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EuroWire – Marzo 2009
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articolo tecnico
Miglioramento del PVC:
una nuova gamma di
ecoprodotti
A cura di Claudia Attanasio e Laura Colloca, B&B Compounds, Italia
Riassunto
:
Il presente articolo riguarda una nuova
gamma di composti con nanofiller che
presentano un impatto ambientale inferiore
sia da un punto di vista della produzione, sia
durante l’intero ciclo di vita.
I composti sono ignifughi, sono caratterizzati
un’inferiore densità del fumo e ridotte
emissioni di cloruro d’idrogeno, proprietà
elettriche ottimali (quali elevati valori di
resistività volumetrica) ed elevata stabilità
termica con notevole riduzione della densità
e quindi di peso.
I prodotti non contengono sostanze nocive
come plastificanti fosforici , DEHP o metalli
pesanti.
1 Introduzione
A fronte di un gamma così ampia di utilizzi
finali, i cavi devono rispondere ad esigenze
molto specifiche.
Nel corso degli ultimi decenni è stata
sviluppata una gran varietà di polimeri
per soddisfare le esigenze delle diverse
applicazioni. In generale, questi polimeri
possono essere classificati in termoplastici,
elastomeri termoplastici, elastomeri, termo-
plastici reticolati ed elastomeri reticolati. La
scelta del polimero appropriato dipende dalle
proprietà fisiche e chimiche del composto
definite nelle norme relative ai cavi.
Grazie alle sue eccellenti proprietà elettriche e
meccaniche, il PVC è un materiale ideale per il
rivestimento, l’isolamento e la protezione dei
cavi. I cavi ricoperti di PVC sono caratterizzati
da una durata di decenni, di gran lunga
superiore a quella garantita da qualunque
altro tipo di materiale. La resistenza
meccanica e la robustezza del materiale sono
aspetti importanti per qualsiasi installazione,
sotterranea, all’interno di edifici o sotto i
pavimenti. Le caratteristiche elettriche del
PVC rendono il materiale ideale per cavi di
bassa e media tensione fino a 5kV.
La normale temperatura di esercizio arriva a
70°C, ma può essere aumentata sino a 105°C
utilizzando delle formulazioni speciali. Il PVC
resta stabile fino a –40°C ed è impermeabile
all’umidità.
I cavi utilizzati negli impianti industriali,
nelle centrali nucleari, negli edifici multi-
store, negli alberghi, nelle gallerie delle
metropolitane, nei tunnel stradali o nella
fabbricazione di autoveicoli, non solo devono
essere conformi alle norme elettriche e
meccaniche corrispondenti alle caratteristiche
del materiale, ma devono anche rispettare le
rigorose norme concernenti l’infiammabilità.
In caso d’incendio, i materiali utilizzati
devono inoltre dimostrare una riduzione
della densità, della tossicità e della corrosività
dei fumi di combustione.
Numerosi studi hanno dimostrato che
l’innesco e lo sviluppo di incendi casuali
sono
questioni
piuttosto
complesse.
Molteplici sono i fattori da considerare per
valutare il contributo di ciascun materiale
ad un incendio. I numerosi materiali plastici
utilizzati nell’industria edilizia presentano
reazioni diverse al fuoco.
L’elevato contenuto di cloro nel polimero
di PVC ne riduce l’infiammabilità e anche il
calore che contribuisce all’incendio rispetto
ad altre plastiche. Diluendo il polimero
di base con degli additivi, le prestazioni
antincendio variano.
Elevate concentrazioni di materiali organici
aumentano l’infiammabilità, mentre elevate
concentrazioni di materiali inorganici la
riducono. Le formulazioni del PVC, come
altri materiali naturali e sintetici, generano
fumo e gas tossici durante la combustione.
L’emissione di fumo e cloruro d’idrogeno
può essere ridotta considerevolmente con
l’utilizzo di speciali additivi. Tramite alcuni
studi indipendenti si è giunti alla conclusione
che i gas generati dalla combustione
del PVC durante un incendio non sono
significativamente più tossici di quelli
generati da altri materiali comunemente
utilizzati nell’edilizia.
In numerosi studi è stato riconosciuto che
la sostituzione dei materiali da costruzione
tradizionali con il PVC non comporta
cambiamenti significativi per quanto riguarda
i pericoli dovuti ad incendi imprevisti
negli edifici.
In
una
valutazione
dettagliata
delle
prestazioni ignifughe globali di un materiale
sono numerosi i fattori da prendere in
considerazione.
Innesco
: Il PVC è resistente all’innesco. La
temperatura necessaria ad incendiare il PVC
rigido è superiore ai 150°C, maggiore di
quella richiesta per incendiare il legno.
La resistenza all’innesco di formulazioni
comuni di PVC flessibile è inferiore, tuttavia
può essere notevolmente superiore nel caso
di formulazioni specifiche.
Infiammabilità
:
Una volta incendiato il
materiale, il pericolo associato è direttamente
legato all’infiammabilità. Una delle più
affidabili prove quantitative su scala ridotta
per valutare la resistenza al fuoco è l’indice
limite di ossigeno (L.O.I.: Limiting Oxygen
Index) che misura la concentrazione minima
di ossigeno in una miscela di ossigeno e
azoto che può mantenere la combustione di
un materiale in condizioni di equilibrio.
Un materiale che presenta un indice L.O.I.
maggiore di 21 (l’aria contiene il 21% di
ossigeno) non dovrebbe bruciare in aria a
temperatura ambiente, mentre un valore
superiore a 25-27 indica che il materiale
brucerà solo in condizioni di calore molto
elevato.
Il PVC rigido presenta un indice di ossigeno
pari a 45-50, rispetto a 21-22 del legno e
17-18 della maggior parte dei materiali
termoplastici. I valori dell’indice di ossigeno
superiori a 27 possono essere facilmente
raggiunti con il PVC flessibile.
Ciò significa che la maggior parte dei
materiali in PVC rigido e flessibile non brucerà
autonomamente senza l’applicazione di
calore da una sorgente esterna.