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1 Stato dell’arte
conseguente 100% di fase amorfa. All’aliquota amorfa del PEEK compete un
rammollimento che insorge già intorno ai 150°C (che è appunto la temperatura di
transizione vetrosa) e che difatti limita a 250°C la massima temperatura di esercizio in aria
(mentre la temperatura di fusione dei cristalli è addirittura intorno ai 340°C). La
significativa distanza in temperatura tra rammollimento e fusione fa si che i cristalli di
PEEK (più duri e rigidi della parte amorfa) siano molto stabili anche nel campo di
temperatura del rammollimento. Ne risulta che tale polimero conserva ottime proprietà
meccaniche in temperatura, anche in prossimità del limite di esercizio, qualora si riesca a
stamparlo ottenendo un livello di cristallinità prossimo al suo massimo. Nella pratica dello
stampaggio ad iniezione, proprio per avvicinarsi a tale massimo, si aggiunge spesso, in
coda alla fase di stampaggio vera e propria, una successiva fase di ricottura in forno ad
una temperatura compresa tra quella di transizione vetrosa e quella di fusione. La
ricottura viene eseguita in tal modo in primo luogo per trasformare la maggior quantità
possibile di parte amorfa in parte cristallina, senza pregiudicare la forma del componente,
ed in secondo luogo per eliminare eventuali difetti nei cristalli formati durante il
raffreddamento in stampo.
Oltre alle alte prestazioni meccaniche (in termini soprattutto di proprietà di rottura) e
all’ottimo mantenimento di queste prestazioni in temperatura, altre importanti proprietà
del PEEK sono l’eccellente resistenza chimica e la buona resistenza a fatica, le ottime
proprietà elettriche, le alte temperature di distorsione, la buona resistenza all’abrasione,
la buona stabilità chimica e dimensionale e le ridotte emissioni di gas tossici e fumo. Tutte
queste caratteristiche sono però in genere esaltate dall’impiego di apposite cariche di
rinforzo (soprattutto microfibre di vetro e carbonio fino al 40% in peso). In alcuni casi, per
migliorare l’aspetto tribologico degli stampati (vale a dire per ridurre l’attrito superficiale
per quei componenti che devono fare parte di accoppiamenti con strisciamento), è
possibile inserire nella matrice di PEEK fino al 15% in peso di PTFE (politetrafluoroetilene,
un polimero fluorurato a bassissimo coefficiente di attrito). La scelta del rinforzo
permette dunque di migliorare uno o più aspetti prestazionali di interesse per una data
applicazione ma introduce problematiche ancor maggiori nel processo di tali materiali.
Maggiori viscosità del fuso, orientamento delle cariche, ridotta cristallinità della matrice
possono determinare difetti all’interno degli stampati di entità tali da essere difficilmente
attenuati anche da una ricottura post-stampaggio.
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