Polibutilene

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Polibutilene
formula chimica
formula chimica
Abbreviazioni
PB-1
Nomi alternativi
polibutene-1, poli(1-butene)
Numero CAS 9003-28-5
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 0.95[1]
Temperatura di fusione (K) 408

Il polibutilene (o polibutilene-1, poli(1-butene), PB-1, in inglese polybutylene) è una poliolefina, un polimero saturato di formula (C4H8)n. Non si deve confondere con il polibutene, un oligomero a basso peso molecolare.

Il polibutilene si produce per polimerizzazione dell'1-butene, usando catalizzatori di Ziegler-Natta supportati (di terza o quarta generazione). Questo polimero presenta un alto peso molecolare, è lineare, isotattico e semicristallino. Combina le caratteristiche tipiche delle poliolefine classiche con alcune proprietà dei tecnopolimeri.

Il PB-1, quando utilizzato tal quale o in forma di resina rinforzata, può sostituire materiali come metalli, gomme e polimeri ingegneristici. Viene anche utilizzato sinergicamente come un plastificante per alterare le caratteristiche di poliolefine quali polipropilene e polietilene. Date le sue proprietà specifiche, è principalmente usato in tubi sottoposti a pressione, in packaging flessibili, adesivi.

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il PB-1 isotattico è sintetizzato commercialmente con due tipi di catalizzatori di Ziegler-Natta[2]. Il primo tipo di catalizzatore contiene due componenti: un pre-catalizzatore solido (la forma δ-cristallina del TiCl3) insieme ad una soluzione di alluminio organico come Al(C2H5)3. L'ingrediente attivo del catalizzatore è il TiCl4 intrappolato in un supporto microcristallino di MgCl2. Questo catalizzatore contiene anche dei modificatori appartenenti alla categoria degli esteri o degli eteri. I pre-catalizzatori sono attivati dalla combinazione dei composti di alluminio organico e i modificatori organici o organometallici. Due dei maggiori vantaggi tecnologici del catalizzatore immobilizzato sono l'alta produttività e l'alta percentuale di polimero cristallino isotattico che viene prodotto a 70–80 °C in condizioni standard di polimerizzazione[3][4][5].

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

Scaldato al di sopra di 190 °C, il PB-1 può essere facilmente sottoposto a stampaggio a iniezione, soffiaggio o compressione o estrusione. A causa della sua struttura cristallina e il peso molecolare elevato, ha una buona resistenza alla pressione idrostatica, mostrando raramente danni anche ad alte temperature.[6] È flessibile, resiste bene agli impatti e ha una buona resistenza elastica[2][7].

Il polibutilene isotattico cristallizza in tre forme diverse. La cristallizzazione parte dalla soluzione della forma III, con un punto di fusione di 106.5 °C. Dopo la fusione della forma III, tramite il raffreddamento si arriva alla forma II che fonde a 124 °C e ha una densità di 0,89 g/cm3. A temperatura ambiente, si converte spontaneamente nella forma I che ha un punto di fusione di 135 °C e ha densità pari a 0,95 cm3[1].

Il PB-1 generalmente è resistente ad agenti chimici come detergenti, olii, grassi, acidi, basi, alcoli, chetoni, idrocarburi alifatici e composti polari come l'acqua[2]. Mostra minore resistenza ad idrocarburi aromatici o contenenti cloro o ad acidi ossidanti rispetto ad altri polimeri come polisolfoni o poliammidi 6/6[6]. Altre caratteristiche importanti sono eccellente resistenza all'abrasione e fluidità alla fusione, e buona capacità di rimento. È compatibile con polipropilene, gomme di propil-etilene e elastomeri termoplastici.

Alcune proprietà[6]:

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Tubature[modifica | modifica wikitesto]

Il principale use del PB-1 in questo campoo è quello delle tubature flessibili a pressione per bevande fredde, calde e distribuzione d'acqua, teleriscaldamento e sistemi di riscaldamento e raffreddamento ad area. Lo standard ISO 15876 definisce i requisiti del materiale per le tubature. I parametri più importanti sono saldabilità, resistenza alle temperature, flessibilità e resistenza alla pressione isdrostatica.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b Mark Alger, Mark S. M. Alger, Polymer science dictionary, Springer, 1997, p. 398, ISBN 0-412-60870-7.
  2. ^ a b c Charles A. Harper, Handbook of plastics technologies: the complete guide to properties and performance, McGraw-Hill Professional, 2006, p. 17, ISBN 0-07-146068-3.
  3. ^ Hwo, Charles C.; Watkins, Larry K. Laminated film with improved tear strength, European Patent Application EP0459742, Data pubblicazione: 12/04/1991
  4. ^ Boo-Deuk Kim et al. (2008) (EN) United States Patent 7442489, United States Patent and Trademark Office.
  5. ^ Akihiko Shimizu, Keisuke Itakura, Takayuki Otsu e Minoru Imoto, Monomer-isomerization polymerization. VI. Isomerizations of butene-2 with TiCl3 or Al(C2H5)3–TiCl3 catalyst, in Journal of Polymer Science Part A-1: Polymer Chemistry, vol. 7, nº 11, 1969, p. 3119, DOI:10.1002/pol.1969.150071108.
  6. ^ a b c Freeman Andrew, Mechanical performance of polysulfone, polybutylene, and polyamide 6/6 in hot chlorinated water, in Solar Energy, 2005, pp. 624–637.
  7. ^ Polybutylene Archiviato il 30 novembre 2006[Date non combacianti] in Internet Archive.

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]