radiation resistant polymer plastic

Materiali plastici resistenti alle radiazioni 

A seconda del tipo di applicazione, i materiali plastici possono venire a contatto con diversi tipi di radiazione, che in alcuni casi possono avere degli effetti negativi marcati sul polimero. Lo spettro della gamma di radiazioni elettromagnetiche spazia dalle onde radio, con una lunghezza d’onda elevata, attraverso la normale luce diurna, con la sua radiazione UV a onde corte, fino alle lunghezze d’onda estremamente ridotte di raggi X e raggi gamma. Più è corta la lunghezza d’onda delle radiazioni, maggiore è l'energia in gioco e dunque diventa maggiore anche il rischio di recare danni al materiale plastico.

Radiazioni elettromagnetiche

 

Le radiazioni elettromagnetiche sono una forma di radiazione che include luce visibile, onde radio, raggi gamma e raggi X, in cui i campi magnetici ed elettrici variano simultaneamente. Il fattore di dissipazione dielettrica è una caratteristica importante da considerare nelle situazioni in cui i materiali plastici possono essere esposti alle onde elettromagnetiche. Questa grandezza descrive la porzione di energia che può essere assorbita dal materiale plastico, cioè l'assorbimento polimerico della radiazione. Bisogna fare particolarmente attenzione ai materiali plastici con un elevato fattore di dissipazione dielettrica, poiché sono generalmente meno idonei all'uso in applicazioni di isolamento da alta frequenza e microonde. I seguenti materiali plastici hanno dimostrato di avere una maggiore resistenza alle onde elettromagnetiche:  

 

Radiazioni ionizzanti

La radiazione ionizzante è composta da frequenze tipiche di raggi X o raggi gamma, che hanno energia sufficiente per causare la ionizzazione della sostanza che attraversano. La ionizzazione si verifica quando elettroni legati vengono rimossi dall'orbita di un atomo, facendo diventare l’atomo elettricamente carico. Una certa comprensione dell'effetto delle radiazioni sui polimeri è utile in ambito di diagnostica medica, tecniche radioterapiche, sterilizzazione di articoli e degli strumenti di analisi, così come in ambienti soggetti a radioattività o altre radiazioni. Le radiazioni ad alta energia presenti in queste applicazioni conducono spesso a una diminuzione delle proprietà di allungamento e all'aumento della fragilità del polimero.

La durata in esercizio di un materiale plastico dipende dal quantitativo complessivo di radiazioni assorbite. Materiali come PEEK e poliimmide mostrano una ottima resistenza alle radiazioni gamma e ai raggi X. Per contro, PTFE e POM sono molto sensibili e dunque non adatti per applicazioni che richiedono esposizione alle radiazioni.

L’illustrazione accanto fornisce una panoramica della resistenza alle radiazioni dei polimeri più comuni all'interno della gamma dei semilavorati Ensinger. Qui si può trovare una lista di materiali plastici e confrontare, per esempio, la resistenza alle radiazioni del PEEK rispetto a quella del PTFE. Le informazioni in merito alla resistenza dei materiali plastici devono essere considerate solo a scopo indicativo, poiché molti altri parametri applicativi giocano un ruolo determinante, come ad esempio: geometria, modalità di esposizione alla radiazione, sollecitazioni meccaniche, temperatura, tipo di sostanze con cui il materiale viene a contatto e altri. Si consiglia sempre di fare un test pratico per validare l’applicazione.

Radiotion resistanmce [kGy]

Radiazioni ultraviolette

L’effetto degli agenti atmosferici, ed in particolare delle radiazioni UV, nelle applicazioni in esterno, può avere un impatto negativo sulle proprietà ottiche e meccaniche dei materiali plastici. Colorare il materiale di nero è un buon modo per migliorare la resistenza agli agenti atmosferici, poiché il colorante tende ad assorbire la radiazione ultravioletta, proteggendo in questo modo il polimero. L'alternativa più efficace è invece utilizzare nel compound degli additivi specifici, che garantiscono una protezione  a lungo termine. Quasi tutti i materiali plastici non modificati sono vulnerabili all'esposizione ai raggi ultravioletti, ma alcuni polimeri particolari, ad esempio i fluorurati come PTFE e PVDF, sono intrinsecamente resistenti ai raggi UV anche nel loro stato naturale. Per maggiori informazioni fare clic qui...