Erico SPINI - Marketing & Application Development Director (Radici Plastics) PROPLAST - 29 Novembre 2013 - Rivalta Scrivia (Al)

1. Nuovi compound su base poliammidica:
le ultime novità di Radici Plastics per applicazioni ad
elevato contenuto tecnico
Erico SPINI - Marketing & Application Development Director (Radici Plastics)
29 NOVEMBRE 2013 - RIVALTA SCRIVIA (Al)

2. Sommario
Radici Plastics : la strategia nello sviluppo di polimeri per
applicazioni ingegneristiche ad elevato contenuto tecnico
Le più recenti innovazioni :
Radistrong® : poliammidi a fibra lunga per la
sostituzione dei metalli
Radilon® XTreme : poliammidi speciali per uso a contatto
con aria fino a 230 °C
Radilon® DT : poliammidi 6.12 a catena molecolare lunga
che offrono una elevata resistenza chimica

3. Radici Plastics : una strategia che appoggia su 3 pilastri
Presenza globale :
•
Impianti di produzione in Europa, Brasile, USA e Cina.
•
Supporto allo sviluppo con presenza presso utilizzatori
finali e fornitori di primo e secondo livello in tutto il mondo
•
Rete commerciale capillare nel mondo
Presenza
Globale
Sostenibilità
Innovazione

4. Radici Plastics : una strategia che appoggia su 3 pilastri
Innovazione :
•
Materiali innovativi capaci di rispondere meglio alle
esigenze funzionali, talvolta complesse, richieste alle
applicazioni
Innovazione
Sostenibilità
Presenza
Globale

5. Radici Plastics : una strategia che appoggia su 3 pilastri
Sostenibilità :
•
Radici, che aderisce al GRI (Global Reporting Initiative) sta
introducendo metodologie riconosciute e certificate per l’ analisi
dell’impatto ambientale dei propri materiali dalla “culla” allo
smaltimento o recupero.
•
Radici Plastics ha implementato attività volte all’ottenimento di
Dichiarazioni Ambientali dei prodotti principali Radilon® certificate
da un ente indipendente (EPD, Environmental Product Declaration)
Sostenibilità
Presenza
Globale
Innovazione

6. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
•
Questa famiglia di poliammidi allarga le
possibilità nella sostituzione dei materiali
metallici
•
Sono materiali che offrono caratteristiche
superiori, rispetto ai prodotti con fibre corte, nel
caso di particolari sottoposti a carichi continui
nel tempo (creep) e a carichi ciclici (fatica)
•
Sono materiali che, grazie alle superiori
proprietà all’urto, possono essere usati per la
produzione di componenti di sicurezza (crash
management)

7. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
Vantaggi della soluzione con fibre lunghe
Migliori proprietà di resistenza all’urto
Resistenza a trazione superiore a temperature
elevate
Superiore resistenza al creep e alla fatica
Minore svergolamento a seguito di stampaggio a
iniezione
Miglior comportamento meccanico a
temperature elevate

8. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
PA66-GF
Radistrong© LGF
Charpy Notched Impact
Tensile Modulus (150 °C)
Impact Energy Absorption
Tensile Strength at Break
(23 °C)
Tensile Modulus (23 °C)
Tensile Strength at Break
(150 °C)
Heat resistance
Creep
Elongation at Break
Confronto proprietà Radistrong® PA66-fibre di vetro
lunghe e PA66-fibre di vetro corte

9. Radistrong® : schema processo produttivo
Processo di pultrusione
Fibre continue
su bobine
Estrusore
Traino
Granulatore
Termoplastico fuso
Testa di pultrusione
Granuli: lunghezze tipiche 12, 10 e 7 mm; diametro 3 mm
Radistrong® : la poliammide di base è formulata per
garantire una migliore “impregnazione” con le fibre
lunghe e, di conseguenza, offrire migliori proprietà
meccaniche

10. Radistrong® : confronto con PA fibre corte
Vista al microscopio di un provino stampato con
polimero caricato con fibre lunghe (a sinistra) e
corte (a destra)
Granuli di Radistrong® (a sinistra) a confronto con
granuli tipici di PA con fibre corte (a destra)
Radistrong®
PA con fibre corte
Lunghezza del granulo
10-12 mm
3 mm
Lunghezza fibra vetro nel
granulo
10-12 mm
2 mm
Lunghezza tipica FV nel
pezzo stampato
1 to 3 mm
0,2 to 0,35 mm
Se stampato correttamente un pezzo in Radistrong® presenta una
lunghezza delle fibre di vetro da 3 a 10 volte superiore rispetto a un
prodotto dello stesso tipo con fibre di vetro corte.

11. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
La figura sopra mostra un componente stampato (a
sinistra) e la struttura autoportante costituita da fibre
di vetro lunghe dopo aver provocato la fusione del
polimero (a destra)
Le fibre lunghe costituiscono la parte strutturale del
materiale composito.
Esse creano, nel pezzo stampato, un struttura
autoportante in grado di impartire al componente
sotto carico eccellenti proprietà meccaniche.

12. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
Stress-Strain Curve Comparison ISO 527
(DAM) at 150 °C
140
Radistrong® A LGF50W
Stress (Mpa)
120
100
80
60
PA66-GF50
40
20
0
0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 7,00%
Strain (%)
Radistrong® : + 25 % resistenza a rottura a
trazione a 150 °C a confronto con PA66-50%
fibre di vetro corte

13. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
Impact Resistance
50
10
Charpy Notched
Puncture Energy (J/mm)
8
35
+ 80 %
+ 100 %
7
30
6
25
5
20
4
15
3
10
2
5
1
0
0
Radistrong® A
LGF50W
PA66-GF50
Radistrong® S
LGF50W
PA6-GF50
Radistrong® : Urto biassiale e Urto Charpy CI:
+ 80% to 100% a confronto con PA FV corte
Puncture Energy (J/mm)
9
40
Charpy Notched (KJ/m2)
45

14. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
Creep Behavior (140 °C, 60 Mpa)
3,50
Deformation (%)
3,00
2,50
2,00
PA66-GF50
Radistrong® A LGF50W
1,50
1,00
0,50
0,00
1
10
100
1000
10000
Time (hours)
Comportamento al creep (140 °C, 60 MPa) del prodotto
Radistrong® A LGF50W : dopo 10000 ore la deformazione al
creep è pari a 1/3 del valore misurato con poliammide 50%
fibre di vetro corte !

15. Radistrong® : poliammidi a fibra lunga
Flexural Fatigue Resistance , 23 °C
Samples Conditioned, Freq 30 Hz
90
Life time increase at
60 Mpa
Stress (Mpa)
80
70
60
50
Radistrong® A LGF50W
PA66-GF50
40
30
20
10
0
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
N. Cycles
Comportamento alla fatica a flessione di Radistrong® a confronto
con PA66 caricata con fibre di vetro corte : a 60 Mpa il limite di
resistenza a fatica cresce da 1,00E+05 a 1,00E+07 cicli!

16. Radistrong® a confronto con i metalli
Caratteristica
Radistrong®
Metalli
+
-
+++
-
Espansione
Termica
=
=
Produttività
+++
-
Libertà
progettazione
+++
-
Rigidezza
-
+++
Creep
=
=
Fatica
+
=
Smorzamento
Vibrazioni/Rumore
++
-
Peso
Resistenza alla
corrosione

17. Radistrong® a confronto con i metalli
Flexural Fatigue Limit a 7 million cycles
80
Flexural Strength (Mpa)
70
60
50
40
30
20
10
0
Radistrong® A
LGF50W 339 Ner
Radistrong® A
LGF60W 339 Ner
Die-Cast Al Alloy
Die-Cast Zn Alloy
Die-Cast Mg Alloy
Comportamento alla fatica a flessione di Radistrong®
a confronto con i metalli : il limite di fatica è superiore
dal 20% (leghe Zn e Mg) al 40 % (leghe Al) a 23 °C

18. Radistrong® a confronto con i metalli
Tensile Strength at Break
300
250
Stress (Mpa)
200
150
100
50
0
Radistrong® A
LGF50W 339 Ner
Radistrong® A
LGF60W 339 Ner
Die-Cast Al Alloy
Die-Cast Zn Alloy
Die-Cast Mg Alloy
Radistrong® : la resitenza a rottura a trazione è simile
a quella dei metalli

19. Radistrong® a confronto con i metalli
Unnotched Charpy
200
Unnotched Charpy (KJ/m2)
180
Charpy SI 23°C
Charpy SI -30°C
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Radistrong® A
LGF50W 339 Ner
Radistrong® A
LGF60W 339 Ner
Die-Cast Al Alloy
Die-Cast Zn Alloy
Radistrong® : la resisitenza all’urto Charpy senza
intaglio è un pò inferiore ai metalli a 23 °C ma
superiore a -30°C

20. Radistrong® a confronto con i metalli
Density
7
6
g/cm3
5
4
3
2
1
0
Radistrong® A LGF50WRadistrong® A LGF60W
339 Ner
339 Ner
Die-Cast Al Alloy
Die-Cast Zn Alloy
Die-Cast Mg Alloy
Radistrong® : peso specifico inferiore ai metalli anche
nelle versioni a maggior contenuto di carica

21. PA-XTreme /poliammidi per alte temperature
Nuovi materiali adatti alle nuove esigenze
Richieste industria dell’auto:
•Motori più piccoli a parità di potenza
•Minore impatto ambientale
•Maggior durata
•Riduzione spazio sottocofano
Richiesta di poliammidi più performanti:
•Migliore conservazione delle proprietà meccaniche
a seguito di esposizione a temperature elevate
•Allungamento dei tempi di esposizione a
temperature elevate

