Scopriamo il PETG Leave a comment

Sarebbe impossibile camminare per quasi tutti i corridoi di un moderno negozio di alimentari senza imbatterti in qualcosa di plastica. Dai vasetti di burro di arachidi alle bottiglie di soda, insieme ai vassoi che tengono saldamente in posizione i biscotti per impedire la rottura o per far passare un pasto direttamente dal congelatore al microonde, il cibo è spesso a stretto contatto con una plastica appositamente studiata per il lavoro: polietilene tereftalato o PET.

Per i produttori di oggetti non alimentari, il PET e, soprattutto, il suo derivato, il PETG, hanno anche eccellenti proprietà che li rendono la scelta superiore per il filamento di stampa 3D per alcune applicazioni. Ecco uno sguardo alla chimica delle resine poliestere e come solo un leggero cambiamento può trasformare una fibra sintetica in un filamento di stampa 3D piuttosto utile.Non solo per i vestiti

Come molte materie plastiche con applicazioni pratiche, PETG è un copolimero. L’omopolimero su cui è costruito è il PET, o polietilentereftalato. Dalla famiglia di polimeri in poliestere, il PET è stato brevettato per la prima volta nel 1941 da una coppia di chimici britannici, John Whinfield e James Dickson. Come molti altri, stavano cercando fibre sintetiche come il nylon, che aveva fatto un grande salto quando introdotto da DuPont qualche anno prima.

Whinfield e Dickson hanno scoperto che una reazione di condensazione tra l’acido tereftalico acido organico, un composto originariamente isolato dalla trementina e il diolo glicole etilenico, che è il componente principale dell’antigelo automobilistico. Scoprirono che i monomeri si legavano insieme in lunghe catene, producendo una sostanza che poteva essere attirata in fibre sottili e trasformata in filo. Le leggi sulla segretezza in tempo di guerra mantennero la loro invenzione, soprannominata Terylene, nascosta fino al 1946.

Oggi, il PET è prodotto da altri processi. Il metodo DMT utilizza l’acido dimetil tereftalico, che è solo acido tereftalico con due gruppi metilici attaccati. Quando il glicole etilenico viene fatto reagire con DMT ad alte temperature e in condizioni di base, si verifica una reazione di transesterificazione, che collega le lunghe catene di DMT con un piccolo frammento del glicole etilenico. Questa reazione genera metanolo, che deve essere rimosso per continuare la reazione di polimerizzazione.

Il metodo DMT per la produzione di PET. Nella riga superiore, DMT a sinistra e glicole etilenico a destra vengono sottoposti a transesterificazione, producendo metanolo durante la crescita della catena PET. Fonte: Jü [CC BY-SA 4.0], da Wikimedia Commons

Versatile come il PET, non è privo di punti deboli. Sebbene sia molto adatto per la produzione di fibre sintetiche, non funziona bene in applicazioni in cui eccellono altri materiali termoplastici, come l’estrusione o lo stampaggio ad iniezione. È qui che entra in gioco PETG. La “G” sta per “glicole modificato”, che è una nomenclatura alquanto confusa. Molte fonti sembrano pensare che ciò significhi che il glicole viene aggiunto alla reazione di polimerizzazione, ma come abbiamo visto, il glicole etilenico fa già parte della reazione di polimerizzazione. La modifica del glicole si riferisce al fatto che parte del glicole etilenico nella catena in crescita viene sostituito con un altro monomero, risultando in un copolimero con proprietà diverse rispetto all’omopolimero.

Dimetanolo cicloesano (CHDM)

Nel caso del PETG, il comonomero è un altro diolo, dimetanolo cicloesano (CHDM). Questa molecola è molto più grande del glicole etilenico compatto, ma subisce la transesterificazione più o meno allo stesso modo della molecola più piccola. L’effetto dell’aggiunta di CHDM è che aumenta la distanza tra i residui di acido tereftalico, rendendo più difficile l’aggregazione delle catene polimeriche vicine. Ciò si traduce in una plastica trasparente con una temperatura di fusione inferiore rispetto al PET che può essere stampata ed estrusa.Il meglio di entrambi i mondi

Queste proprietà rendono il PETG e altri copolimeri del PET estremamente utili per i prodotti commerciali. Per i giocatori domestici, PETG è una scelta comune per i filamenti per la stampa 3D e fondamentalmente combina le migliori proprietà di ABS e PLA in un filamento con cui è facile lavorare. Ha una maggiore resistenza e una migliore flessibilità rispetto al PLA e il suo basso restringimento, l’ottima adesione dello strato e la tenace adesione del letto rendono meno probabile la deformazione o la delaminazione durante la stampa. Una caratteristica interessante rispetto sia al PLA che all’ABS è che PETG non ha un odore simile durante la stampa. Quindi, se sei stufo dei fumi che fanno puzzare il tuo negozio come un laboratorio di chimica organica, vale la pena provare PETG.

PETG vince anche sul PLA quando si tratta di fattori ambientali. Il PETG è resistente a molti solventi e resiste molto meglio all’esposizione al vento, alla pioggia e ai raggi UV rispetto al PLA, rendendolo un’ottima scelta per le applicazioni all’aperto. Il PETG non pigmentato è anche traslucido quando stampato, il che può dare un’estetica alle stampe che altri filamenti non possono. E il PETG è considerato una plastica resistente agli alimenti, ma ti consigliamo di prendere in considerazione altri fattori prima di usarlo a contatto con gli alimenti.

PETG non è perfetto, ovviamente. È più flessibile di ABS o PLA, il che può rappresentare un problema per alcune applicazioni. Ha anche la tendenza a frantumarsi improvvisamente quando stressato oltre i suoi limiti, invece di cedere gradualmente. E come ci si potrebbe aspettare da un polimero che discende dai tessuti, il PETG è soggetto a infilature durante la stampa. Questo è facilmente risolto con un’esplosione da una pistola termica, ma è ancora qualcosa da tenere a mente se stai cercando la forma oltre la funzione.

Se non hai provato PETG con una stampante 3D, dovresti farlo.