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Classificazione delle materie plastiche
Polimeri termoplastici
I polimeri termoplastici sono polimeri formati da catene lineari o poco ramificate, non legate l'una con l'altra
(ovvero non reticolate);[1] è sufficiente quindi aumentare la temperatura per portarli ad uno stato viscoso e poterli
quindi formare.
Ogni volta che si ripete l'operazione di riscaldamento e formatura il materiale perde un po' delle sue caratteristiche.
Cristallinità
I polimeri termoplastici possono essere amorfi o semicristallini: i primi sono trasparenti, gli altri sono invece opachi.
I polimeri amorfi al di sotto della temperatura di fusione hanno catene intrecciate e attorcigliate. Presentano una certa
resistenza ed elasticità e se non sono caricati mantengono la loro forma.
I polimeri semicristallini sono invece costituiti da zone cristalline (in cui le catene polimeriche sono disposte in
maniera ordinata, seguendo tutte la stessa orientazione) intervallate da zone amorfe.
Il comportamento dei polimeri amorfi è fortemente influenzato dalla temperatura: alla temperatura di transizione
vetrosa (Tg) i movimenti delle catene si riducono a tal punto che il materiale diviene compatto e rigido, e vi è una
variazione di circa tre ordini di grandezza del modulo elastico. La temperatura di transizione vetrosa non è costante,
ma dipende dal peso medio ponderale e dalla velocità di raffreddamento del polimero.
Diagramma sforzo-deformazione
I
polimeri
termoplastici
hanno
comportamento elastico se sottoposti a
piccole deformazioni (ovvero seguono la
legge di Hooke), per cui se lo sforzo cessa
vengono ripristinate le dimensioni che il
provino aveva prima dell'applicazione dello
sforzo, quindi la deformazione è reversibile.
Se
vengono
invece
sottoposti
a
deformazioni
più
marcate,
hanno
comportamento plastico, per cui una volta
che lo sforzo è cessato il provino non ritorna
Tipico diagramma sforzo-deformazione di un materiale termoplastico
alle dimensioni iniziali, bensì permane una
certa aliquota di deformazione. Ciò è spiegato dal fatto che le molecole di polimero possono muoversi l'una rispetto
all'altra e i legami che intercorrono tra le macromolecole sono legami di attrazione intermolecolare (ad esempio forze
di van der Waals o legami idrogeno), più deboli dei legami chimici che possono esserci ad esempio nel caso di
polimeri reticolati (elastomeri), i quali invece riassumono sempre le loro dimensioni iniziali.
Inoltre all'aumentare della temperatura e a parità di deformazione ottenuta è necessario applicare uno sforzo minore
per deformare un polimero termoplastico (da cui il nome "termo-plastico").