell’atmosfera. È quindi fondamentale procedere all’essiccazione dei granuli portando il contenuto di umidità al di sotto dello 0, 02% prima di iniziare le operazioni di trasformazione, poiché i residui di umidità creano una pressione elevata di vapore alla temperatura di processo dei PAEK, provocando un effetto poroso.

I granuli possono essere essiccati in un forno a circolazione d’aria per un periodo di tre ore a 150 °C oppure per tutta la notte a 120 °C. Nel caso di quantitativi elevati, come nelle produzioni in serie, è preferibile che gli essiccatori abbiano un punto di rugiada di -40 °C.

TRASFORMABILITÀ Nella figura 1 viene mostrato l’indice di viscosità comparato su una gamma di polimeri ad elevate prestazioni alla velocità di taglio di 1000 s-1. Sebbene il PEEK, l’HT e l’ST presentino temperature di processo fra le più elevate, la loro viscosità di taglio si colloca nell’ambito delle poliammidi e dei policarbonati.

Figura 1: Viscosità di taglio ad una velocità di taglio di 1000 s-1 alle temperature di processo tipiche di svariati materiali termoplastici

PA66

(280

˚C)

PA6T

(320

˚C)

PC (3

40 ˚C

)

PES (

390 ˚

C)

LCP (

300 ˚

C)

150G

(380

˚C)

381G

(380

˚C)

450G

(380

˚C)

650G

(400

˚C)

ST G

45 (4

10 ˚C

)

HT G

22 (4

00 ˚C

)

500

600

400

300

200

100

0Vis

cosi

tà [

1000

s

] /

Pa.s

-1

3

COLOREI gradi di PEEK non caricati o rinforzati con fibra di vetro, l’HT e l’ST sono disponibili in colore naturale/beige e nero. Altri compound sono colorati in funzione dei loro materiali di composizione, ad esempio i materiali caricati con fibra di carbonio sono neri.

Si possono ottenere prodotti di altri colori aggiungendo dei masterbatch al PEEK naturale, sia all’HT e all’ST, oppure acquistando dei prodotti pre-colorati da un partner della Victrex.

Vi invitiamo a prendere contatto con il rappresentante Victrex locale per ulteriori informazioni

ATTREZZATURE

DISEGNO GENERALEI polimeri e i compound a base di PEEK, HT ed ST possono essere facilmente estrusi utilizzando le attrezzature di processo convenzionali. È però opportuno osservare una serie di parametri specifici elencati qui di seguito.

Gli estrusori devono essere in grado di raggiungere i 400 °C per il PEEK oppure i 430 °C per l’HT e l’ST.

Il degasaggio non è necessario. Gli ingranaggi delle pompe possono essere utilizzati ma bisogna porre particolare attenzione a non provocare la formazione di zone morte (ad esempio spazi intorno alle flange oppure un montaggio sbagliato delle spine di chiusura) in quanto potrebbero causare la formazione di gel e di macchie scure. Una vite progettata correttamente e con una pressione stabile dovrebbe essere sufficiente per la maggior parte dei processi di estrusione.

Per ottenere una massa fusa omogenea e una velocità costante alla temperatura desiderata, è auspicabile monitorare la temperatura e la pressione in modo da poter controllare il processo adeguatamente.

Il tempo di residenza del polimero nelle attrezzature di processo determina la qualità del prodotto finale. La stabilità termica del PEEK è eccezionale; mentre per quanto riguarda l’HT e l’ST, a causa dei crescenti ed elevati punti di fusione cristallini, possono essere considerati rispettivamente buoni e discreti. È possibile che, su tutti i materiali, si verifichi un degrado durante il processo quando si prolungano i tempi di residenza e/o la temperatura del cilindro sia alta. Quindi, la capacità e la produttività dell’ estrusore deve essere settata in modo da minimizzare la probabilità di formazione di gel e macchie scure nel sistema.

MATERIALI DI COSTRUZIONEIl requisito fondamentale è che l’acciaio utilizzato sia compatibile a livello termico in quanto la massa fusa deve essere mantenuta a 400 °C per il PEEK e a 430 °C per l’HT e l’ST. L’usura da abrasione delle fibre di vetro o di carbonio con cui vengono caricati i materiali VICTREX è simile a quella degli altri tecnopolimeri termoplastici. Non si danno decomposizioni

corrosive dei prodotti quando si lavorano i materiali Victrex ad eccezione di quando si trasformino alcuni gradi antiusura che contengano PTFE o nel caso di temperature e/o tempi di residenza eccessivi. I fornitori di attrezzature offrono estrusori standard in grado di operare a queste condizioni.

