PEN
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PEN - Polietilene-naftalato
PEN è l'acronimo di Polietilene-naftalato, una resina termoplastica, appartenente alla famiglia dei poliesteri. Il PEN è un poliestere termoplastico cristallino, lento nella cristallizzazione; prodotto per policondensazione del NDC e glicol etilenico prodotto in un processo simile a quello del polietilene tereftalato (PET). Ha proprietà superiori rispetto al PET, ha una miglior resistenza chimica ed al graffio ; risulta di più facile lavorabilità rispetto ad altri polimeri trasparenti, come il policarbonato (PC). Rispetto al PET, ha una bassa permeabilità all'ossigeno, una migliore stabilità idrolitica, una resistenza alla trazione più elevata e una temperatura di servizio e una riduzione dell'allungamento grazie alla Tg più alta (120 ° C vs 75 ° C). Il PEN supera di solito il PET in applicazioni più esigenti e spesso è un'alternativa buona e meno costosa ai poliimidi.
Caratteristiche
- Alto grado di trasparenza
- Più di 50℃ di resistenza termica, rispetto a PET.
- Resistenza all'idrolisi superiore e durata più lunga rispetto al PET.
- La resistenza chimica più elevata di PET e PC.
- Minore assorbimento di materiali organici
- Assorbe la radiazione ultravioletta (fino a 383nm)
Proprietà Fisico-Meccaniche PEN
Il PEN può essere cristallizzata in due diverse modalità cristalline: forma-a e forma-b. Nella forma-a le catene sono posizionate parallelamente all'asse c in una cellula unitaria triclinica, mentre nella forma b, anch'essa triclinica, ciascuno degli anelli di naftalene viene ruotato di 180 ° all'interno della cellula. Le iniziali APEN stanno per resine PEN allo stato amorfo. La formula base di PEN è composta da gruppi di naftalato ed etilene alternati nella catena polimerica. I due anelli aromatici condensati di PEN conferiscono miglioramenti in termini di resistenza e modulo, resistenza chimica all'idrolisi. La resistenza all'urto aumenta con il peso molecolare. Mostrano anche un comportamento eccellente sia nel caricamento statico che dinamico. Testati per strisciare e affaticarsi, questi polimeri resistono a forti deformazioni per lunghi periodi di tempo, anche in situazioni di forte stress. Quando si tratta di polimeri stampati, il poliestere in particolare ha un'eccellente resistenza alla trazione e alla flessione. Le loro resistenze a trazione sono simili, ma il modulo dei film PEN è più elevato, ad esempio del 25% a temperatura ambiente, ma più volte superiore nella regione 100-150°C. Resistenza ai raggi UV e all'idrolisi in condizioni alcaline o molto calde.
Proprietà termiche
PEN ha una temperatura di transizione vetrosa più alta rispetto al PET. Questa è la temperatura alla quale un polimero si ammorbidisce. La temperatura di transizione vetrosa della PEN è abbastanza elevata da resistere al calore del lavaggio della bottiglia sterilizzante come una gelatina di fragole calda. Sono certificati per uso elettrico a lungo termine a 15 °C anziché 105/130°C. La temperatura di transizione vetrosa della PEN è abbastanza elevata da resistere al calore del lavaggio della bottiglia sterilizzante come una gelatina di fragole calda. PEN resiste al calore così bene che la bottiglia non deve essere realizzata esclusivamente con questo materiale. La semplice miscelazione di una piccola quantità di PEN con il PET rende le bottiglie in grado di resistere al calore molto meglio che se fossero realizzate solo con PET.
Proprietà elettriche
Ottima capacità come isolante elettrico,buona resistenza superficiale e quindi buona resistenza alle correnti striscianti.Si hanno perdite dielettriche alle alte frequenze, ma ottimo l' impiego a basse frequenze.
Proprietà ottiche
La PEN è trasparente (purché la cristallinità non si verifichi o rimanga a livelli bassi). Quando la PEN viene allungata, i raggi ultravioletti generano fluorescenza e quindi il materiale tende a perdere la sensazione trasparente del PET. La PEN non stabilizzata può essere sensibile alla luce, in particolare per le lunghe esposizioni alle radiazioni nella regione ultravioletta (UV) con lunghezze d'onda di 382 mm. Si possono verificare fenditure a catena e insolubilizzazione, accompagnate da colorazione gialla. Le radiazioni UV causano la scissione della catena sulle connessioni carbonio-naftile, con conseguente probabile formazione di estremità della catena naftalenica con una coniugazione poco estesa. La PEN dovrebbe essere stabilizzata con assorbitori UV per migliorare la resistenza alla luce. La superficie dei poliesteri tereftalici stampati è lucida, dura e resistente. Questi materiali mantengono anche un'eccellente stabilità dimensionale alle alte temperature.
