Paniere completo di Materiali plastici e innovativi - Risposte multiple e aperte

Set domande: materiali plastici e innovativi

Ingegneria industriale (D.M. 270/04)

Docente: Di Pompeo Valerio

Set Domande: MATERIALI PLASTICI E INNOVATIVI INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04) Docente: Di Pompeo Valerio

Lezione 001

01. Qual'è il contributo delle sferette in vetro come rinforzo?

• Aumentano la resistenza a compressione
• Aumentano la resistenza a fatica
• Riducono la durezza
• Riducono la resistenza a trazione

02. Nella formatura per pultrusione:

• Le fibre dopo essere passate attraverso la filiera devono essere trattate per far avvenire la polimerizzazione
• Le fibre vengono impregnate in un bagno di resina e tirate attraverso una filiera
• Le fibre vengono impregnate in un bagno di resina e spinte in una filiera
• Le fibre vengono fatte passare a intermittenza in una filiera per conferire la forma finale desiderata

03. Attualmente il contenuto di fibre nella stampa 3D può arrivare a:

• 80%
• 20%
• 40%
• 60%

04. La burattatura

• Consiste nel far ruotare in un cilindro i componenti e particelle abrasive
• Viene effettuata mettendo in un contenitore vibrante particelle abrasive e componenti
• Porta alla rimozione chimica dei contaminanti solidi presenti sulle superfici
• Viene effettuata tramite particelle abrasive propulse da una ruota di turbina

05. In quale applicazione viene comunemente impiegata la resina epossidica?

• Adesivi non strutturali
• Matrice per fibra di carbonio
• Vetroresina
• Coating

06. Quale di questo è il processo di formatura per compositi con il minor impatto ambientale?

• Medium pressure - RTM
• Low Pressure - RTM
• Compression - RTM
• High Pressure - RTM

07. Con la DSC è possibile valutare la scadenza dei preimpregnati:

• Verificando la presenza di un picco esotermico
• Misurando l'entalpia di reticolazione
• Verificando la presenza di un picco endotermico
• Misurando la temperatura di transizione vetrosa

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Set Domande: MATERIALI PLASTICI E INNOVATIVI INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04) Docente: Di Pompeo Valerio

08. La tecnologia indicata come Filament Winding (FW) permette di realizzare manufatti in composito:

• Con discrete proprietà meccaniche per piccoli lotti produttivi particolari
• Di forme molto complesse
• Attraverso l'avvolgimento di fibre impregnate che vengono ruotate ed avvolte attorno a un supporto fisso
• Con superficie esterna assimilabile a quelle di un solido di rivoluzione

09. Cosa non si ottiene aggiungendo CNTs nelle matrici?

• Un aumento della Tg
• Un aumento di viscosità
• Una riduzione della Tg
• Un comportamento tixotropico

10. Il laminato ottenuto mediante polimerizzazione in autoclave presenta:

• Un alto rapporto fibra/matrice
• Molte porosità
• Spessori sottili
• Una Tg più elevata

11. Se il processo di ossidazione delle fibre ex-pitch è troppo breve, le fibre:

• Non conducono elettricità
• Diventano fragili
• Restano termoplastiche
• Presentano eccessiva rugosità

12. Cosa può formarsi disperdendo delle nanocariche nelle resine?

• Soluzioni solide omogenee
• Dei vapori non nocivi per l'operatore
• Degli agglomerati
• Dei vapori nocivi per l'operatore che deve indossare adeguati DPI

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Set Domande: MATERIALI PLASTICI E INNOVATIVI INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04) Docente: Di Pompeo Valerio

Lezione 002

01. Tra i monomeri costituenti un polimero si instaurano legami:

• Metallici
• Dipolo-dipolo
• Forti
• Deboli

02. Cos'è un omopolimero?

• Polimero amorfo
• Polimero semicristallino
• Polimero formato da monomeri identici
• Polimero formato da monomeri diversi