Nel caso un materiale necessiti di essere specificato, l’utilizzo di cilindri bimetallici (ad esempio WEXCO 777 o Xaloy X-800) e materiali a base di metalli sinterizzati (ad esempio CPM-9V o CPM-10V) oppure di viti in leghe di cromo, si sono mostrati soddisfacenti.

I materiali nitrurati dovrebbero essere utilizzati con la massima cura in modo da assicurare che i materiali VICTREX non solidifichino a contatto con i rivestimenti superficiali di nitruro in quanto essi possono staccarsi dal substrato di acciaio. È opportuno evitare il rame e le leghe di rame a contatto con la massa fusa in quanto provocano il degrado dei materiali Victrex. Per applicazioni come rivestimenti di fili e cavi, in cui i materiali Victrex risultano a contatto diretto con rame o leghe di rame, il tempo di contatto fra la massa fusa e la superficie del metallo non è sufficiente a causare problemi prima della cristallizzazione e del raffreddamento.

Per l’adattatore, la filiera e la testa, è opportuno scegliere materiali adatti in funzione delle elevate temperature di processo (ad esempio H13, Stavax, Hastalloy o Inconel).

L’attenzione rigorosa al dettaglio durante il processo di estrusione assicura la massima qualità del prodotto.

777- Durocast è un marchio registrato della Wexco Corporation, Xaloy è un marchio registrato della Xaloy Incorporated. CPM è un marchio registrato della Crucible Industries, LLC. STAVAX è un marchio registrato della Bohler-Uddeholm. Hastelloy è un marchio registrato della Haynes International Inc. Inconel è un marchio registrato della Special Metals Corporation.

4

VITE / DISEGNO DEL CILINDRO Sarebbe opportuno utilizzare una lunghezza minima del cilindro con rapporto di L/D 24:1, ma i trasformatori possono avere una finestra operativa maggiore con un cilindro prossimo al rapporto L/D di 30:1. Il cilindro dovrebbe essere di calibro liscio. Non si consiglia una sezione di alimentazione rigata.

Poiché il PEEK, l’HT e l’ST presentano temperature del fuso più elevate rispetto alla maggior parte dei polimeri convenzionali, è auspicabile prevedere una sezione di alimentazione più lunga in modo da consentire ai granuli un tempo sufficiente di residenza in questa sezione della vite, in prossimità del punto di fusione. Così come mostrato nella figura 2, una zona di alimentazione di almeno 8D rappresenta una buona base. Il PEEK, l’HT e l’ST non temono un drastico scivolamento della viscosità nei pressi del punto di fusione rispetto ad altri polimeri come ad esempio le poliammidi o l’LCP. È preferibile una transizione graduale dalla sezione di alimentazione a quella di dosaggio, le sezioni di compressione più brevi di 5D possono funzionare, ma le sezioni di compressione di 8D sono migliori. I rapporti di compressione compresi fra 2-3 coprono la maggior parte delle situazioni tipiche di estrusione. Le lunghezze tipiche di dosaggio sono di 8D, anche se si possono utilizzare lunghezze superiori. Se lo si reputa necessario, è possibile utilizzare dei dispositivi di mescola dedicati nella sezione di dosaggio. La punta della vite dovrebbe essere di forma arrotondata o conica in modo da evitare la formazione di zone morte alla fine della vite.

Figura 2: tipologie raccomandate di viti

CAPACITÀ DEL CILINDRO E TEMPO DI RESIDENZA Le dimensioni e la produzione dell’estrusore dovrebbero essere abbinati in modo da ottenere un tempo di residenza idealmente inferiore ai 30 minuti. Gestire il processo di estrusione con una vite a basso indice di velocità rotazionale (

5

SCHERMI E PIASTRA DEL FILTRO La piastra del filtro contribuisce a sviluppare la pressione posteriore nella vite e arresta la rotazione del fuso; le dimensioni del foro dovrebbero essere calcolate in proporzione alla dimensione dell’estrusione e concepite in modo da eliminare - laddove possibile - la formazione di zone morte.

