Copolimeri metacrilati per l’industria dell’automobile: sintesi e relazioni struttura-proprietà

Autori: S. Pricl, L. Martinelli, A. Munari, N. Lotti, F. Fagotto
Presentato al: VII Convegno Nazionale Di Reologia Applicata
Anno: 2001
Volume: Unico
Issue: Unico
Casa Editrice: Arti Grafiche Landi
Lingua: Italiano


Abstract
In Seima Italiana S.p.A., azienda che riveste un ruolo leader nel settore dei dispositivi di segnalazione luminosa in campo automobilistico, i fanali posteriori per autoveicoli costituiscono la tipologia principale di manufatto, il cui ciclo produttivo prevede l’impiego di svariate categorie di tecnopolimeri con caratteristiche che possono variare anche all’interno di ciascuna famiglia, in dipendenza delle particolari condizioni di sollecitazione meccanica, termica, chimica ecc…, che si vengono a creare durante la vita fisiologica del manufatto. Quindi la scelta dei materiali specifici, da utilizzare per produrre i particolari componenti del prodotto finito, deve essere mirata in termini di prestazioni e di costo. In taluni casi questa situazione comporta delle scelte apparentemente obbligate, come ad esempio l’utilizzo di polimeri ad elevata resistenza termica da utilizzare in vani di piccole dimensioni e/o in vicinanza di sorgenti luminose ad incandescenza; un altro caso è rappresentato dalla necessità di utilizzare polimeri trasparenti con prestazioni “migliorate” dal punto di vista della resistenza all’urto, come ad esempio i tipici polimetilmetacrilati (PMMA) antiurto. È ovvio che l’impiego di tali polimeri speciali costituisce un punto dolente per il contenimento dei costi e la mancanza di alternative sul mercato può favorire le scelte di consuetudine. Il poli(metilmetacrilato) (PMMA) è un polimero che, attualmente, trova una collocazione sul mercato intermedia tra quei prodotti macromolecolari che vengono definiti commodities e gli high-tech polymers. Le proprietà principali che rendono così popolare (e costoso) il PMMA sono la sua buona resistenza meccanica, le sue spiccate proprietà ottiche (chiarezza, trasparenza e brillantezza) e l’estrema resistenza agli agenti atmosferici. Il PMMA, dunque, trova una pletora di applicazioni industriali, di cui una grossa fetta è rivestita dall’azienda automobilistica. In questo caso particolare, nella progettazione della fanaleria dell’automobile viene impiegato, quale agente antiurto, il copolimero poli(metilmetacrilato-co-n-butilmetacrilato), caratterizzato dal 30% di n-butilmetacrilato e dal 70% di metilmetacrilato.
Oggetto del presente lavoro è stata l’individuazione, mediante l’applicazione di tecniche proprie della chimica combinatoriale, di un copolimero alternativo a quello attualmente in uso, la sua sintesi, la caratterizzazione e lo sviluppo di relazioni struttura-proprietà, avente a sua volta, come scopo finale, l’ abbassamento, a livello aziendale, dei costi relativi all’utilizzo del normale PMMA antiurto commerciale. Infatti, in uno scenario dove tale materiale ad elevato valore aggiunto viene spesso addizionato al PMMA, dove inoltre le quantità in gioco sono significative seppur ottimizzate, è logico domandarsi quali siano le tecnologie e il know-how necessari per realizzare una linea di produzione per un siffatto materiale. Sulla base di queste considerazioni è stata effettuata una valutazione economica che tiene conto dei consumi di tale materiale e, conseguentemente, si è ritenuto opportuno, in via del tutto preliminare, di avviare un’attività di ricerca che ha coinvolto la Seima Italiana e l’Università di Trieste sulle tecnologie utili ad incrementare la resistenza all’urto di polimeri acrilici come il PMMA.
Possiamo dopo quanto detto riassumere la traccia di questo lavoro come segue:
· progettazione e scelta dell’additivo alternativo a quelli attualmente impiegati, sulla base di risultati provenienti da esperimenti di simulazione al calcolatore;
produzione dell’additivo candidato e sua caratterizzazione estensiva da un punto di vista sperimentale in modo da verificare che 1) le proprietà predette dal simulatore molecolare siano rispettate e 2) tali proprietà soddisfino effettivamente i vincoli di progetto posti dall’azienda. In particolare le caratteristiche ottiche e meccaniche devono essere assolutamente paragonabili a quelle dell’antiurto correntemente in uso.


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