A 80 anni, continua la storia del nylon di DuPont

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Foto DuPont: DuPont ha portato il nylon dalle sfilate alle autostrade con il nylon Zytel®, utilizzato oggi per alleggerire i componenti nei veicoli, l’elettronica di consumo e altre applicazioni in molti settori industriali. Il primo collettore di aspirazione in nylon è fu lanciato nel 1992.

Se la chitarra, il piano e la voce danno forma alla musica, e le email, i messaggi e i blog danno forma al modo in cui comunichiamo, il nylon da forma alle idee.

Inventato nel 1935 dal ricercatore di DuPont Wallace Carothers, questo materiale all’avanguardia festeggia il suo ottantesimo anniversario. Il nylon viene utilizzato per molti prodotti di consumo – calze, spazzolini da denti, dispositivi portatili – rendendoli convenienti, attraenti e accessibili a tutti in tutto il mondo. È un materiale leggero utilizzato frequentemente al posto del metallo per diminuire peso e costi, offre libertà progettuale e consente l’integrazione dei componenti.

Il nylon ha rivoluzionato l’industria dell’abbigliamento,” ha dichiarato Debra Hughes, curatrice di collezioni e mostre presso Hagley Museum and Library. “Oltre al tessile, il nylon ha offerto la possibilità di realizzare nuove idee progettuali. È un materiale che ha cambiato il mondo.”

La versatilità e la resistenza del nylon, sostenuto dalla scienza per l’ampliamento delle prestazioni e da un network globale di sviluppo per il supporto ai clienti, sono stati la formula vincente che ha consentito al materiale di raggiungere lo status di prodotto di DuPont di maggior successo.

“Se le sue prestazioni hanno decretato il successo del polimero, la libertà progettuale ha contribuito alla sua crescita e la sua adattabilità lo mantiene attuale,” ha dichiarato Patrick E. Linder, presidente di DuPont Performance Polymers. “Finché i progettisti avranno idee creative grazie a questo materiale, li aiuteremo a realizzarle.”

La versatilità del nylon si rivela nella sua forma plastica
Negli anni ’40, DuPont fu pioniera nella scienza che ha trasformato la fibra nylon in un tecnopolimero. La sua crescita esponenziale in quel decennio fu in parte dovuta al governo statunitense, il quale richiese, dove fosse possibile, di sostituire il metallo con le materie plastiche, a sostegno dello sforzo bellico. Durante tale decennio, bottiglie, tazze e perfino i componenti automobilistici furono prodotti con un minor peso e diventarono più convenienti.

Negli anni ’50, DuPont registrò il marchio del suo prodotto emergente più importante, il nylon DuPont™ Zytel®, e un decennio dopo scoprì che combinare la materia plastica con vetro e altri filler poteva ampliarne le funzionalità. Il nylon era un materiale unico nella sua categoria e sfondò nell’industria automobilistica nelle applicazioni sotto cofano, dove i requisiti di resistenza a lungo termine a calore e prodotti chimici precludevano l’utilizzo di molte materie plastiche.

Nel 1992, General Motors adottò il nylon Zytel® per uno dei suoi più conosciuti e affidabili motori, il 3800. Tale scelta segnò il primo utilizzo commerciale di ampi volumi di nylon negli Stati Uniti destinato a un collettore di aspirazione e, durante il decennio successivo, aprì la strada a un passaggio globale di larga scala dal metallo alle materie plastiche per collettori e altri componenti automobilistici. Quando il venerabile motore GM3800 fu ritirato dal mercato nel 2008, la riduzione del 65 per cento della massa in confronto al precedente componente in alluminio aveva eliminato il bisogno di oltre 2,6 milioni di barili di benzina, come conseguenza della riduzione del consumo di carburante di questo motore.

Gli ingegneri progettisti riscontrarono che non solo Zytel® consentiva di diminuire il peso posto a confronto con il metallo, ma forniva anche la libertà nella creazione e la realizzazione di forme complesse, consentiva l’integrazione di molti componenti per aumentare le prestazioni e permetteva di ridurre il costo totale del sistema per i partner industriali di DuPont.

Oggi, il nylon DuPont™ Zytel® viene utilizzato in tutto il mondo per una varietà di componenti automobilistici quali condotti aria, coperchi motore, scambiatori termici, componenti della trasmissione e vaschette radiatore. Nei sistemi elettrici ed elettronici, il nylon Zytel® viene ampiamente utilizzato per scatolame, prese, terminali di connessione, interruttori, commutatori e relè.