03. Cos'è un copolimero?

• Polimero amorfo
• Polimero formato da monomeri identici
• Polimero formato da monomeri diversi
• Polimero semicristallino

04. I polimeri amorfi

• Hanno un elevato grado di cristallinità
• Non fondono
• Non degradano
• Non hanno transizione vetrosa

05. I polimeri semicristallini

• Non hanno catene ordinate
• Non degradano
• Hanno un basso grado di cristallinità
• Fondono

06. Illustrare le principali differenze tra polimeri termoplastici e termoindurenti.

07. Illustrare le principali differenze tra polimeri amorfi e semicristallini

08. Che cos'è un polimero? Che tipo di legame c'è tra i monomeri?

Catene di monomeri (centinaia/migliaia) legati fra di loro da legami forti, spesso di tipo covalente.

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Lezione 003

01. Le plastiche termoindurenti

• Subiscono una reazione di policondensazione
• Sono semicristalline
• Subiscono una reazione di poliaddizione
• Subiscono una reazione di reticolazione

02. Le plastiche termoindurenti

• Fondono e diventano fluide con le alte temperature
• Non degradano mai
• Hanno una temperatura di transizione vetrosa
• Non hanno bisogno di un indurente per la cura

03. Cosa ci aspetta da un polimero con elevata massa molecolare?

• Minore resistenza
• Minore modulo
• Minore fluidità
• Maggiore malleabilità

04. Definire la massa molecolare di un polimero e discutere le proprietà da essa influenzate

La massa molecolare di un polimero è il prodotto tra la Massa di un monomero per il grado di polimerizzazione:

N = grado di polimerizzazione = numero di monomeri che costituiscono la molecola

Mm = Massa del monomero

Massa molecolare = N * Mm

All’aumentare della massa molecolare si ottiene un miglioramento di:

• Temperatura di transizione vetrosa
• Temperatura di fusione
• Resistenza
• Modulo

05. Discutere le differenze tra la reazione di poliaddizione, policondensazione e reticolazione

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Lezione 004

01. La temperatura di transizione vetrosa

• In alcuni casi corrisponde alla temperatura di fusione
• È una transizione termodinamica
• È una proprietà dei polimeri amorfi
• Permette un elevato ordinamento delle molecole

02. Quando la temperatura è maggiore di quella di transizione vetrosa, il polimero

• È allo stato gommoso
• Solidifica
• È allo stato vetroso
• Fonde

03. Quando la temperatura è minore di quella di transizione vetrosa, il polimero

• Fonde
• È allo stato gommoso
• È allo stato vetroso
• Degrada

04. Illustrare le differenze che si registrano, in termini di cambiamento di fase, riscaldando un polimero cristallino ideale, uno amorfo e uno semicristallino.

05. Perché è importante conoscere la temperatura di transizione vetrosa dei polimeri?

La Tg è una proprietà fondamentale dei polimeri che influenza una vasta gamma di aspetti, dalla progettazione dei materiali alla processabilità, alla stabilità dimensionale e alle proprietà finali del prodotto. La sua conoscenza è essenziale per garantire il successo delle applicazioni dei polimeri in vari settori industriali.

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Set Domande: MATERIALI PLASTICI E INNOVATIVI INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04) Docente: Di Pompeo Valerio

Lezione 005

01. Nei polimeri che presentano comportamento fragile quando sottoposti a test di trazione

• Si formano microvuoti (craze)
• Si ha snervamento
• Si registra una forte strizione
• Si registra elevata deformazione

02. Nei polimeri che presentano comportamento duttile quando sottoposti a test di trazione

• Non esiste strizione
• La frattura avviene per rottura di legami ionici
• Non esiste snervamento
• La frattura avviene per rottura di legami covalenti

03. Il fenomeno della viscoelasticità avviene poiché

• L'elevata temperatura fonde il materiale
• Si ha un riassestamento delle molecole
• Il materiale raggiunge la sua Tg
• Avviene la reazione di polimerizzazione

04. La viscoelasticità viene misurata mediante una prova

• A caldo
• Ad alta velocità
• Con carico alternato
• A freddo

05. Cos'è la visco-elasticità? Tale fenomeno interessa maggiormente i polimeri amorfi o semicristallini?

La viscoelasticità è un fenomeno importante che interessa sia i polimeri amorfi che quelli semicristallini, sebbene le loro caratteristiche specifiche possano variare in base alla struttura molecolare e alla composizione del materiale.