I fori dovrebbero essere lisci per migliorare il flusso. Di solito vengono posizionati dei pacchetti di filtri di fronte alla piastra del filtro per rimuovere ogni impurità residua del materiale o qualsiasi contaminazione accidentale in modo da contribuire ulteriormente alla pressione nella vite. Tuttavia, il pacchetto di filtri non dovrebbe essere così sottile da creare un eccessivo taglio del fuso e cali di pressione esagerati. La pressione dovrebbe essere monitorata e i filtri cambiati quando necessario. Il riscaldamento e l’isolamento di quest’area rappresentano fattori critici.

ADATTATORE, TESTA E FILIERALe zone morte/basso flusso possono generare un degrado locale e portare ad uno scolorimento del materiale o alla formazione di macchie scure nella massa fusa. Quindi, si dovrebbe affinare il flusso lungo l’adattatore, la testa e la filiera in modo da prevenire la formazione di zone morte/basso flusso, così come dovrebbero essere effettuate gradualmente le modifiche nella sezione trasversale e le giunzioni dovrebbero essere allineate e di forma aerodinamica. Si può procedere anche ad una modellazione del sistema in modo da assicurare che non ci siano aree di basso flusso: le sezioni dovrebbero essere ridotte se lo si ritiene necessario. È auspicabile un controllo separato delle zone di riscaldamento (di dimensioni sufficientemente grandi) per ogni sezione (adattatore, testa e filiera), applicando un isolamento, laddove possibile.

SPURGO E CHIUSURALe normali procedure di chiusura prevedono innanzitutto di svuotare prima l’estrusore per poi procedere ad un graduale disassemblaggio e pulitura di tutte le attrezzature, compresa la rimozione della vite. Alcuni componenti dovranno essere messi in forno per effettuare una pulizia completa. Nel caso di produzioni giornaliere può essere necessario disporre di due set separati di filiera e vite per ogni estrusore.

Grazie ai corretti parametri di processo e al disegno della filiera si possono ottenere particolari caratterizzati da tolleranze critiche.

VICTREX Pipes estrusi.

6

Figura 5: calcolo di DBR e DDR

RIVESTIMENTO DI FILI E CAVI

Il PEEK è largamente utilizzato nell’industria dei fili e dei cavi. Anche l’HT e l’ST possono essere utilizzati come rivestimento di fili usando una tecnica similare. Le applicazioni che ne derivano comprendono l’isolamento primario, le guaine e il rivestimento superficiale per fili e cavi.

DISEGNO DELLA FILIERA E DELLA TESTA A CROCE L’isolamento in PEEK, HT ed ST può essere applicato utilizzando una filiera a pressione o un sistema tube-on, così come mostrato nella figura 4. Il processo tube-on qui riportato fornisce risultati preferibili per la maggior parte delle applicazioni di rivestimento cavi.

a)

La pressione delle filiere consente un diametro specifico di rivestimento che può essere misurato direttamente sul conduttore in quanto scorre attraverso la filiera. L’adesione fra il conduttore e il rivestimento sarà elevata, e anche la forma della filiera sarà mantenuta (nel caso ad esempio di conduttori multi spine), tuttavia lo spessore di isolamento potrebbe variare (in quanto la concentricità del conduttore al cavo non è controllata).

Con una filiera tube-on la massa fusa entra in contatto con il conduttore solo dopo che entrambi sono usciti dalla filiera. Il VICTREX PEEK, l’HT o l’ST sono estrusi come tubazioni sottili con il conduttore stirato attraverso il centro. La massa fusa è stirata per ridurre il diametro del tubo in quanto aderisce al conduttore formando uno strato isolante dello spessore desiderato.

Il processo tube-on non è semplice quanto il processo a pressione ma, tipicamente, fornisce proprietà migliori per la maggior parte delle applicazioni, compresa una riduzione dell’adesione fra il rivestimento e il conduttore (con facilità di distacco per la parte terminale del cavo), uno spessore di isolamento regolare e una migliore finitura superficiale. Il processo tube-on consente anche di schermare/incamiciare cavi pre-rivestiti.

Per il processo tube-on bisogna tenere in considerazione il rapporto di riduzione per stiro (DDR - Draw Down Ratio) e quello di bilanciamento di riduzione per stiro (DBR - Draw Balance Ratio) così come illustrato nella figura 5.