Ampliando la famiglia
DuPont intuì inoltre che avrebbe potuto modificare la piattaforma del polimero per offrire agli ingegneri progettisti nuovi materiali che li aiutassero a sostituire i metalli e altri materiali pesanti, fragili o non sostenibili. Nel 1973, al culmine della crisi petrolifera, DuPont introdusse Zytel® Super Tough.

“Le prestazioni confermarono le aspettative di questo marchio,” ha dichiarato Richard Mayo, global business director dei business del nylon in DuPont Performance Polymers. “E l’industria automobilistica sostituì il metallo nei serbatoi, nei dispositivi di fissaggio e nei componenti del motore oltre che in varie parti del veicolo in modo da ridurne il peso e migliorare la resa chilometrica del carburante.” Dopo poco tempo, gli ingegneri progettisti iniziarono a utilizzare Zytel® ST per gli elettrodomestici, per l’isolamento di cavi, per attrezzature sportive e mobili.

Qualche anno dopo, DuPont sviluppò un innovativo processo chimico per il polimero di nylon e lanciò Zytel® HTN. Questa nuova poliammide ad alte prestazioni colmò lo spazio vuoto esistente tra le convenzionali resine e i polimeri speciali molto costosi.  Zytel® HTN consentì anche una maggiore precisione nella progettazione per utilizzi che includevano componenti elettrici ed elettronici sensibili. Esso poteva essere utilizzato per stampare componenti più sottili mantenendone dimensioni e forma nonostante l’esposizione a calore e umidità.

“I progettisti furono entusiasti della possibilità di realizzare parti più sottili senza dover sacrificare le prestazioni,” ha aggiunto Mayo. “Per esempio, l’industria dell’elettronica di consumo capì che l’equilibrio di resistenza, rigidità e stabilità gli avrebbe consentito di realizzare schermi di telefoni e tablet più grandi senza impatto su peso e tattilità e quindi adottò il nylon.  L’industria delle automobili accolse la resistenza del materiale a calore e umidità e lo scelse per i sistemi di raffredamento e termici.”

Successivamente, nel 2010, proprio quando a livello mondiale venivano adottate misure più severe in materia di consumo di carburante ed emissioni, DuPont introdusse una nuova piattaforma del polimero, il nylon Zytel® PLUS, in grado di mantenere livelli eccellenti di prestazioni molto più a lungo dei nylon tradizionali, nonostante l’esposizione a olio e aria caldi, cloruro di calcio e altri prodotti chimici aggressivi utilizzati nel settore automobilistico. Questo tipo di prodotto era necessario in quanto l’industria automobilistica stava cercando di migliorare l’efficienza dei veicoli, e ciò faceva salire temperature e pressioni.

Più recentemente, DuPont ha sviluppato un portfolio di polimeri rinnovabili che provengono da colture non destinate all’alimentazione. La crescente famiglia di polimeri Zytel® RS 610 e 1010 fornisce un’alternativa sostenibile per dispositivi portatili e componenti automobilistici sotto cofano quali serbatoi del radiatore, tubi d’aria e di alimentazione.

L’espansione di un mercato
La rapida commercializzazione del nylon ha aperto la strada alla sua espansione. Nel 1939, DuPont costruì uno stabilimento di produzione di nylon su ampia scala a Seaford (Delaware, USA), al quale si aggiunse, appena due anni dopo, un altro impianto a Martinsville (Virginia, USA). Oggi, DuPont è il più grande produttore di nylon con una rete mondiale specializzata nel mercato dei tecnopolimeri. I recenti ampliamenti includono quello del 20 per cento della produzione di DuPont™ Zytel® PA 66 e PA 6 in giugno, nello stabilimento di Uentrop ad Hamm in Germania. Precedentemente, in marzo, DuPont aveva annunciato un aumento del 10 per cento della produzione di DuPont™ Zytel® HTN PPA nel suo stabilimento di Richmond (Virginia, USA). Entrambi sono serviti a sostenere la domanda crescente del mercato a livello globale nei mercati dell’automobile e dell’elettronica di consumo.

Con una grande attenzione alla qualità e stabilità del prodotto, DuPont produce una gamma completa di resine PA66, PA6, PPA e Poliammidi a Catena Lunga in Europa, Americhe e Asia. DuPont possiede e gestisce su scala mondiale, le attività di polimerizzazione continua per il nylon in tutte e tre le regioni del mondo e gestisce impianti di compounding in 13 Paesi per garantire l’approvvigionamento locale, ovunque i clienti si trovino.

“Quando guardiamo al portfolio al suo inizio e quanto siamo cresciuti, si vede che la nostra scienza ha colto i segnali del mercato ma anche che abbiamo supportato lo sviluppo di settori industriali e mercati tramite la fornitura di materiali in grado di materializzare le idee degli ingegneri progettisti.” ha concluso Lindner.

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