Cariche e Fibre

Cariche

I filler o cariche inorganiche, od organiche, a  seconda dello scopo per cui vengono aggiunti, si distinguono in riempitivi utilizzati per ridurre i costi o rinforzanti utilizzati per migliorare le proprietà. I riempitivi sono materiali (solitamente cariche minerali) di basso costo e larga disponibilità, nella maggior parte dei casi sotto forma di polveri (non metalliche); vengono aggiunti in  quantità anche rilevanti. Tali cariche sono normalmente impiegate appunto per diminuire i costi, essendo questa materia prima sempre molto più economica rispetto al polimero. In merito alla loro composizione chimica i riempitivi possono anche aumentare alcune caratteristiche del polimeri, quali il modulo a flessione, resistenza all’impatto, e alcune proprietà termiche. Le proprietà più  importanti che le cariche minerali devono presentare sono in ordine di importanza:

• Granulometria
• Regolarità granulometrica
• Grado di purezza

Per quanto riguarda la granulometria, è opportuno precisare che più si abbassa la dimensione  media e più aumenta l’interazione della carica con la matrice polimerica migliorandone le prestazioni sopra citate.

Nei compound poliolefinici, la carica minerale contenuta fino al 10 %, non produce variazioni apprezzabili sulle caratteristiche, svolge leggeri effetti di stabilizzazione  sulla struttura morfologica e anche una leggera protezione agli U.V. per effetto opacizzante. Quando la percentuale supera il 10 %, le caratteristiche  sono influenzate proporzionalmente dalla percentuale di carica presente:

• Cresce la viscosità
• Aumenta la durezza
• Aumenta il modulo a flessione
• Peggiora la flessibilità a freddo e quindi la Tg
• Aumenta il carico a rottura
• Diminuisce l’allungamento a rottura
• Aumenta la densità
• Migliora le termiche Vicat

Rinforzanti

I rinforzanti sono invece materiali introdotti nei polimeri con lo scopo principale di migliorare le caratteristiche del prodotto, che esse siano meccaniche (allungamento a rottura, carico a rottura, durezza), termiche (stabilità dimensionale a caldo, resistenza al calore e alla fiamma) fisiche (densità). Le proprietà più importanti che le cariche minerali rinforzanti devono presentare sono:

• Interazione con il polimero e compatibilità
• Dimensioni particellari inferiori
• Durezza non elevata
• Morfologia particellare adeguata

Le cariche, tuttavia, sono multifunzionali e  possono essere caratterizzate da una funzionalità primaria. Possiamo classificare le cariche secondo cinque funzioni primarie, come segue:

• modificatori di proprietà meccaniche (e ulteriore suddivisione in base al rapporto di aspetto);
• ritardanti del fuoco
• modificatori di proprietà elettriche e magnetiche;
• modificatori di superficie di proprietà
• coadiuvanti tecnologici

Ulteriori funzioni possono includere il migliorare la degradabilità, le proprietà di barriera, caratteristiche antiaging, bioattività, assorbimento di radiazione, minimizzazione deformazione e così via.