Tecnologie dei Polimeri

Tecnologie dei polimeri

Introduzione

Differenza principale tra termoplastici e termoindurenti.

Termoplastici: nel formarli, portano a fusione (liquid shaping stage) e si induriscono raffreddando il fuso. Il processo liquido-solido è reversibile grazie a un fisso intervallo di rammollimento, pertanto è possibile riutilizzare eventuali scarti. Il processo di lavorazione per fusione solitamente orienta le catene polimeriche.

Termoindurenti: sono a viscosità maggiore, vengono induriti attraverso una reazione chimica che permette la formazione di cross-links, pertanto il processo liquido-solido è irreversibile (il riscaldamento eccessivo porta a degradazione). Gli scarti non possono essere riutilizzati direttamente. Resistono ad alte temperature, in genere, e possono essere macinati con un orientamento delle catene minore.

Viscosità di taglio

FVx H VyH

Una superficie è in movimento; il liquido in quiete si muove seguendo le velocità delle pareti mobili, ma le particelle a contatto con le pareti ferme rimarranno ferme.

… e il profilo di velocità è lineare… in questo caso è il fluido a essere in movimento… mentre le pareti sono ferme. Il profilo di velocità sarà parabolico, quindi:

Introduciamo lo sforzo di taglio:

τ = ... μ^du_x

Shear rate (velocità di deformazione) = ... du_x

τ = ... μdux

Il comportamento del fluido non influisce sulla distribuzione di velocità, dalla quale dipende sia dalla geometria delle superfici sia dal movimento; la viscosità influisce sullo sforzo di taglio.

Vux τ Vx τ

μ è la viscosità (importante per i newtoniani e <sub non neautrinoni per i fluidi newtoniani costante. Se il newtoniano viscosità su esistenza di fase dei polimeri principale tra termoplastici e termoindurenti a fusione ne formano si induriscono raffreddando fuso. Processo liquido solido reversibile grazie a un fisso intervallo ramollimento, pertanto possibile riutilizzare eventuali scarti. Lavorazione solitamente orienta le catene polimeriche. Sono maggiore vengono induriti attraverso una reazione chimica che permette formazione cross-links irreversibile riscaldamento eccessivo porta degradazione gli scarti possono essere riutilizzati direttamente. Resistono alte temperature in genere meccanici con poco orientamento delle catene.

Taglio superficie movimento: quiete muove seguendo la velocità della parete mobile ma particelle a contatto con pareti ferme rimarranno ferme. Profilo o emsmeara, questo caso fluido movimento mentre sarà parabolico quindi: lo sforzo supdusubx rate deformazione>

τ = -μ ^du_x/_dy

Il comportamento del fluido non influenza la distribuzione di velocità, da quale dipende sia da geometria della superficie e sono movimento, la viscosità influenza sullo sforzo di taglio.

η è la viscosità tangente μ per i materiali ad η non newtoniani; per i fluidi newtoniani è costante. Se il fluido non è newtoniano η = η(^du_x/_dy) e la viscosità esprime l'esistenza di fase di interazione e di urti relativi tra le molecole che consentono di dissipare energia.

Forze di interazione deboli permettono movimento tra le molecole e dunque viscosità; al contrario forze forti daranno deformazione elastica e dunque rigidità.

Definiamo per i fluidi non newtoniani:

Unità di misura della viscosità

• Poise (dine·s/cm²)
• Pa·s (10 poise = 1 Pa·s)
• 1 cPoise = 1 mPa·s)

Tipi di fluidi

Newtoniano

Es. acqua, gas, sostanze a basso PM.

μ(T,P) = μ₀(T₀,P₀)exp[_Δε/_R (1/T - 1/T₀)] exp β (P-P₀)

(β = comprimibilità isoterma)

Pseudoplastico

All'aumentare dello shear rate lo sforzo cresce inizialmente in modo lineare ma poi devia, poiché le catene saranno più orientate ed è più facile lo scorrimento. Infatti anche la viscosità diminuisce.

Es. fluidi polimerici.

Dilatante

Mescolando velocemente questo fluido si irrigidisce. Normalmente si tratta di colloidi: mescolando si ha flocculazione.

Es. amido di mais.