A = filiera B = mandrino C = fuso D = materiale del nucleo E = Calibrazione

A A

A A

E E

C C

C C

B B

B B

D D

DD = diametro dell’apertura della filiera

DT = diametro delle punte delle guide

dcw = diametro del cavo rivestito

dbw = diametro del cavo non rivestito

rapporto di riduzione per stiro

DD – DT dcw – dbw

2 2

2 2

DDR =

rapporto di bilanciamento di riduzione per stiro

DD dbw DT dcw DBR = •

DD DT dcw dbw

b)

Figura 4: rivestimento cavi a) pressione filiera b) filiera tube-on

7

Il DDR è espresso come il rapporto fra l’area di sezione incrociata della corona circolare e l’area del rivestimento finale. Il rapporto di riduzione per stiro consigliato per il PEEK naturale, l’HT e l’ST si colloca fra 3:1 e 10.1, anche se il DDR si è mostrato prossimo a 50:1 per rivestimenti a parete molto sottile. E’ opportuno prestare grande attenzione al DBR, che dovrebbe essere mantenuto il più possibile vicino a 1:1.

Il disegno a croce della testa non rappresenta un fattore critico per i sistemi tube-on. Tuttavia, il disegno considerato migliore è costituito da un dispositivo di separazione del flusso singolo che convoglia la massa fusa a 90° mantenendo al contempo una buona direzione di flusso. Anche se il convogliamento separato di masse fuse è più complesso ha mostrato di essere soddisfacente, ma tali sistemi risultano più difficili da pulire.

ATTREZZATURA A VALLENella figura 6 si può vedere un diagramma basilare del settaggio per rivestimenti di cavi. I requisiti possono però dipendere dall’applicazione specifica e ogni linea può essere diversa.

Figura 6: diagramma schematico per il rivestimento di cavi

CRISTALLINITÀMolte delle eccezionali proprietà fisiche del PEEK, dell’HT e dell’ST dipendono dalla loro morfologia semi-cristallina.

Nel rivestimento di fili e cavi, la massa fusa viene condotta dalla filiera con testa a croce fino a raffreddarsi ad aria per circa un metro (in funzione della velocità della linea). Durante il raffreddamento, il colore del PEEK naturale, dell’HT e dell’ST cambia da un marrone scuro trasparente ad un grigio/beige. Questa variazione cromatica è data dal raffreddamento e dalla cristallizzazione della superficie dell’isolante.

Una volta che questa transizione è avvenuta, si può effettuare un ulteriore raffreddamento ad acqua in quanto la cristallizzazione all’interno della massa del polimero fuso non sarà interessata in misura significativa. Nel caso in cui sia richiesto un rivestimento amorfo del cavo, il bagno d’acqua può essere spostato più vicino alla filiera.

La temperatura del conduttore può ritardare la cristallizzazione durante il processo di rivestimento di fili e cavi. Quindi, quando si richieda un’elevata cristallinità, è consigliabile riscaldare il conduttore prima di entrare nella testa a croce. La temperatura di pre-riscaldamento dipenderà dalla natura e dalla geometria del conduttore, ma sono stati ottenuti risultati eccellenti con temperature comprese fra 120 °C e 200 °C. Se il livello desiderato di cristallinità non può essere ottenuto in linea, è possibile effettuare una post-cristallizzazione dell’isolamento tramite un trattamento termico successivo.

Svolgitore Preriscaldamento

del cavo EstrusoreRiscaldatori

radiantiVasca di

raffreddamento Rullo di trascinamento Prova scintilla Avvolgimento

Una corretta attrezzatura a valle consente al processo di essere personaliz-zato al fine di ottenere la cristallinità richiesta.

8

PRODUZIONE DI FILM E LASTRE

Il PEEK naturale, l’HT e l’ST possono essere utilizzati per formare film/lastre. Il processo comporta l’utilizzo di un estrusore convenzionale dotato di filiera adatta all’attrezzatura di traino, come mostrato nella figura 7.

Figura 7: attrezzature per la produzione di lastre

DISEGNO DELLA FILIERALe filiere piane di solito sono utilizzate per la trasformazione delle lastre in PEEK naturale, in HT e in ST. Questi sistemi devono facilitare il flusso della massa fusa e presentare parti interne levigate per impedire blocchi o adesioni (stick-slip) in corrispondenza della filiera. La temperatura dei labbri della filiera è determinante per la finitura superficiale e il controllo dimensionale.

