1) Analisi termogravimetrica (TGA)

Stabilità termica e analisi della composizione.

• Misura le variazioni di peso dei polimeri in funzione della temperatura o del tempo.
• Utilizzata per valutare la stabilità termica, il comportamento di decomposizione e il contenuto di cariche (filler) o umidità.
• Essenziale per valutare la resistenza alla degradazione e la stabilità della formulazione.

Applicazioni: sviluppo di formulazioni, controllo qualità, performance degli additivi.
Case study: Quantificazione della componente organica polimerica e di cariche inorganiche in compound polimerici multifase.

2) Calorimetria a Scansione Differenziale (DSC)

Transizioni termiche e comportamento di fase.

• Determina il flusso di calore associato alle transizioni nei polimeri.
• Utilizzata per misurare la transizione vetrosa (Tg), la fusione (Tm), la cristallizzazione e le reazioni di reticolazione (curing).
• Fondamentale per comprendere le finestre di processo.

Applicazioni: sviluppo di formulazioni, controllo qualità, determinazione delle temperature caratteristiche (Tg, Tm, Tc).
Case study: identificazione di miscele polimeriche ignote attraverso le temperature caratteristiche di fusione e transizione vetrosa, permettendo la differenziazione tra frazioni di PE, PP e PET in materiali riciclati.

3) Test di infiammabilità UL94: HB (combustione orizzontale), V (combustione verticale), HBF (campione espanso orizzontale)

• Valuta il comportamento alla combustione e l’autoestinguenza dei polimeri.
• Utilizzato per valutare le prestazioni al fuoco.
• Essenziale per materiali in applicazioni elettriche e automotive.

Applicazioni: certificazione di resistenza al fuoco e approvazione dei materiali.
Case study: valutazione dell’efficienza dei ritardanti di fiamma in compound poliolefinici opportunamente formulati con diversi sistemi additivi sinergici.

Identificazione della struttura molecolare, dei gruppi funzionali e delle interazioni polimero-additivo.

1) Estrazioni selettive con solventi

• Separa frazioni polimeriche o additivi utilizzando solventi specifici.
• Utilizzata per investigare il grado di reticolazione, il contenuto di solubili e la composizione chimica in matrici polimeriche complesse o ignote.
• Chiave per identificare le singole specie polimeriche e verificare la purezza della formulazione.

Applicazioni: analisi composizionale e determinazione specie solubili e insolubili.
Case study: identificazione di frazioni polimeriche e cariche insolubili in miscele multicomponente o riciclate attraverso dissoluzione selettiva e analisi del residuo.

2) GEL CONTENT (ASTM D2765)

• Determina la frazione insolubile di un polimero mediante estrazione con solvente.
• Utilizzato per valutare il grado di reticolazione in polimeri crosslinkati (es. XLPE, elastomeri).
• Fondamentale per verificare l’efficacia del processo di reticolazione e la stabilità della struttura tridimensionale.

Applicazioni: controllo del grado di crosslinking e conformità di materiali reticolati.
Case study: confronto del contenuto di gel in cavi XLPE per correlare il grado di reticolazione alle prestazioni meccaniche e alla resistenza termica.

3) ICP-OES

• Determina la composizione elementare mediante analisi spettroscopica del plasma.
• Utilizzata per quantificare metalli, cariche inorganiche, residui catalitici o contaminanti.
• Chiave per l’analisi composizionale e il controllo della purezza nei materiali polimerici.

Applicazioni: quantificazione di elementi metallici e verifica del contenuto di cariche o additivi.
Case study: determinazione del contenuto di calcio e magnesio in compound poliolefinici caricati con carbonato di calcio per validare la formulazione dichiarata.

4) Spettroscopia IR (Infrarosso)

• Analizza l’assorbimento infrarosso per identificare i gruppi funzionali nei polimeri, sia nel bulk che in superficie (FTIR-ATR).
• Utilizzata per riconoscere i tipi di polimeri attraverso picchi di assorbimento caratteristici e per rilevare modifiche chimiche o degradazione.
• Chiave per confermare la struttura molecolare e valutare le variazioni composizionali.

Applicazioni: identificazione di polimeri e monitoraggio della degradazione.
Case study: verifica dell’identità dei polimeri in miscele (blends) e rilevazione di picchi carbonilici indotti dall’ossidazione in poliolefine invecchiate.

