Nella catena di lavorazione dei tecnopolimeri e delle plastiche speciali, i granuli di plastica rappresentano una forma intermedia cruciale che collega le materie prime in resina e i prodotti finali. Sono prodotti miscelando, fondendo ed estrudendo matrici di resina, riempitivi funzionali e vari additivi, facilitando il trasporto e la misurazione e sono adatti per la lavorazione diretta in macchine per stampaggio a iniezione ed estrusione. I cosiddetti-"produttori forti di granuli di plastica a Shanghai" si riferiscono in genere a produttori di plastica modificata che non solo possiedono capacità di granulazione convenzionali ma progettano anche formulazioni e ottimizzano le prestazioni in base ai requisiti dell'applicazione. Il valore fondamentale di questi produttori risiede nella trasformazione stabile delle formulazioni dei materiali da laboratorio in prodotti granulari prodotti in serie-, fornendo ai clienti a valle proprietà fisiche riproducibili.
Dal punto di vista del sistema dei materiali, i granuli di plastica modificati coprono un’ampia gamma. Le modifiche comuni alla plastica tecnica includono nylon, policarbonato, poliossimetilene e poliestere; le modifiche speciali alla plastica coinvolgono materiali resistenti alle alte-temperature o altamente chimici-come polietereterchetone, polisulfone e polimeri a cristalli liquidi. Inoltre, sono state apportate modifiche alle leghe plastiche, agli elastomeri termoplastici e ai fluoroplastici, tra gli altri. Diversi substrati determinano i limiti prestazionali di base dei granuli di plastica, mentre la tecnologia di modifica è responsabile dell’espansione di questi limiti. Ad esempio, l’aggiunta di ritardanti di fiamma può migliorare la resistenza al fuoco, l’introduzione di riempitivi conduttivi può ottenere schermatura elettromagnetica, il rinforzo con fibra di vetro o fibra di carbonio può migliorare la rigidità e la resistenza e l’aggiunta di lubrificanti o nanoriempitivi può migliorare le proprietà tribologiche.
Tra le varie tecnologie di modifica, la reticolazione-e la composizione di nanomateriali e resine è diventata una direzione importante negli ultimi anni. La tradizionale modifica resistente all'usura-spesso si basa sull'aggiunta di lubrificanti come politetrafluoroetilene, grafite, bisolfuro di molibdeno o olio di silicone. Questi additivi riducono l'usura formando una pellicola di trasferimento sull'interfaccia di attrito, ma sono soggetti a guasti in caso di carichi elevati e temperature elevate. La nano-modifica adotta un approccio diverso. Utilizza nanoparticelle appositamente trattate per subire una reazione di reticolazione-con macromolecole di resina in uno stato fuso ad alta-temperatura, formando un legame chimico o fisico più forte tra le particelle inorganiche e la fase organica. In questo modo, le nanoparticelle non sono più semplicemente una fase dispersa, ma sono integrate con la matrice resinosa, modificando così il comportamento di attrito della superficie del materiale su scala molecolare e migliorando sistematicamente la resistenza all’usura. Questa tecnologia è particolarmente preziosa per parti mobili come ingranaggi, cuscinetti e cursori.
Il rinforzo in fibra di carbonio è un altro metodo di modifica ad alte-prestazioni rappresentativo. Le fibre di carbonio corte e lunghe possono essere miscelate in resine termoplastiche in proporzioni diverse, mentre la dispersione al taglio e il rivestimento impregnante vengono ottenuti tramite un estrusore bivite. Rispetto alla plastica non rinforzata, la plastica rinforzata con fibra di carbonio mostra miglioramenti nella resistenza alla trazione, nel modulo di flessione e nella resistenza al creep, mentre l’aumento della densità è limitato, facilitando così l’alleggerimento. Questi materiali possono sostituire alcuni metalli non{5}}ferrosi o componenti in lega di alluminio e sono sempre più ampiamente utilizzati nelle parti strutturali dei droni, nei componenti dei robot industriali, nelle parti leggere di automobili e negli articoli sportivi. È importante notare che le prestazioni della plastica rinforzata con fibra di carbonio dipendono non solo dal contenuto di fibra di carbonio ma anche dalla distribuzione della lunghezza delle fibre, dalla qualità del legame interfacciale e dal processo di stampaggio.