22. PA-XTreme /poliammidi per alte temperature
Radilon® XTreme : un passo avanti
importante nella realizzazione di un
materiale a migliorata resistenza termica
Una nuova famiglia di prodotti su base
poliammidica adatti per esposizione a
temperatura elevata fino a 220-230 °C in
contatto continuo con aria

23. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Melting Temperature Comparison
Melt Temperature (°C)
(
350
300
280
250
200
150
100
50
0
PA66
PA6
Radilon®
XTreme
PPS
PPA
PPA-2
PA46
PA46-2
Radilon® XTreme (polimero) : stessa temperatura di
fusione del PPS e PA46; inferiore rispetto al PPA

24. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Water absorption at saturation
(pure polymer )
Water absorption (%)
14,00%
12,00%
10,00%
8,00%
7,00%
6,00%
4,00%
2,00%
0,00%
PA66
PA6
Radilon®
XTreme
PPS
PPA
PA46
Radilon® XTreme (polimero) : stesso assorbimento di
acqua della PPA, nettamente inferiore alla PA46

25. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Glass Transition Temperature
(
(°C)
TG Comparison
120
100
90
80
60
40
20
0
PA66
PA6
Radilon®
XTreme
PPS
PPA
PA46
Radilon® XTreme RV350HHR : stessa TG del PPS, più alta
di PA46, inferiore a PPA

26. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Density comparison
1,4
Density (Kg/m3)
1,35
1,3
1,25
1,2
1,15
1,15
1,1
1,05
1
PA66
PA6
Radilon®
XTreme
PPS
PPA
PA46
Radilon® XTreme (polimero) : densità leggermente più
bassa del PA46 e nettamente più bassa del PPS

27. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Heat Ageing in Air at 220 °C
Tensile Strength at Break retention (%)
120,0
Bench
100,0
Radilon XTreme RV350HHR
Bench2(GF40)
80,0
60,0
50%
Retention
40,0
20,0
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Time (h)
Radilon® XTreme RV350HHR : Resistenza a rottura a
trazione residua > 50% dopo 3000 h a 220 °C ! Superiore
al benchmark

28. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Heat Ageing in Air at 220 °C
Tensile Strength at Break (ISO 527 - Mpa)
250
Bench
200
Radilon XTreme RV350HHR
Bench2(GF40)
150
100
50
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Time (h)
Radilon® XTreme RV350HHR : resistenza a rottura a
trazione dopo 3000 h a 220 °C superiore al benchmark

29. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Heat Ageing in Air at 220 °C
Charpy Notched Impact retention (%)
120,0
Bench
100,0
Radilon XTreme RV350HHR
Bench2(GF40)
80,0
60,0
50%
Retention
40,0
20,0
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Time (h)
Radilon® XTreme RV350HHR : resistenza residua all’urto
Charpy con intaglio > 70% dopo 3000 h a 220 °C

30. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Heat Ageing in Air at 220 °C
Tensile Elongation at Break retention (%)
120,0
Bench
100,0
Radilon XTreme RV350HHR
PA46-GF40
80,0
60,0
50%
Retention
40,0
20,0
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Time (h)
Radilon® XTreme RV350HHR : il valore residuo dopo
invecchiamento termico a 220 °C per 3000 ore
(superiore al benchmark)

31. Radilon® XTreme-HHR : confronto delle proprietà
Heat Ageing in Air at 220 °C
Tensile Elongation at Break (ISO 527, %)
4
3,5
Bench
Radilon XTreme RV350HHR
3
PA46-GF40
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Time (h)
Radilon® XTreme RV350HHR : il valore della
deformazione a rottura a trazione dopo 3000 ore a 220
°C superiore al benchmark

32. Radilon® XTreme-HHR
Radilon® XTreme : applicazioni possibili nel
settore auto
• Pattini tendicatene
• Canaline portacavi (T ≥ 175 °C)
• Vaschette intercooler
• Ingranaggi pompa olio
• Condotti turbo
• Risuonatori

33. Radilon® XTreme-HHR
Radilon® Xtreme : applicazioni non auto
Settore EE :
Settore beni
consumo/industriale:
• Connettori
• Connettori circuito termosanitario
• Ripari marmitte per
tagliaerba
• Utensili da cucina
• Particolare lampade e
connettori
• Corpi valvole industriali
• Corpi contatori
• Supporto diodi
• Sedi memorie
computers
• Parti isolamento
elettrico motori
• isolatori USB
• Bobine

34. PA6.12 : soluzioni ad elevata resistenza chimica

35. PA6.12 : soluzioni ad elevata resistenza chimica

36. PA6.12 : applicazioni tipiche

37. PA6.12 : applicazioni tipiche

38. PA-6.12 : applicazioni tipiche
Strato esterno :
Radilon® DT PA6.12
Strato interno :
Radilon® DT pa6.12
Strato barriera : EVOH

39. PA-6.12 : resistenza allo stress-cracking

40. Grazie per l’attenzione
Erico SPINI - Marketing & Application Development Director (Radici Plastics)
29 NOVEMBRE 2013 - RIVALTA SCRIVIA (Al)