5) Spettroscopia RAMAN

• Rileva le vibrazioni molecolari per un “fingerprinting” chimico preciso.
• Utilizzata per identificare polimeri con debole attività IR o interferenze da cariche o pigmenti, e per analizzare strutture a base di carbonio puro come grafite o nero di carbonio.
• Chiave per la caratterizzazione di miscele polimeriche, sistemi caricati e compound conduttivi.

Applicazioni: identificazione di polimeri e analisi delle fasi carboniose.
Case study: identificazione di strutture carboniose e intermedi di reazione transitori invisibili all’analisi IR convenzionale.

6) Spettroscopia UV-Vis

• Misura l’assorbimento ottico di film polimerici o soluzioni.
• Utilizzata per analizzare i gruppi cromofori e le prestazioni degli stabilizzanti all’interno delle matrici polimeriche.
• Chiave per lo studio della degradazione foto-ossidativa, delle interazioni tra additivi e della stabilità del colore in applicazioni ottiche o per esterni.

Applicazioni: valutazione della foto-stabilità, efficienza degli additivi e invecchiamento ottico in film e miscele polimeriche.
Case study: determinazione quantitativa di additivi traccianti ottici e valutazione della trasparenza del polimero.

7) Colorimetro (CIELab, CIEXYZ, CIELabCh)

• Quantifica le coordinate colore.
• Utilizzato per monitorare la variazione cromatica, l’ingiallimento e l’ossidazione superficiale.
• Fondamentale per garantire l’uniformità del colore e la qualità visiva.

Applicazioni: controllo del colore e dell’aspetto superficiale.
Case study: controllo qualità della colorazione dei polimeri, permettendo l’identificazione precisa del codice colore e la rilevazione di lievi deviazioni cromatiche durante la produzione.

8) GLOSS (brillantezza superficiale)

• Quantifica la riflettività superficiale e l’aspetto.
• Utilizzato per monitorare l’uniformità superficiale e la qualità della finitura.
• Importante per la valutazione estetica e il controllo dei rivestimenti (coatings).

Applicazioni: analisi della finitura superficiale.
Case study: valutazione del Gloss in campioni di PC/ABS.

9) SEM – Microscopia Elettronica a Scansione

• Analizza la morfologia superficiale e la microstruttura dei materiali ad alta risoluzione.
• Utilizzata per valutare dispersione delle cariche, adesione matrice-rinforzo, difetti e superfici di frattura.
• Chiave per correlare le prestazioni meccaniche alla struttura microscopica del materiale.

Applicazioni: analisi morfologica di polimeri, compositi e superfici post-frattura.
Case study: osservazione della dispersione di cariche in compound poliolefinici

Analisi fondamentali per comprendere viscosità, stabilità del materiale e comportamento in estrusione.

1) Estrusore bi-vite corotante Pilot-scale (Prism)

• Simula il compounding industriale e l’estrusione reattiva.
• Utilizzato per ottimizzare la formulazione, la miscelazione e i parametri di processo.
• Ideale per lo scale-up e il test di nuove miscele polimeriche, da 5 a 100 kg.

Applicazioni: sviluppo di processo e ottimizzazione della formulazione.

2) Estrusore monovite Lab-scale (Brabender)

• Trasforma i polimeri in piccole quantità in condizioni controllate.
• Utilizzato per valutare il comportamento del flusso allo stato fuso e la stabilità di lavorazione.
• Utile per definire i profili di temperatura di estrusione e le prestazioni del materiale.
• Valutazione dell’estrusione anche in testa piana.

Applicazioni: prove di estrusione e studi di trasformazione.

3) Miscelatore discontinuo (Scala di Laboratorio – Brabender)

• Miscela polimeri, cariche e additivi sotto parametri definiti di taglio (shear) e temperatura.
• Utilizzato per testare compatibilità, dispersione e stabilità delle formulazioni.
• Chiave per il compounding preliminare e la valutazione degli additivi.

Applicazioni: pre-miscelazione e sviluppo di formulazioni, misura del Torque

4) Analisi Melt Flow Index (MFI)

Prova certificata tramite superamento del circuito europeo RVEP 250220 (Excellent Performance) che garantisce elevata affidabilità e riproducibilità dei dati.

• Misura il flusso del polimero sotto un carico e una temperatura prestabiliti.
• Utilizzato per valutare la viscosità, la lavorabilità e la costanza tra i lotti.
• Essenziale per il confronto rapido di gradi e miscele polimeriche.