È una proprietà dei materiali che combina caratteristiche sia elastiche che viscose. Ciò significa che il materiale presenta sia comportamenti elastici, come il recupero della forma dopo essere stato deformato, sia comportamenti viscosi, come il flusso sotto sforzo costante. In altre parole, quando un materiale viscoelastico viene sottoposto a sforzi, può deformarsi sia in modo elastico, tornando alla sua forma originale quando lo sforzo viene rimosso, sia in modo viscoso, mantenendo una deformazione anche dopo la rimozione dello sforzo.

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Set Domande: MATERIALI PLASTICI E INNOVATIVI INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04) Docente: Di Pompeo Valerio

06. Discutere la differenza tra rottura duttile e rottura fragile nei polimeri.

Nella rottura duttile, il materiale si deforma plasticamente prima di rompersi.

Nella rottura fragile, il materiale si spezza senza una significativa deformazione plastica.

ChatGPT

La differenza tra rottura duttile e rottura fragile nei polimeri è determinata dalla capacità del materiale di assorbire energia prima della rottura e dalla modalità con cui avviene questa rottura. Ecco una discussione più dettagliata:

Rottura duttile:

Descrizione: La rottura duttile è caratterizzata da una deformazione plastica significativa prima della rottura finale del materiale.

Comportamento: Durante il carico, il materiale si deforma plasticamente, allungandosi o restringendosi senza fratturarsi. Questa deformazione è reversibile, e il materiale può tornare alla sua forma originale una volta rimosso il carico.

Regione di deformazione: Si forma una zona di deformazione plastica estesa attorno al punto di carico, chiamata collo.

Energia assorbita: La rottura duttile assorbe più energia rispetto alla rottura fragile, poiché la deformazione plastica richiede energia per avvenire.

Materiali comuni: I polimeri elastomerici e alcuni termoplastici ad alta duttilità, come il polietilene, possono subire rottura duttile.

Rottura fragile:

Descrizione: La rottura fragile è caratterizzata da una rottura improvvisa e senza preavviso del materiale, con scarsa o nulla deformazione plastica prima della frattura finale.

Comportamento: Il materiale si rompe senza una significativa deformazione plastica. La rottura avviene tipicamente in modo repentino e senza preavviso.

Regione di deformazione: Non c'è una distinta zona di deformazione plastica come nella rottura duttile.

Energia assorbita: La rottura fragile assorbe meno energia rispetto alla rottura duttile, poiché non c'è deformazione plastica significativa.

Materiali comuni: Alcuni polimeri rigidi come il vetroresina e il polistirene possono subire rottura fragile.

Conclusioni:

La rottura duttile è associata a materiali che hanno una maggiore elasticità e deformazione plastica prima della rottura, mentre la rottura fragile è tipica di materiali che hanno una bassa capacità di deformazione plastica prima della rottura.

La rottura duttile è spesso preferita in applicazioni dove è richiesta una maggiore resistenza agli urti e una maggiore capacità di assorbire energia prima della rottura. La rottura fragile, al contrario, può essere preferita in applicazioni dove è richiesta rigidità e fragilità controllata.

La capacità di un materiale polimerico di subire rottura duttile o fragile dipende da fattori come la sua struttura chimica, la temperatura, il carico applicato e le condizioni ambientali.

