Polietilene tereftalato (PET): proprietà tecniche, vantaggi e limiti

Il polietilene tereftalato, comunemente indicato con l’acronimo PET, è un materiale termoplastico appartenente alla famiglia dei poliesteri. Si distingue per la sua versatilità d’impiego, che spazia dal settore del packaging alimentare fino all’industria meccanica e tessile, grazie a una combinazione equilibrata di leggerezza, resistenza meccanica e stabilità dimensionale.

Il PET può presentarsi in forma amorfa, caratterizzata da buona trasparenza, oppure in forma semicristallina, più opaca ma con migliori proprietà meccaniche. La sua diffusione è legata non solo alle prestazioni tecniche, ma anche alla facilità di trasformazione e alla possibilità di riciclo, elementi che lo rendono oggi uno dei materiali plastici più utilizzati al mondo.

Sviluppato negli anni quaranta e commercializzato inizialmente come fibra sintetica, ha trovato dal decennio successivo un impiego sempre più ampio in numerosi comparti industriali. Oggi il PET rappresenta una soluzione consolidata e strategica per chi ricerca materiali affidabili, economicamente competitivi e con un impatto ambientale relativamente contenuto.

Caratteristiche tecniche del PET

Il polietilene tereftalato si contraddistingue per un insieme di proprietà che ne determinano la diffusione in ambiti molto diversi tra loro.

Dal punto di vista meccanico, il materiale presenta elevata resistenza alla trazione e alla flessione, buona rigidità e stabilità dimensionale. È inoltre caratterizzato da un basso coefficiente di attrito e da una ridotta tendenza al creep, qualità che lo rendono adatto alla realizzazione di componenti soggetti a sollecitazioni statiche e dinamiche.

Per quanto riguarda le prestazioni termiche, il PET mantiene buone proprietà fino a temperature prossime ai 100 °C, con un punto di fusione significativamente superiore a quello di molte altre materie plastiche. Tuttavia, oltre tali soglie la stabilità tende a ridursi, rendendolo meno adatto ad applicazioni ad alta temperatura prolungata.

Dal punto di vista chimico, il materiale mostra una discreta resistenza agli acidi e a numerosi agenti organici, mentre è più vulnerabile all’azione delle basi forti e di soluzioni alcoliche concentrate. Nonostante ciò, conserva buone prestazioni in presenza di umidità ed è generalmente compatibile con l’impiego in campo alimentare, come attestato dalle principali normative europee.

Un ulteriore aspetto rilevante è la variabilità della struttura molecolare: in forma amorfa il PET risulta trasparente e idoneo a impieghi estetici e di imballaggio, mentre nella versione semicristallina acquisisce maggiore resistenza meccanica e opacità, qualità apprezzate nell’ingegneria meccanica e nell’elettronica.

Caratteristiche tecniche del PET

Il polietilene tereftalato si contraddistingue per un insieme di proprietà che ne determinano la diffusione in ambiti molto diversi tra loro.

Dal punto di vista meccanico, il materiale presenta:

• resistenza a trazione compresa fra 50 e 80 MPa
• modulo elastico intorno a 2,5–2,7 GPa
• resistenza alla flessione fino a 110 MPa
• durezza Rockwell M 94–100

Questi valori si traducono in buona rigidità e stabilità dimensionale, unite a un basso coefficiente di attrito e a una ridotta tendenza al creep.

Per quanto riguarda le prestazioni termiche, il PET mostra:

• temperatura di transizione vetrosa (Tg) attorno a 70–80 °C
• temperatura di fusione (Tm) tra 250 e 260 °C
• temperatura massima di utilizzo continuo intorno ai 100 °C

Questi limiti lo rendono idoneo a numerose applicazioni industriali, pur con la necessità di evitarne l’impiego in condizioni di calore elevato e prolungato.

Dal punto di vista chimico, il materiale:

• è resistente a numerosi acidi organici e inorganici, a oli e grassi
• mostra vulnerabilità nei confronti di basi forti e di soluzioni alcoliche oltre il 50%
• mantiene buone prestazioni in ambienti umidi

La sua conformità alle normative europee, lo rende inoltre idoneo al contatto con alimenti e bevande.

