Stampaggio a compressione di tappi in HDPE: effetto della riduzione del tempo ciclo su struttura dell’oggetto e sue proprietà meccaniche

La funzione principale degli imballaggi per alimenti e bevande è quella di proteggere il loro contenuto da sostanze contaminanti, evitando i possibili danni causati dall'esposizione all'ambiente esterno. Ad oggi i materiali polimerici sintetici sono di gran lunga i più utilizzati a questo scopo, se confrontati con materiali più tradizionali (carta/cartone, vetro, ceramica), specialmente per il loro basso costo e per le loro notevoli proprietà meccaniche, termiche e di resistenza ai solventi. Tra le principali commodities, il polietilene detiene il primato di polimero più impiegato in questo ambito, grazie alla versatilità di applicazioni che può rivestire nelle sue diverse tipologie (HDPE, LDPE, LLDPE ecc.), provvedendo da solo al 33% del fabbisogno globale. La crescente domanda di produttività del materiale (124 milioni di tonnellate entro la fine del 2027) nel campo del packaging ha guidato lo sviluppo di tecnologie di stampaggio veloci ed efficienti. Questo progetto di tesi esplora la produzione di tappi monopezzo in HDPE per acqua piatta, prodotti mediante stampaggio a compressione in continuo con un tempo di ciclo inferiore a 1,5 secondi. Il lavoro ha comportato la caratterizzazione dei tappi ottenuti tenendo conto dei principali parametri operativi del processo di produzione e della loro variazione (tipologia di HDPE adottato, temperatura di lavorazione, pressione di stampaggio, tempo ciclo). Particolare attenzione è stata dedicata allo studio del fenomeno della resistenza alla fessurazione sotto stress meccanico e chimico (ESCR), al fine di identificarne la correlazione con il grado di cristallinità del materiale, valutato attraverso tecniche spettroscopiche (Micro-FTIR) e analisi calorimetriche (DSC). L'idea alla base della scelta della spettroscopia FTIR è stata quella di verificare un metodo alternativo al DSC che fosse rapido e non distruttivo, al fine di capire se vi fossero somiglianze tra le due tecniche e con i risultati dei test ESCR.