Perché scegliere le schiume polimeriche reticolate?
Le schiume polimeriche reticolate (XPE = polietilene reticolato; XPP = polipropilene reticolato) offrono un rapporto resistenza/peso, un isolamento termico, una resistenza chimica e una durata superiori rispetto alle schiume non reticolate. La matrice reticolata impedisce il collasso delle celle durante la schiumatura e garantisce un'eccellente stabilità dimensionale in un ampio intervallo di temperature.
I perossidi organici svolgono due ruoli fondamentali nella produzione della schiuma:
- Agente reticolante: crea la rete polimerica che stabilizza le celle della schiuma.
- (Opzionale) Agente di degradazione parziale: in alcuni processi, una quantità controllata di perossido induce la scissione delle catene per ridurre la viscosità del fuso, migliorando l’espandibilità della schiuma.
Processo di produzione della schiuma reticolata (forno a due stadi)
| Fase | Temperatura | Funzione |
|---|---|---|
| Miscelazione | 120–180 °C | Miscela di perossido e agente espandente incorporata nel polimero |
| Reticolazione (1° forno) | 150–200 °C | Il perossido si decompone, si formano i legami reticolari |
| Schiumatura (2° forno) | 180–220 °C | L'agente espandente si decompone, le celle si espandono |
| Raffreddamento e calibrazione | 20–60 °C | La struttura della schiuma si stabilizza |
Scelta del perossido per schiume reticolate
1. Perossido di dicumile (Perodox DCP)
Il perossido reticolante standard per le schiume XPE e XPP. Il suo intervallo di temperatura di decomposizione si adatta bene ai tipici processi in forno a due fasi.
- Dosaggio: 0,5–1,5 phr
- Abbinamento con agenti espandenti: ADC (azo), idrocarburi (butano/isopropanolo)
- Applicazioni: schiuma XPE per isolamento, tappetini sportivi, interni automobilistici
2. Perossido di lauroile (Perodox LUNA)
Un perossido diacilico che si decompone a temperature più basse (60–100 °C). Spesso utilizzato nella produzione di schiuma EVA per intersuole di calzature, dove anche l’agente espandente (tipicamente ADC) si decompone a temperature relativamente basse.
- Dosaggio: 0,3–1,0 phr
- Applicazioni: intersuole in schiuma EVA, suole per infradito, attrezzature sportive
3. 2,5-dimetil-2,5-di(terz-butilperossi)esano (Perodox 101)
Garantisce una maggiore resistenza allo scorch rispetto al DCP, rendendolo adatto alle schiume XPE a celle fini in cui la struttura cellulare uniforme è fondamentale.
Densità della schiuma in funzione del dosaggio di perossido
| Perossido (phr) | Agente espandente (phr) | Densità tipica (kg/m³) | Applicazione |
|---|---|---|---|
| 0,5 | 5–8 (ADC) | 80–120 | Isolamento, imballaggio |
| 0,8 | 8–12 (ADC) | 50–80 | Interni automobilistici |
| 1,2 | 10–15 (ADC/idrocarburi) | 30–60 | Tappetini sportivi, imballaggi di alta gamma |
Domande frequenti
D: È possibile produrre schiuma reticolata senza un agente espandente?
R: No. Il perossido provvede alla reticolazione; un agente espandente separato (chimico o fisico) genera le celle di gas. I due devono essere attentamente bilanciati: un'eccessiva reticolazione prima dell'espansione causa un'elevata densità della schiuma; una reticolazione insufficiente provoca il collasso delle celle.
D: Qual è la differenza tra la schiuma XPE e la schiuma di PE non reticolata?
R: La schiuma XPE presenta una matrice polimerica reticolata, che le conferisce maggiore resistenza, un migliore isolamento termico e una resistenza all’invecchiamento superiore. La schiuma di PE non reticolata (ad es. la schiuma di LDPE prodotta solo con espansione fisica) è più economica ma presenta una minore resistenza alle temperature e una stabilità dimensionale inferiore.
D: Come si ottiene una struttura di schiuma a celle fini?
R: Utilizzare un agente espandente a particelle fini (ADC micronizzato), garantire una dispersione uniforme nel composto e utilizzare un perossido con una buona sicurezza contro la bruciatura (Perodox 101) per impedire la reticolazione prematura prima che l’agente espandente si decomponga. Anche gli agenti nucleanti (ad es. talco, ossido di zinco) sono d’aiuto.
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