CRISTALLINITÀ DI FILM SOTTILI E LASTREE’ possibile produrre lastre sottili (< 500 µm) in forma sia semicristallina oppure amorfa controllando la temperatura dei tamburi. Una temperatura al di sotto di quella di Tg sul tamburo, produrrà un film trasparente amorfo mentre ad oltre 170 °C si ottiene un film opaco semicristallino. I film di spessore maggiore cristallizzano al di sotto del calore che essi stessi trattengono.

chiusure

filiera piana

calandra a tre cilindri

Misurazione dello spessore di film estrusi APTIV® PEEK.

La pulizia dell’attrezzatura e un accurato controllo di processo costituiscono i fattori essenziali per ottenere film di elevata qualità.

9

MONOFILAMENTO

Il PEEK, l’HT e l’ ST possono essere trasformati in monofilamento mediante un estrusore dotato di dispositivi di traino e stiramento a valle. Gli estrusori utilizzati per la produzione di monofilamenti sono generalmente equipaggiati con pompe ad ingranaggi che garantiscono l’alimentazione alla filiera di una quantità di massa fusa accuratamente dosata e a pressione costante. Altri sistemi senza dosaggio si sono dimostrati validi dal punto di vista operativo. Una tipica linea di produzione di monofilamenti è illustrata nella figura N. 8.

Il processo a valle dell’estrusore illustrato nella figura N. 8 può considerarsi composto da due fasi distinte: l’orientamento ed il rilassamento della massa fusa. In fase di orientamento, la massa estrusa viene raffreddata ad aria e ad acqua ad una maggiore velocità (V2>V1) attraverso un forno regolato ad una temperatura superiore a quella di transizione vetrosa del materiale. La maggiore velocità serve a stirare il polimero riducendo il diametro e ad orientare il filamento.

Figura 8: rappresentazione schematica dell’attrezzatura di produzione di monofilamento

V1

T1

T2 V2 V3T3

V = velocità

T = temperatura

Fibre estruse in Victrex PEEK.

SUPPORTO TECNICOLa Victrex Polymer Solutions è l’unica realtà produttiva interamente dedicata alla produzione di prodotti in poliarileterchetoni ed è assolutamente in grado di soddisfare qualsiasi richiesta in tema di qualità, supporto tecnico e certezza delle forniture. Nell’attuale contesto competitivo, la collaborazione con un fornitore leader che dispone delle tecnologie più evolute nonché dei servizi più completi ed avanzati, rappresenta un fattore critico e determinante per il successo. Nel caso desideriate ulteriori informazioni oppure assistenza specifica, invitiamo a prendere contatto con la sede o il rappresentante locale della Victrex Polymer Solutions oppure a visitare il sito www.victrex.com.

A seguito del rilassamento del fuso avviene un fissaggio termico in cui il filamento passa in un secondo forno settato ad una temperatura prossima a quella del fuso.

LA VICTREX PLC RITIENE CHE TUTTE LE INFORMAZIONI CENTENUTE NELLA PRESENTE PUBBLICAZIONE DESCRIVANO ACCURATAMENTE LE CARATTERISTICHE TIPICHE E/O GLI USI DEL PRODOTTO O DEI PRODOTTI, TUTTAVIA, È

RESPONSABILITÀ DEL CLIENTE ESEGUIRE TEST COMPLETI SUL PRODOTTO IN OGNI SPECIFICA APPLICAZIONE A CUI INTENDE DESTINARLO ALLO SCOPO DI ACCERTARNE LE PRESTAZIONI, L’EFFICACIA A LA SICUREZZA PER CIASCUN

PRODOTTO FINALE, DISPOSITIVO O ALTRA APPLICAZIONE. LE INDICAZIONI SUGLI USI POSSIBILI NON DEVONO ESSERE INTERPRETATE COME SUGGERIMENTO A VIOLARE ALCUN BREVETTO. LE INFORMAZIONI E I DATI QUI CONTENUTI

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VICTREX PIPES™ È UN MARCHIO REGISTRATO DELLA VICTREX MANUFACTURING LIMITED. PEEK-ESD™, HT™, ST™ È WG™ SONO MARCHI REGISTRATI DELLA VICTREX PLC. VICOTE® ED APTIV® SONO MARCHI REGISTRATI DELLA VICTREX PLC.

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