Applicazioni: controllo qualità e valutazione del comportamento allo stato fuso.
Case study: misurazione per valutare le differenze di fluidità allo stato fuso tra campioni polimerici e rilevare la degradazione indotta dal processo attraverso variazioni nel comportamento del flusso.

I test MFI possono essere eseguiti secondo i seguenti standard: Metodo interno; ISO 1133-1:2022; ISO 1133-2:2022; ASTM D1238.

5) Preparazione provini standard con pressa a iniezione e a piatti piani

• Produce provini polimerici standardizzati sotto pressione e calore controllati.
• Utilizzata per preparare campioni per test meccanici e termici.
• Cruciale per la riproducibilità e la valutazione delle prestazioni del materiale.

Applicazioni: preparazione di provini e controllo qualità.
Possiamo produrre provini in conformità ai seguenti standard: Izod (ISO 180/ASTM D256); Hot Set Test (IEC 60811-507); Tear Test (ISO 34, metodi A e B); Tensile test (ISO 527); Flexural test (ISO 178).

6) Stampante 3D con estrusore di pellet

• Trasforma i pellet di polimero direttamente in parti stampate in 3D.
• Utilizzata per testare la stampabilità, l’adesione tra gli strati e la costanza del materiale.
• Chiave per la prototipazione rapida e la valutazione di materiali riciclati.

Applicazioni: certificazione di sicurezza e approvazione dei materiali.
Case study: valutazione della stampa di polimeri riciclati con diversi additivi.

SPINPET esegue valutazione delle proprietà meccaniche su materiali termoplastici, termoindurenti e compositi, sia secondo standard internazionali che su formulazioni sperimentali fuori norma.

1) Analisi a Trazione (ISO 527), Flessione (ISO 178) e Tear test (ISO 34, metodi A e B)

• Misura resistenza, rigidezza e allungamento dei polimeri e resistenza allo strappo.
• Utilizzata per valutare le prestazioni meccaniche e gli effetti della formulazione.
• Chiave per la validazione del prodotto e test comparativi.

Applicazioni: valutazione delle proprietà meccaniche.

2) Impatto Izod (ISO 180 / ASTM D256)

• Misura l’energia assorbita da un provino durante l’impatto.
• Utilizzata per classificare i materiali come fragili o duttili.
• Essenziale per valutare la tenacità e l’affidabilità sotto stress improvviso.

Applicazioni: test di resistenza all’impatto.

3) Hot Set Test (IEC 60811-507)

• Determina l’allungamento sotto carico a temperatura elevata.
• Utilizzato per materiali reticolati ed elastomeri termoplastici.
• Importante per prevedere il comportamento di deformazione ad alta temperatura.

Applicazioni: resistenza termica e stabilità dimensionale.

4) Test di trazione correlato a ESCR (metodo interno)

• Test rapido e ottimizzato basato su analisi stress–strain, utilizzato per confrontare e scremare i compound prima dell’esecuzione delle prove ESCR normate.
• Consente di correlare parametri meccanici al comportamento atteso in ESCR.
• Metodo di screening propedeutico alle prove ESCR standard, più lunghe e onerose.

Applicazioni: selezione preliminare di compound poliolefinici e ottimizzazione formulativa.
Case study: esclusione rapida di formulazioni con scarse prestazioni stress–strain, statisticamente correlate a bassi valori ESCR, concentrando le prove normate solo sui materiali con comportamento meccanico promettente.

5) HDT (ISO 75) e VICAT (ISO 306)

• Determinano il comportamento dei materiali polimerici quando sottoposti contemporaneamente a temperatura crescente e carico meccanico.
• Fondamentali per definire i limiti di utilizzo termico di materiali termoplastici e compound tecnici.

Applicazioni: Controllo qualità e verifica della resistenza alla deformazione sotto carico in temperatura.

6) Durezza Shore A/D (ISO 868)

• Misura la durezza superficiale e l’elasticità dei polimeri.
• Utilizzata per classificare gomme, elastomeri e plastiche morbide.
• Cruciale per garantire l’affidabilità meccanica e le proprietà tattili.

Applicazioni: valutazione di durezza ed elasticità.
Case study: confronto della durezza tra formulazioni di TPU contenenti diversi livelli di plastificante.

7) Determinazione della viscosità

• Determina la viscosità misurando la resistenza al flusso in condizioni controllate.
• Utile per valutare la costanza tra i lotti di produzione.