Un ulteriore aspetto rilevante è la variabilità della struttura molecolare:

• in forma amorfa il PET è trasparente, facilmente termoformabile e indicato per applicazioni estetiche e di packaging
• in forma semicristallina diventa più resistente meccanicamente, opaco e meno permeabile ai gas, caratteristica utile in campo tecnico e ingegneristico

Tipologie e forme commerciali del PET

Il PET viene commercializzato in diverse configurazioni, che ne determinano l’idoneità ai vari settori applicativi. La distinzione principale riguarda la struttura molecolare, che può essere amorfa o semicristallina.

• PET amorfo (A-PET)
  È caratterizzato da elevata trasparenza e buona lavorabilità. Trova impiego soprattutto nel settore del packaging alimentare e cosmetico, nella produzione di lastre, film e contenitori termoformati. La trasparenza consente di valorizzare l’aspetto estetico del prodotto confezionato, mentre la rigidità garantisce una protezione adeguata.
• PET semicristallino (C-PET)
  Presenta opacità e una maggiore resistenza meccanica e chimica. È impiegato nella produzione di componenti tecnici, ingranaggi, supporti elettrici ed elementi meccanici sottoposti a sollecitazioni. Risulta meno adatto ad applicazioni trasparenti, ma offre prestazioni superiori in termini di stabilità e durabilità.

Oltre a questa classificazione, il materiale è disponibile in diverse forme commerciali:

• fibre: utilizzate nel settore tessile con il nome di poliestere, per abbigliamento, arredamento e tessuti tecnici
• film sottili: commercializzati con marchi come Mylar, trovano impiego in applicazioni elettroniche, imballaggi flessibili e supporti grafici
• lastre e blocchi: utilizzati nell’industria meccanica per fresatura, tornitura, taglio laser e altre lavorazioni di precisione
• granuli: destinati allo stampaggio a iniezione, all’estrusione e alla produzione di filamenti per la stampa 3D

Questa varietà di forme rende il PET un materiale estremamente versatile, capace di adattarsi a contesti molto differenti, dal consumo quotidiano fino agli impieghi tecnici e specialistici.

Vantaggi e svantaggi del PET

Il polietilene tereftalato è apprezzato in numerosi ambiti industriali per l’equilibrio tra prestazioni tecniche, costi e disponibilità commerciale. Tuttavia, come ogni materiale, presenta anche dei limiti che ne circoscrivono l’impiego.

Vantaggi

Il PET offre una serie di proprietà che ne giustificano la diffusione:

• elevata resistenza meccanica e rigidità, unite a un’ottima stabilità dimensionale
• buona barriera contro gas, umidità e sostanze organiche, particolarmente utile nel packaging alimentare e farmaceutico
• leggerezza, che consente la realizzazione di prodotti maneggevoli e a basso impatto logistico
• compatibilità alimentare certificata, in linea con le normative europee vigenti
• possibilità di riciclo, sia meccanico sia chimico, con un ciclo di riutilizzo relativamente consolidato
• lavorabilità con diverse tecniche di trasformazione: stampaggio, estrusione, termoformatura e taglio laser

Svantaggi

Accanto a tali qualità, il PET presenta anche delle criticità:

• limitata resistenza a temperature superiori ai 100 °C, che ne riduce l’impiego in applicazioni ad alta temperatura
• vulnerabilità nei confronti di basi forti e di alcoli concentrati, con conseguente rischio di degrado chimico
• minore brillantezza superficiale rispetto al polimetilmetacrilato (PMMA) e sensibilità ai graffi, fattori che possono ridurre l’appeal estetico
• necessità di un’adeguata essiccazione prima della lavorazione, per evitare difetti dovuti all’assorbimento di umidità
• resistenza all’urto inferiore rispetto a materiali affini come il PETG, che risulta più adatto quando è richiesta maggiore tenacità

Il PET rappresenta una scelta efficace in applicazioni dove è richiesta un’unione equilibrata di trasparenza, resistenza e costo contenuto, ma va sostituito con alternative più idonee quando le condizioni operative superano i suoi limiti intrinseci.

Ambiti d’impiego del PET

La combinazione di proprietà meccaniche, chimiche e ottiche rende il PET uno dei materiali plastici più diffusi a livello globale. Le sue applicazioni interessano settori molto diversi tra loro, dal consumo quotidiano all’ingegneria di precisione.

Nel settore del packaging il PET è impiegato per bottiglie, vaschette, flaconi e imballaggi termoformati destinati ad alimenti, bevande, prodotti cosmetici e farmaceutici. La trasparenza, unita all’elevata barriera ai gas e all’umidità, ne garantisce la capacità di preservare le caratteristiche organolettiche dei prodotti confezionati.

