vuoi
o PayPal
tutte le volte che vuoi
POLIMERI AMORFI
Le catene dei polimeri amorfi sono tenute insieme con legami deboli quindi con una temperatura più
alta si indeboliscono e sono più liberi di muoversi, di conseguenza hanno modulo, elastico e rigidità
inferiore.
I polimeri amorfi dal punto di vista termico sono caratterizzati da una temperatura di transizione
vetrosa (Tg)→ Si arriva ad una rigidità che lo rende malleabile (da Gpa a Mpa).
- A temperature inferiori alla Tg il materiale è detto vetroso ed è caratterizzato da una mobilità
molecolare limitata. Ci sono solamente movimenti su piccoli pezzi di catena.
- Al di sopra della Tg il materiale è gommoso con possibilità di movimenti delle catene a lungo
raggio.
- A temperature più elevate vi è la libertà di scorrimento delle catene poichè il materiale è
fluido.
La transizione vetrosa e una transizione cinetica alla quale non corrisponde alcun cambiamento della
disposizione degli atomi, ma aumenta la mobilità delle catene che costituiscono il polimero che
comunque conserva il disordine strutturale dello stato La variazione di mobilità del
amorfo→
polimero con le temperature si traduce in una dipendenza della rigidità del materiale, ossia del suo
modulo elastico E dalla temperatura.
A seconda che la temperatura di transizione vetrosa sia maggiore o minore rispetto alla temperatura
ambiente (23°C), il polimero sarà vetroso o gommoso.
Più aumento la lunghezza della catena, legata alla massa
molecolare M più aumenta la temperatura di transizione. 5
Un polimero reticolato per il quale la massa molecolare
può essere considerata infinita, perde la possibilità di fluire
all'aumentare della temperatura, quindi il valore del modulo rimane costante fino alla temperatura di
degradazione del Il grado di reticolazione di un polimero reticolato può essere correlato
polimero→
con la densità numerica dei legami intermolecolari ovvero un polimero, può essere poco o molto
reticolato.
La risposta meccanica di un polimero una sollecitazione
applicata sarà differente a seconda che il materiale sia
vetroso (Tamb<Tg) O gommoso (Tamb>Tg)
● I materiali vetrosi presentano un comportamento
fragile (crazing)
● Per temperature elevate, ma sempre inferiore alla
temperatura di transizione vetrosa quindi, sempre
per materiali vetrosi lo sforzo si riduce ma
aumenta la deformazione a rottura a indicare
un'attenuazione del comportamento fragile del
materiale. (scorrimento)
● I materiali gommosi non snervano e si osserva un
modulo basso e deformazione a rottura ancora più
elevate, quindi la resistenza è molto modesta.
Ci sono due tipi di snervamento (da elastico a plastico)
Snervamento per crazing Snervamento per scorrimento
Si creano fratture nel materiale, ma non Si crea una strizione che aumenta finché
causano il cedimento. si rompe. Le deformazioni sono grandi
Lo sforzo di snervamento lo sforzo di rottura sono (alta tenacità)
molto vicini e le deformazioni sono piccole (bassa tenacità)
Ogni materiale polimerico può snervare in entrambi i modi. 6
● Snerva per crazing solo nello stato vetroso a temperature piuttosto basse rispetto alla Tg→
Se non rompo il materiale applicando lo snervamento opposto, ritorno allo sforzo zero
uguale a prima.
● Più mi avvicino alla Tg più si snerva per Lo scorrimento ha solamente un
scorrimento→
comportamento plastico quindi non torna alla forma iniziale.
Se non è reticolato è sempre plastico, mentre se é reticolato recupera la deformazione quindi ha un
comportamento solo elastico senza sforzo di snervamento.
Campi di utilizzo
➢ Polimero non reticolato:Deve mantenere la sua forma delimitata dalla transizione vetrosa.
(Circa 20 ° inferiore alla sua Tg.)--> applicazione strutturale =Tmax=Tg-20°
➢ Polimero reticolato:Sotto la Tg è uguale ai non reticolati, ma nello stato gommoso ha
applicazioni strutturali per Tmin=tg+20° e Tmax=Determinato dalla degradazione del
materiale 7
L'impiego dei polimeri amorfi termoplastici, quindi non reticolati, è possibile soltanto in campo di
temperature inferiore alla Tg, nel quale l'oggetto è in grado di mantenere la propria forma quando
soggetta all'applicazione di un carico, anche per tempi prolungati. A temperature superiori alla Tg i
polimeri termoplastici possono essere utilizzati solo in applicazioni non strutturali in quanto non
mantengono la propria forma.
L’impiego dei polimeri amorfi reticolati in applicazioni strutturali è possibile anche nello stato
gommoso quindi per temperature superiori alla Tg.
PRINCIPALI POLIMERI AMORFI
● PVC (Polivinilcloruro): amorfo vetroso Tg=80°C snerva per scorrimento a T=25°C Tmax=60°C
È un materiale con comportamento tenace o fragile. Ha scarsa resistenza ai raggi UV e
moderata, sensibilità all'invecchiamento.
E’il polimero più additivato ciò vuol dire che vengono aggiunti classe si divide quindi
plastificanti→La
in PVC, plastificati e PVC non plastificati.
