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Ritiro

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Ritiro dei polimeri

Il ritiro dimensionale di un manufatto in materiale termoplastico è un fenomeno caratteristico della trasformazione per stampaggio ad iniezione,provocato dalla contrazione volumetrica, durante e dopo la lavorazione (post-ritiro).Il ritiro avviene perché la densità del polimero varia al variare della  temperatura.Durante lo stampaggio ad iniezione, il polimero subisce una compressione sotto temperatura , accumulando tensioni interne. Quando il pezzo viene estratto dall stampo i rilassa ,e man mano si raffredda cambia il suo volume e quindi le sue dimensioni.Per questo motivo , perchè il manufatto possieda le dimensioni desiderate, in fase di progettazione,  lo stampo dovrà essere dimensionao calcolando i ritiri del matriale utilizzato ,infatti ogni polimero ha un suo ritiro intrinseco , che può comunque essere modificato dal tipo di carica o rinforzo utilizzato.Bisogna considerare che il ritiro è un dato imprevedibile , oltre al tipo di polimero , dipende dalle condizioni di stampaggio , essicazione etc.

 

     

Semi-Cristallino - Amorfo

I polimeri semi-cristallini sono nettamente più sensibili a questo fenomeno, si contraggono molto durante il raffreddamento, con  elevati ritiri (1.2÷2.5% sui prodotti  base (unfilled), di contro le resine amorfe, non possedendo regolarità molecolari che devono essere ripristinate durante il raffreddamento, subiscono contrazioni minori,hanno ritiri sensibilmente più bassi (0.4÷1.0%) e sono molto più stabili dimensionalmente.

 

Differenza di ritiro paralleo/trasversale - Isotropia - anisotropia


Un materiale si definisce isotropo quando le sue proprietà sono uguali in tutte le direzioni (Paralleo/Perpendiolare al flusso di iniezione). Si deve osservare che il singolo cristallo di materiale è tipicamente anisotropo, tuttavia i materiali costituiti da aggregati di cristalli possono risultare isotropi poiché cristalli si dispongono con orientazione casuale (in pratica in tutte le direzioni). I materiali amorfi sono generalmente isotropi perché il disordine molecolare si riproduce statisticamente in tutte le direzioni. Lavorazioni come laminazione, trafilatura e forgiatura possono rendere un materiale anisotropo perché provocano un orientamento preferenziale dei grani.

 

Elementi che influenzano l'isotropia dei polimeri

Cariche , rinforzi , autoestinguenti accentuano il fenomeno del  ritiro nelle due direzioni (Parallelo/Perpendicolare) nelle resine  semicristalline in cui le fibre, a causa del suo "Aspect Ratio" o "Rapporto L/D"  dove la lunghezza è nettamente maggiore del diametro, tendono a posizionarsi parallelamente al flusso di iniezione. Ciò genera una contrazione nel senso trasversale/perpendicolare al flusso molto più elevata rispetto al senso parallelo/longitudinale di iniezione.

 

Post-ritiro

Quando il materiale solidifica tramite raffreddamento tende a ripristinare anche nel manufatto la struttura iniziale parzialmente ordinata, mediante un posizionamento esatto nello spazio.Ogni materiale ha una sua specifica velocità di cristallizzazione e tale velocità è in competizione con la velocità di raffreddamento del materiale nel corso del ciclo di stampaggio.Quindi, se un polimero semi-cristallino viene raffreddato più velocemente del tempo che sarebbe necessario alle sue macromolecole per ripristinare completamente le fasi cristalline, tale materiale presenterà una percentuale di cristallinità inferiore a quella di partenza.Dato che il materiale cercherà comunque di riottenere almeno in parte la cristallinità che è stata perduta potrà verificarsi che nel particolare stampato avvenga la cosiddetta post-cristallizzazione ovvero il recupero parziale della cristallinità a posteriori rispetto allo stampaggio nel tempo.

 

     
     
Material Name Ritiro medio %
ABS 0.4 – 0.7
CA 0.3 – 0.7
CAB 0.2 – 0.5
CP 0.2 – 0.5
EVA 0.7 – 2.0
FEP 3.0 – 6.0
GPPS 0.2 – 0.8
HDPE 1.5 – 4.0
HIPS 0.2 – 0.8
LDPE 1.5 – 4.0
PA6 1.0 – 1.5
PA66 1.0 – 2.0
PBT 1.5- 2.0
PC 0.6 – 0.8
PES 0.6 – 0.8
PET 1.8 – 2.1
PMMA 0.2 – 1.0
POM 2.0 – 3.5
PP 1.0 – 3.0
PPO 0.5 – 0.7
PSU 0.6 – 0.8
PTFE 5.0 – 0.9
PVDF 2.0 – 3.0
SAN 0.2 – 0.6
PP/EPDM 1.0 – 2.0
PUR/TRU 0.5 – 2.0
SBS 0.4 – 1.0
SEBS 1.0 – 5.5
DMC 0.5 – 0.2
MF 0.6 – 1.0
PF 0.7 – 1.2
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