In ambito tessile il materiale è trasformato in fibre poliestere, utilizzate per abbigliamento, arredamento, tessuti tecnici e industriali. Le fibre in PET assicurano resistenza, facilità di manutenzione e buone prestazioni in termini di durata e stabilità dimensionale.

Il PET trova spazio anche nel settore elettronico ed elettrotecnico, dove sotto forma di film sottili (es. Mylar) viene utilizzato come isolante, supporto per circuiti stampati flessibili ed elementi di protezione.

Nell’industria meccanica viene impiegato nella produzione di lastre, blocchi e componenti tecnici ottenuti per fresatura, tornitura o taglio laser. In questo ambito, il materiale è apprezzato per la sua stabilità dimensionale, la precisione nelle lavorazioni e la ridotta usura sotto sollecitazioni ripetute.

Un’ulteriore area di utilizzo è rappresentata dalla stampa 3D, dove il PET, in forma di filamento, viene scelto per la realizzazione di prototipi e parti funzionali che richiedono un buon compromesso tra resistenza e facilità di stampa.

Infine, grazie alla sua riciclabilità, il PET trova un ruolo crescente nell’economia circolare: dagli scarti di produzione e dal post-consumo è possibile ottenere nuovi imballaggi, fibre tessili o materiali da costruzione alternativi, riducendo l’impatto ambientale complessivo.

Tecniche di lavorazione del PET

Il PET è un materiale che si presta a numerosi processi di trasformazione, sia tradizionali sia ad alto contenuto tecnologico. La scelta della tecnica dipende dalla forma commerciale del semilavorato e dalle prestazioni richieste al prodotto finito.

Lo stampaggio a iniezione rappresenta uno dei metodi più diffusi, impiegato nella produzione di contenitori, componenti tecnici e articoli destinati al settore consumer. Per garantire la qualità del manufatto è fondamentale un’adeguata essiccazione preventiva del materiale, volta a ridurre l’umidità assorbita.

L’estrusione consente di ottenere lastre, film, tubi e profili, successivamente lavorabili per termoformatura o altre trasformazioni. Nel caso dei film, il processo permette di ottenere spessori molto ridotti mantenendo al contempo buona resistenza meccanica e proprietà barriera.

La termoformatura è ampiamente utilizzata per imballaggi alimentari e contenitori monouso. Il riscaldamento controllato rende il materiale modellabile, consentendo di ottenere forme complesse con elevata precisione.

Il taglio laser trova applicazione nelle lavorazioni di lastre e blocchi di PET. La precisione del fascio luminoso garantisce bordi netti e finiture di qualità, riducendo al minimo la necessità di successive operazioni di rifinitura. Questo processo è particolarmente apprezzato nell’industria grafica, nell’arredamento e nella produzione di componenti personalizzati.

Operazioni meccaniche come fresatura, foratura e filettatura sono possibili grazie alla rigidità del materiale, che mantiene buona stabilità dimensionale anche dopo lavorazioni complesse.

Il PET può essere sottoposto anche a saldatura ad ultrasuoni o a processi di incollaggio con adesivi specifici per poliestere. Tali tecniche consentono l’assemblaggio di più componenti senza compromettere le caratteristiche estetiche e meccaniche del pezzo.

Confronto tra PET e materiali affini

Il PET viene spesso messo a confronto con altri materiali termoplastici utilizzati in settori simili, soprattutto quando occorre scegliere la soluzione più adeguata in funzione delle prestazioni richieste.

PET vs PMMA (plexiglass)
Il PMMA offre una trasparenza superiore e una brillantezza estetica maggiore, risultando ideale per applicazioni dove l’aspetto visivo è prioritario, come vetrine, insegne e arredi di design. Tuttavia, il PET risulta più resistente dal punto di vista meccanico, meno fragile e generalmente più economico, pur sacrificando in parte la qualità ottica.

PET vs PETG
Il PETG, ottenuto modificando la struttura del PET con l’aggiunta di glicole, è più tenace e più resistente agli urti, oltre a essere più facile da termoformare e stampare in 3D. Risulta quindi indicato per applicazioni che richiedono elevata resistenza e duttilità. Il PET, al contrario, garantisce maggiore rigidità e stabilità dimensionale.