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Lezione 006

01. I polimeri termoplastici amorfi vengono lavorati

• Prima della reticolazione
• A temperatura maggiore della Tg
• Dopo la reticolazione
• A temperatura maggiore della Tm

02. I polimeri termoplastici semicristallini vengono lavorati

• Prima della reticolazione
• A temperatura maggiore della Tg
• Dopo la reticolazione
• A temperatura maggiore della Tm

03. I polimeri termoindurenti vengono lavorati

• A temperatura maggiore della Tm
• Dopo la reticolazione
• Dopo averli rammolliti
• Prima della reticolazione

04. Il processo di estrusione permette di produrre

• Film
• Oggetti cavi
• Stampati
• Profilati

05. Tramite rotostampaggio si possono produrre

• Serbatoi
• Oggetti con sottosquadri
• Profilati
• Film sottili

06. Discutere le differenze tra il processo di stampaggio ad iniezione e di estrusione per polimeri termoplastici

Il processo di stampaggio ad estrusione è più idoneo per la realizzazione di profilati. Avviene tramite una pompa a vite senza fine che spinge il polimero riscaldato attraverso un estrusore.

Il processo ad iniezione è eseguito tramite uno stampo nel quale il polimero reso plastico viene iniettato ad alta pressione. Esso è più idoneo per la realizzazione di pezzi più complessi nelle forme e con maggior precisione.

07. Illustrare il funzionamento di un estrusore monovite per la produzione di componenti polimerici

1) Alimentazione del materiale: Il processo inizia con il caricamento del polimero termoplastico nella tramoggia dell'estrusore. Il materiale può essere presentato sotto forma di granuli, polvere o scaglie, a seconda del tipo di polimero e della forma desiderata del prodotto finale.

2) Alimentazione nell'estrusore: Il polimero viene alimentato dalla tramoggia attraverso un'apertura nella parte superiore dell'estrusore, chiamata gola di alimentazione. All'interno dell'estrusore, il materiale è spinto verso il basso dalla vite.

3) Compressione e riscaldamento: La vite dell'estrusore è dotata di filettature elicoidali che comprimono e mescolano il polimero mentre viene spinto lungo il barilotto dell'estrusore. Lungo il percorso, il polimero viene riscaldato da elementi riscaldanti montati sul barilotto. Il riscaldamento e la mescolanza del polimero lo portano allo stato plastico, rendendolo malleabile e pronto per l'estrusione.

4) Formazione del prodotto: Alla fine del barilotto dell'estrusore, il polimero fuso viene spinto attraverso una bocca di estrusione, che può avere una forma specifica per produrre il profilo desiderato del prodotto finale. La bocca di estrusione può essere progettata per produrre tubi, lastre, profili, pellicole o altri tipi di componenti polimerici.

5) Raffreddamento e solidificazione: Una volta estruso dalla bocca, il materiale fuso viene esposto a un sistema di raffreddamento, come ad esempio un bagno d'acqua o un flusso d'aria, che ne accelera il raffreddamento e la solidificazione. Questo aiuta a mantenere la forma del prodotto finale e a prevenire la deformazione.

6) Taglio e raccolta: Il prodotto estruso viene quindi tagliato alla lunghezza desiderata da un dispositivo di taglio, come ad esempio una lama rotante. I pezzi tagliati vengono quindi raccolti e possono essere ulteriormente elaborati o trasformati secondo le specifiche dell'applicazione finale.

08. Quali sono le principali differenze tra i metodi di lavorazione dei polimeri termoplastici e di quelli termoindurenti?

I termoplastici presentano proprietà meccaniche inferiori ma possono essere riciclati tramite riscaldamento e rilavorazione.

I termoindurenti hanno proprietà meccaniche superiori ma una volta induriti il calore non li modifica per il riciclaggio.

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Lezione 007

01. Il polipropilene atattico

• È ottenuto solo in laboratorio
• Ha buone caratteristiche meccaniche
• Ha pessime caratteristiche meccaniche
• Può cristallizzare

02. Il polipropilene sindiotattico

• Ha pessime caratteristiche meccaniche
• È ottenuto solo in laboratorio
• È usato come additivo per bitumi
• È la forma maggiormente utilizzata

03. Il polipropilene isotattico