Vantaggi rispetto al PET
I due anelli aromatici condensati di PEN gli conferiscono miglioramenti in termini di resistenza e modulo, resistenza chimica all'idrolisi, barriera antigas, resistenza termica e termo-ossidativa e resistenza ai raggi ultravioletti (UV) rispetto al PET. PEN è anche il supporto per i film fotografici. La PEN è anche utilizzata per produrre fibre ad alte prestazioni che hanno un modulo molto elevato e una migliore stabilità dimensionale rispetto ad altre fibre di poliestere o nylon. La PEN è utilizzata come substrato per alcuni nastri adesivi. La PEN viene utilizzata come substrato flessibile integrato all'avanguardia.
Svantaggi rispetto al PET
Quando la PEN viene allungata, i raggi ultravioletti generano fluorescenza e quindi il materiale tende a perdere la sensazione trasparente del PET. D'altra parte, il costo del dicarbossilato di naftalene, che è una delle materie prime per PEN, è elevato a causa del grande investimento di capitale richiesto dal complesso processo di produzione. Per evitare questi problemi, sono stati fatti tentativi per migliorare le prestazioni del PET a costi ragionevoli mescolando PEN e PET.
Sintesi
Il PEN è generalmente prodotto da Naphtalene-2,6-Acido dicarbossilico (2,6-NDA) o il suo derivato funzionale, ad esempio,dimetil-naftalen-2,6-dicarbossilato, con etilene glicole in presenza di un catalizzatore sotto condizioni di reazione appropriate. Ci sono due grandi vie per la produzione del PEN, processo estere o processo acido, i in entrambe i casi, il monomero è glicol etilenico.
Applicazioni PEN
Grazie alla bassa permeabilità alll'ossigeno, è particolarmente adatto per l'imbottigliamento di bevande sensibili all'ossidazione. Resiste al calore e alle sostanze chimiche rigide e ha un'elevata resistenza idrolitica. Le sue prestazioni si posizionanao tra il poliestere e le poliimidi ad alte prestazioni. Trova usi come fibre industriali, pellicole e contenitori. Alcuni esempi sono circuiti stampati flessibili, etichette, laminati e display ottici. Il PEN viene utilizzato anche come fibra ad alte prestazioni. Ha un modulo molto elevato e una migliore stabilità dimensionale rispetto ad altre fibre di poliestere o PA.
PEN
UNFILLED GRADE
Property
Unit
condition
method
TN-8050SC
TN-8065S
MVR
m3/10min
300℃, 1.2kg
ISO 1133
18
5
-
Density
kg/m³
-
ISO 1183
1330
1330
1330
Tensile modulus
MPa
1mm/min
ISO 527
2200
2200
2300
Tensile yield strength
MPa
50mm/min
ISO 527
80
80
58
Tensile yield strain
%
50mm/min
ISO 527
7
7
4
Tensile stress at break
MPa
50mm/min
ISO 527
38
40
28
Tensile strain at break
%
50mm/min
ISO 527
15
50
>200
Flexural modulus
MPa
2mm/min
ISO 178
2250
2200
2500
Flexural strength
MPa
2mm/min
ISO 178
99
98
81
Charpy impact
kJ/m2
Unnotched
ISO179
98
NB
NB
Charpy impact
kJ/m2
Notched
ISO179
2.0
2.8
3.5
Temperature of
eflection under load
℃
1.80MPa
ISO 75-1
91
92
65
HDT
℃
0.45MPa
and ISO 75-2
105
107
68
Rockwell Hardness
-
M scale
ASTM D785
107
107
80
PEN | UNFILLED GRADE | |||||
Property | Unit | condition | method | TN-8050SC | TN-8065S | |
MVR | m3/10min | 300℃, 1.2kg | ISO 1133 | 18 | 5 | - |
Density | kg/m³ | - | ISO 1183 | 1330 | 1330 | 1330 |
Tensile modulus | MPa | 1mm/min | ISO 527 | 2200 | 2200 | 2300 |
Tensile yield strength | MPa | 50mm/min | ISO 527 | 80 | 80 | 58 |
Tensile yield strain | % | 50mm/min | ISO 527 | 7 | 7 | 4 |
Tensile stress at break | MPa | 50mm/min | ISO 527 | 38 | 40 | 28 |
Tensile strain at break | % | 50mm/min | ISO 527 | 15 | 50 | >200 |
Flexural modulus | MPa | 2mm/min | ISO 178 | 2250 | 2200 | 2500 |
Flexural strength | MPa | 2mm/min | ISO 178 | 99 | 98 | 81 |
Charpy impact | kJ/m2 | Unnotched | ISO179 | 98 | NB | NB |
Charpy impact | kJ/m2 | Notched | ISO179 | 2.0 | 2.8 | 3.5 |
Temperature of eflection under load | ℃ | 1.80MPa | ISO 75-1 | 91 | 92 | 65 |
HDT | ℃ | 0.45MPa | and ISO 75-2 | 105 | 107 | 68 |
Rockwell Hardness | - | M scale | ASTM D785 | 107 | 107 | 80 |