Chimica, Fisica, e zero in condotta!!

05.01.2014 00:01

Nel valutare i cavi da acquistare spesso ci vengono proposti nomi misteriosi che solo la loro continua ripetizione d’uso fa si che noi tutti crediamo di sapere di cosa parliamo.

Al contrario il loro mistero rimane avvolto dal sapere altrui, noi tuttalpiù possiamo tra le righe  capire meglio ciò che abbiamo tra le mani cercando di fondere chimica, fisica, storia e proprietà dei cavi, un’ aiutino almeno psicologico l’ ho possiamo così ottenere.

Consideriamo le ultime tre fibre da ma citate nella pagina del “fai da te / inguainare cavi”.

Nella vasta famiglia dei polimeri troviamo le poliammidi, semplificando possono essere a struttura lineare oppure contenere gruppi aromatici che ne differenziano di molto le loro caratteristiche.

Quando si parla di poliammidi a struttura lineare, stiamo considerando l’ unione tra atomi di carbonio e altri gruppi di funzione, uno dei primi materiali polimerici di questo tipo è stato ottenuto nel 1935 sintetizzando diammine lineari e acido dicarbossilico lineare, ottenendo una fibra poi battezzata con il nome di Nylon.

Il nylon essendo caratterizzato da una struttura lineare è deformabile ed ha una resistenza meccanica alla trazione relativamente bassa, soprattutto se la confrontiamo  a polimeri sintetizzati in seguito, le sue caratteristiche tendono a diminuire con l’aumentare dell’umidità indotta ma è per noi il nostro punto di partenza.

A seguire lo sviluppo della poliammide lineare,  troviamo quelle contenenti degli anelli aromatici anche se idealmente siamo portati a pensare ad altro, in chimica organica  un anello aromatico è la  struttura caratteristica del benzene (non addentriamoci), questa unione ha elevato le prestazioni meccaniche indicando in caratteristiche e nel modulo elastico  maggior efficienza rispetto alla poliammide lineare.

Questa poliammide aromatica o fibra aramidica, è stata commercializzata per la prima volta nel 1961 portava il nome di  Nomex  la si trova ancora in prodotti del tessile nel settore ignifugo e come isolante dielettrico, altri usi sono minoritari.

Questo tipo di fibra di contro non poteva essere trattata termicamente in quanto se da una parte commercialmente il filato poteva  essere usato nel campo delle protezioni ignifughe dall’altra pur sopportando temperature di 400 gradi centigradi non aveva un punto di fusione, ma degradava bruciando.

Arriviamo così al 1971 e nei laboratori della  Dupont , stessi proprietari del marchio Nomex,  arrivano a sintetizzare il Kevlar non la materia che era da loro già creata, ma si arrivò a mettere a punto il processo di lavorazione per renderlo una fibra.

La qualità del Kevlar è simile alla fibra di carbonio, la risposta elastica e meccanica in rapporto al peso specifico è impressionante immediato ed apprezzato l’utilizzo commerciale per giubbini antiproiettile parti di alta meccanica e di protezione per veicoli bellici, la stessa cupola della Basilica di S. Francesco d’ Assisi è stata consolidata con questa resina composita dopo il recente sisma.

Il Filato di kevlar ha un tallone d’Achille è molto sensibile ai raggi UV e anche il sale è per lui una minaccia tuttavia fino a qualche anno addietro i parapendio avevano le briglie in kevlar rivestito non avevano nodi ma asole cucite ed essendo il filato molto resistente all’abrasione molti lo preferiscono ancor oggi come cavo di ritenuta per aquiloni statici e combattenti.

Tutt' altra origine ha il  Dyneema  questa è una fibra sviluppata con un processo di stiramento molecolare del polietilene, messo a punto da pochi anni, ma già studiato e sperimentato da tempo in Inghilterra a livello di ricerca universitaria e a seguire nei laboratori statunitensi della  Celanese.

Anche l’Italia tramite la  Snia   mise in essere un impianto che  produceva una fibra di polietilene con simili caratteristiche chimiche il marchio  Tenfor  non fu mai degnamente commercializzato.

Il merito delle caratteristiche del prodotto finale della fibra polietilenica HT va alla olandese  DSM  che collaborando con la nipponica  Toyobo  mise a punto la sintesi finale di filatura arrivando ad eccezionali doti di resistenza meccanica e di  tenacità all'allungamento.

Peso specifico ridotto in rapporto alle qualità meccaniche, isolamento elettrico, inattaccabilità da acidi,  resistenza all’ abrasione smorzamento di vibrazione e resistenza agli urti pongono questa fibra anche nella realizzazione dei compositi veramente al top di gamma.

Anche confrontando la sua minor degradabilità all'esposizione ai raggi UV  le  dà dei vantaggi rispetto alle fibre aramidiche.

Unica debolezza  la temperatura di fusione siamo sui 150 gradi centigradi il Kevlar ora è sui 500 gradi centigradi, ha di base il polietilene prima si ritira e poi fonde, quindi resistente all'abrasione si, aiutato da proprietà di scorrevolezza, ma teme le temperature generate dallo sfregamento .

Oramai la sua commercializzazione è la più variegata si passa dai paracolpi per pratiche sportive a applicazioni nell'industria bellica e largo uso in campo nautico e aeronautico.

Basti pensare che la triste Costa Concordia è stata trattenuta per evitarle lo scivolamento nel reef , da cordame di questa fibra, in quanto a manegevolezza, galleggiabilità e tutte le altre caratteristica era tecnicamente la miglior soluzione.

I maggiori produttori di questa fibra sono:

·         DSM – marchio registrato  DYNEEMA                                      (OLANDA)

·         DSM – TOYOBO                                                                     (GIAPPONE)

·         MITSUI – marchio registrato TEKMILON                                  (GIAPPONE)

·         ALLIED – marchio registrato  SPECTRA     (su licenza DSM)  (STATI UNITI)

Ora in commercio si trovano filati con trattamenti specifici per aumentare scorrevolezza e protezione, sono trattamenti di superficie in quanto come scritto sono di fatto un bunker chimico.

Altra fibra emergente con le stesse caratteristiche del poletilene HT (Dyneema) è il  Climax  (marchio registrato) è una fibra a base di coramide e la sua traduzione letterale nella nostra lingua  è  apice, culmine, vedremo se così sarà.

        

Argomento: Chimica, Fisica, e zero in condotta!!

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