Applicazioni: Determinazione della viscosità.
Case study: Valutazione delle differenze di viscosità tra lotti di produzione o materiali della concorrenza.

8) Determinazione della densità

• Determina la densità del polimero mediante immersione in acqua o altri liquidi.
• Utilizzata per rilevare il contenuto di cariche e l’omogeneità del materiale.
• Chiave per verificare l’uniformità della formulazione e della qualità.

Applicazioni: controllo qualità e verifica del materiale.
Case study: tracciamento della variazione di densità in compound poliolefinici con diversi caricamenti di filler.

9) Environmental Stress-Crack Resistance (ESCR) – ASTM D2561

• Valuta la resistenza alla formazione e propagazione di cricche in contenitori in polietilene sottoposti a stress meccanico in presenza di agenti tensioattivi.
• Utilizzata per simulare condizioni reali di esercizio in cui il materiale è esposto contemporaneamente a carico e ambiente chimicamente aggressivo.
• Fondamentale per qualificare materiali destinati a flaconi, taniche e contenitori blow-molded.

Applicazioni: validazione di gradi HDPE per imballaggi chimici e detergenti.
Case study: confronto tra diversi gradi di HDPE per contenitori soffiati, evidenziando differenze significative nei tempi di rottura sotto stress in ambiente tensioattivo.

1) Reattore a Microonde MONOWAVE 400 R (potenza max 900W) – SCALA DI LABORATORIO

• Esegue reazioni di polimerizzazione o depolimerizzazione e modifica sotto riscaldamento a microonde.
• Utilizzato per ottenere un riscaldamento rapido e uniforme e un controllo preciso dei parametri di reazione.
• Chiave per lo studio di reazioni su scala di laboratorio.

Applicazioni: sintesi polimerica, estrazioni e modifica chimica.
Case study: utilizzato per la depolimerizzazione di materiali polimerici e il monitoraggio in tempo reale della cinetica di reazione.

2) Reattore a Microonde ETHOS X (potenza max 1800 W) – SCALA PILOTA

• Esegue reazioni di polimerizzazione e modifica sotto riscaldamento a microonde.
• Equipaggiato con vessel da 12 L.
• Utilizzato per consentire lo scale-up della sintesi e della modifica di polimeri, garantendo riscaldamento omogeneo, miscelazione efficiente e controllo affidabile dei parametri di reazione a volumi maggiori.
• Essenziale per il trasferimento di formulazioni e processi dal laboratorio alla scala pilota o pre-industriale.

Applicazioni: sintesi polimerica, estrazioni, modifica chimica e depolimerizzazioni.
Case study: utilizzato per lo scale-up della depolimerizzazione di polimeri, permettendo la validazione della cinetica di reazione e della riproducibilità del processo in condizioni industrialmente rilevanti.

TEST DI CONFORMITÀ E METODI ANALITICI COMBINATI

1) UNI 10667 per la caratterizzazione dei materiali polimerici riciclati.

SPINPET esegue le principali analisi richieste dalla norma, applicando protocolli certificati per poliolefine UNI 10667-2 e UNI 10667-3, come polietilene (PE) e polipropilene (PP), ma anche su altri substrati: UNI 10667-7 per PET, UNI 10667-10 PS, blend e materiali complessi tipo UNI 10667-14 e UNI 10667-16 per “POMIX”.

2) Test quantificazione rapporto cellulosa/polimero

Diverse tecniche di trasformazione, campionamento e analisi possono essere combinate per ottenere una quantificazione completa e affidabile di compositi a base di cellulosa/polimero. Questo approccio integrato permette di superare i limiti delle singole tecniche, garantendo una caratterizzazione chimico-fisica rigorosa del materiale.

1. Quartatura e macinazione: garantiscono un campione omogeneo e rappresentativo.
2. Estrusione: uniforma e omogeneizza il mix polimerico.
3. TGA: misura le perdite di peso al variare della temperatura per poter discriminare le differenti componenti a seconda della temperatura di degradazione.

3) Determinazione quantitativa e qualitativa di matrici complesse

Caratterizzazione del materiale attraverso un approccio analitico strutturato e multidisciplinare che combina più tecniche per la caratterizzazione di multimateriali, e volto a generare una scheda tecnica affidabile e orientata all’applicazione.

1. Estrazione Selettiva e DSC: separano i componenti e identificano i polimeri (PE, PP, PET) tramite transizioni termiche.
2. TGA: quantifica le frazioni misurando la perdita di massa al variare della temperatura.