Termoplastico e termoindurente: differenze, esempi e applicazioni

Termoplastico e termoindurente sono le due grandi famiglie in cui si dividono le materie plastiche, e la differenza sta nel modo in cui reagiscono al calore. Un materiale termoplastico si ammorbidisce quando viene scaldato e torna solido quando si raffredda, e il ciclo si può ripetere più volte: per questo si può rifondere e riciclare. Un materiale termoindurente, invece, durante la lavorazione subisce una reazione chimica che lo rende rigido in modo permanente: una volta formato non si scioglie più, e se viene scaldato troppo si degrada.

Da questa differenza dipendono proprietà, tecniche di lavorazione, costi e riciclabilità. In questa guida vediamo cosa sono le due famiglie, quali sono gli esempi più comuni e come scegliere tra plastiche termoindurenti e termoplastiche per un componente.

Materiali termoplastici: cosa sono

I termoplastici sono polimeri che si possono fondere, modellare e solidificare più volte senza cambiare natura chimica. Sono la famiglia più diffusa: la gran parte degli oggetti in plastica che usiamo ogni giorno, dai contenitori alimentari alle scocche degli elettrodomestici, è fatta con materie termoplastiche, che si trasformano con processi veloci e ripetibili come lo stampaggio a iniezione, l’estrusione e il soffiaggio.

Comportamento al calore e struttura molecolare

Le catene di un termoplastico sono lineari o poco ramificate e restano legate tra loro solo da forze deboli. Quando la temperatura sale, queste forze si allentano e le catene scorrono l’una sull’altra: il materiale diventa malleabile e poi fluido. Raffreddandosi, le catene tornano a bloccarsi e il pezzo si solidifica.

Alcuni termoplastici sono amorfi, con catene disposte in modo disordinato, come il policarbonato o l’ABS: tendono a essere trasparenti o facili da colorare e hanno un ritiro contenuto. Altri sono semicristallini, con zone in cui le catene si ordinano, come il polipropilene o la poliammide: offrono in genere migliore resistenza chimica e all’usura. Poiché il processo è fisico e reversibile, gli scarti di produzione e i prodotti a fine vita possono essere macinati e rilavorati. Le diverse strade di recupero e riciclo dei rifiuti plastici sono descritte nella norma ISO 15270.

Esempi comuni e applicazioni tipiche

I termoplastici più usati nell’industria, indicati con le sigle della norma ISO 1043-1, sono:

• polipropilene (PP): contenitori, arredo da esterno, componenti per auto ed elettrodomestici (approfondisci lo stampaggio del polipropilene);
• polietilene (PE): flaconi, taniche, film, tubazioni (stampaggio del polietilene);
• PVC: profili, tubi, raccordi, rivestimenti (stampaggio del PVC);
• poliammide (PA): ingranaggi, boccole, parti meccaniche resistenti;
• ABS e policarbonato (PC): scocche, frontalini, componenti trasparenti o antiurto;
• PET: bottiglie, vaschette, fibre tessili. Il PET è un termoplastico, ed è proprio per questo che si ricicla così diffusamente.

Materiali termoindurenti: cosa sono

I termoindurenti sono materiali che nascono come resine liquide o paste e diventano solidi attraverso una reazione chimica, chiamata reticolazione o indurimento, attivata dal calore o da un catalizzatore. È anche la definizione IUPAC di polimero termoindurente: un prepolimero che con la reticolazione si trasforma in modo irreversibile in una rete che non fonde e non si scioglie. Le materie plastiche termoindurenti sono meno diffuse dei termoplastici, ma insostituibili dove servono stabilità alle alte temperature e rigidità.

Anche la lavorazione è diversa. La resina, spesso caricata con fibre o polveri minerali, viene inserita in uno stampo riscaldato per colata, compressione o trasferimento, e lì indurisce. I cicli sono più lunghi rispetto a quelli di un termoplastico, perché bisogna attendere che la reazione chimica si completi prima di estrarre il pezzo, e le bave vanno spesso rifinite a mano o con lavorazioni successive.

Comportamento al calore e struttura molecolare

Durante l’indurimento le catene del polimero si legano tra loro con legami chimici forti, formando una rete tridimensionale. Il risultato è una struttura bloccata: il pezzo non rammollisce più con il calore, mantiene la forma anche a temperature elevate e resiste bene a solventi e agenti chimici. Il rovescio della medaglia è che la trasformazione è irreversibile: il materiale non si può rifondere, e gli scarti non si rilavorano come un termoplastico.

Esempi comuni e applicazioni tipiche

Tra i termoindurenti più noti ci sono:

• resine fenoliche, tra cui la bachelite, la prima plastica sintetica della storia: manici di pentole, componenti elettrici;
• resine epossidiche: adesivi strutturali, vernici, circuiti stampati, compositi con fibra di carbonio;
• resine melamminiche: laminati per mobili, stoviglie rigide;
• poliesteri insaturi: scafi di imbarcazioni e vetroresina;
• poliuretani reticolati: schiume rigide per isolamento.

Per un approfondimento sugli oggetti che si realizzano con questa famiglia, leggi la nostra guida alla plastica termoindurente.

Differenza tra termoplastici e termoindurenti: tabella di confronto

Ecco le principali differenze tra un materiale termoplastico e termoindurente, messe a confronto:

In sintesi: i termoplastici vincono su versatilità, velocità di produzione e riciclabilità; i termoindurenti su stabilità dimensionale al calore e resistenza chimica.

Come scegliere tra termoplastico e termoindurente

La scelta dipende dal componente specifico e dalle condizioni in cui dovrà lavorare. Le domande da porsi sono queste:

• A che temperatura lavorerà il pezzo? Se deve restare stabile a lungo a temperature elevate, o vicino a fonti di calore, un termoindurente può essere la scelta più sicura. Oggi però esistono tecnopolimeri termoplastici, come PPS e PPO, che coprono molte applicazioni ad alta temperatura: ne parliamo nell’articolo sulla plastica resistente al calore.
• Quale resistenza meccanica serve? Rigidità e stabilità dimensionale sotto carico favoriscono i termoindurenti; tenacità, resistenza agli urti e flessibilità favoriscono molti termoplastici.
• Quanti pezzi devi produrre? Su medie e grandi serie lo stampaggio a iniezione dei termoplastici ha tempi ciclo brevi e costi per pezzo più bassi.
• Il prodotto deve essere riciclabile? Se la sostenibilità è un requisito, i termoplastici sono la strada naturale, anche perché permettono l’uso di materiale rigenerato.
• Serve un aspetto particolare? Trasparenza, colori brillanti, superfici lucide o testurizzate si ottengono facilmente con molti termoplastici.

Nella pratica, la maggior parte dei componenti tecnici e dei beni di consumo oggi è realizzata in termoplastici, mentre i termoindurenti restano la soluzione per nicchie in cui calore, isolamento elettrico o resistenza chimica sono prioritari.

Termoplastici e stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è la tecnica principe per i termoplastici: il granulo viene fuso, iniettato in uno stampo e raffreddato fino a ottenere il pezzo finito, in cicli di pochi secondi o minuti. È il lavoro che facciamo ogni giorno in Stamplast dal 1978, con un sistema qualità certificato per lo stampaggio a iniezione di articoli in materiali termoplastici.

Stampiamo polipropilene, polietilene, poliammide, ABS, policarbonato e tecnopolimeri, e da oltre dieci anni lavoriamo anche la plastica rigenerata, in miscele calibrate con materiale vergine: un vantaggio che solo i termoplastici rendono possibile.

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