PET vs PBT (polibutilene tereftalato)
Entrambi appartengono alla famiglia dei poliesteri. Il PBT presenta una maggiore resistenza agli agenti chimici e una migliore stabilità a temperature elevate, ma il PET offre migliori prestazioni in termini di rigidità e proprietà barriera.

PET vs HDPE (polietilene ad alta densità)
L’HDPE è opaco, più resistente agli urti e dotato di maggiore durabilità in ambienti aggressivi, ma non è trasparente e non possiede la stessa capacità barriera nei confronti di gas e anidride carbonica. Il PET è quindi preferibile per il packaging alimentare e per tutte le applicazioni in cui la trasparenza è fondamentale.

PET vs PEN (polietilene naftalato)
Il PEN rappresenta una variante più performante, con maggiore resistenza termica, stabilità dimensionale e migliori proprietà barriera. Tuttavia, i costi sensibilmente più elevati ne limitano l’uso a settori altamente specializzati, come l’elettronica avanzata e l’imballaggio tecnico.

Quando utilizzare e quando evitare il PET

La scelta del PET come materiale dipende dall’equilibrio tra i requisiti tecnici del progetto e i limiti intrinseci del polimero.

Quando utilizzare il PET

Il PET rappresenta una soluzione vantaggiosa quando:

• è richiesta una combinazione di trasparenza, leggerezza e resistenza meccanica, come nel packaging alimentare e farmaceutico;
• occorre garantire una buona barriera a gas e umidità, per preservare le caratteristiche dei prodotti confezionati;
• la produzione prevede lavorazioni meccaniche o taglio laser che necessitano di precisione e stabilità dimensionale;
• sono richieste certificazioni di idoneità al contatto alimentare, conformi alle normative europee;
• si vuole favorire il riciclo e il riutilizzo, nell’ottica di processi produttivi sostenibili.

Quando evitare il PET

Il materiale risulta invece meno adatto quando:

• il componente deve resistere a temperature elevate o a esposizioni prolungate al calore, condizioni in cui perde rapidamente le proprie proprietà meccaniche;
• è richiesta estrema brillantezza ottica e resistenza ai graffi, per le quali il PMMA costituisce un’alternativa più idonea;
• sono previste sollecitazioni d’urto elevate, in cui il PETG risulta più performante grazie alla sua maggiore tenacità;
• l’applicazione comporta contatto con basi forti o soluzioni alcoliche concentrate, che possono degradare il materiale;
• il progetto prevede ambienti particolarmente aggressivi o condizioni di esercizio specialistiche, per le quali materiali ingegneristici come PBT o PEN offrono prestazioni superiori.

Riciclo, sostenibilità e innovazioni del PET

Uno degli aspetti più rilevanti del PET, soprattutto nel contesto industriale attuale, è la sua riciclabilità. Questo materiale può essere recuperato sia attraverso processi meccanici, che prevedono la macinazione, la fusione e la successiva rigranulazione, sia mediante procedure chimiche, come la depolimerizzazione, che riportano il polimero ai suoi monomeri di base. Quest’ultima tecnica consente di ottenere un prodotto con caratteristiche comparabili al materiale vergine, favorendo un ciclo produttivo potenzialmente infinito.

Il PET riciclato (rPET) trova impiego in numerosi settori: dal packaging alimentare alla produzione di fibre tessili, fino all’edilizia sostenibile, dove viene utilizzato come componente in materiali compositi o come alternativa agli inerti nei conglomerati cementizi.

Dal punto di vista ambientale, il PET si distingue per un impatto energetico relativamente contenuto in fase di produzione e per la possibilità di ridurre le emissioni complessive grazie al riciclo. Studi comparativi hanno evidenziato che, a parità di utilizzo, il PET può avere un’impronta ambientale inferiore rispetto ad altri polimeri come il PMMA, soprattutto quando inserito in un ciclo di recupero efficiente.

Le innovazioni recenti riguardano in particolare lo sviluppo del cosiddetto bio-PET, ottenuto parzialmente da materie prime di origine vegetale (ad esempio derivati della canna da zucchero). Questa evoluzione mira a ridurre la dipendenza dalle fonti fossili senza compromettere le proprietà tecniche che hanno reso il PET un materiale di riferimento. Parallelamente, l’introduzione di tecnologie avanzate di riciclo chimico sta aprendo nuove prospettive per un’economia circolare realmente sostenibile.