Sono liquidi, alto bollenti che vengono aggiunti alla materia plastica e ne abbassano la temperatura
di transizione vetrosa. Quindi servirà meno energia termica per arrivare allo stato gommoso. Dipende
anche dalla percentuale presente di indirettamente proporzionale alla Tg
plastificante→È
es: Il PVC a temperatura ambiente è vetroso (E=1 Gpa) in assenza di plastificante, mentre diventa un
materiale gommoso(E=1 Mpa) con aggiunta di 50% di plastificante.
I principali settori applicativi del PVC In Italia sono per il 47% nelle costruzioni e circa 17%.Per
l'imballaggio.
● PS (Polistirene): amorfo vetroso Tg=100°C snerva per crazing T max=80°C
Ha una buona trasparenza, ma presenta una bassa resistenza al graffio, una scarsa
resistenza ad agenti chimici.
E’ un materiale fragile con una moderata sensibilità all'invecchiamento.
Essendo molto fragile, può essere tenacizzato mischiandolo con un polimero gommoso→miscela
eterogenea. Queste particelle tenacizzano il materiale, ma ne fanno perdere la trasparenza.
Viene utilizzato anche come polimero espanso=Materiali polimerici costituiti da una matrice solida
con una fase dispersa gassosa. Possono essere ad alta densità, quindi poco espansi OA bassa densità,
quindi molto espansi.
Se espanso, viene utilizzato per imbottiture, galleggiamento o isolamento termico. Se compatto
viene usato per oggetti usa e getta come posate
● PMMA (Polimetilmetacrilato) : Amorfo vetroso Tg=110°C snerva per crazing a temperatura
ambiente Tmax=90°C. E’ vetroso a 4°C, gommoso a 20°C e fluido a 60°C, quando non
presenta più un comportamento fragile, in quanto il meccanismo di snervamento diventa
per scorrimento.
Ha un'ottima trasparenza , è il più trasparente tra i polimeri amorfi e resistenzaai raggi UV,
che lo rende adatto per applicazioni in ambiente esterno. 8
Ha un comportamento a frattura di tipo fragile, ma la sua deformabilità è comunque
superiore a quella del polistirene.
La resistenza meccanica del PMA può diminuire notevolmente se il materiale entra in contatto con
alcune sostanze come alcol. Quindi anch'esso può essere tecnicizzato con una gomma per renderlo
non fragile.
● PC (Policarbonato) : Amorfo vetroso Tg=155°C snerva per scorrimento a temperatura
ambiente,Quindi ha un comportamento tenace T max=135°C
Ha una buona trasparenza e una buona resistenza alla fiamma, ma tende ad ingiallire se
esposto ai raggi UV e possiede una modesta resistenza all'abrasione.
La sua resistenza alla frattura diminuisce in presenza di intagli, per spessori elevati, a temperatura
inferiore ai 20 °, in presenza di alcune sostanze.
La sua resistenza all'impatto=proprietà del materiale che non dipende dalla geometria ,è
proporzionale al raggio a fondo intaglio. Più grande è il raggio, più velocemente si rompe.
I principali settori applicativi del PC sono sedie, lastre e nel settore elettronico.
● Elastomeri=Materiali polimerici con tg inferiore alla temperatura ambiente e quindi col
modulo di Young dell'ordine dei sotto alla Tg.
Mpa→Applicazioni
Hanno un comportamento elastico e quindi sono caratterizzati da un recupero totale
istantaneo della deformazione dopo la rimozione del carico essere ottenuto
applicato→Può
con struttura:
- Amorfa reticolata chimicamente: Vengono creati legami covalenti, ad esempio con il
metodo della vulcanizzazione, tramite insieme di reazioni chimiche. Il processo di
reticolazione comporta la trasformazione di un polimero costituito da catene singole
soggetto a deboli forze di legame, in un polimero in cui le singole catene non sono
più distinguibili in quanto legate tra di loro, con legami forti covalenti. La
reticolazione ostacola lo scorrimento delle catene. All'aumentare del grado di
reticolazione si ottiene un aumento del valore di E alla temperatura di esercizio.
- Copolimeri a blocchi con reticolazione fisica.
Resistenza all'abrasione e resistenza alla lacerazione= Calcolabile dalla forza applicata per far
avanzare la rottura; sono le proprietà utilizzate per misurare il comportamento meccanico degli
elastomeri. POLIMERI SEMICRISTALLINI
I polimeri semicristallini sono costituiti da due fasi distinte: una fase amorfa e una cristallina, che
presentano caratteristiche diverse. La fase amorfa è caratterizzata da Tg e la fase cristallina è
caratterizzata dalla temperatura di fusione Tn che rappresenta un passaggio di stato da solido a
liquido. Quindi l'andamento del modulo di Young In funzione della temperatura, sarà diverso dai
polimeri amorfi→
Per temperature inferiori alla Tg della fase amorfa, il modulo ha valori di GPa. Per temperature
comprese tra la Tg e la temperatura di fusione, il modulo sarà compreso tra quello di un
vetro+cristallo e quello di una gomma in funzione della percentuale di cristallinità. Per temperature
superiori alla temperatura di fusione, il materiale fluido. 9
Sopra la Tg c'è la fase vetrosa e la fase cristallina, mentre sotto la Tg può essere allo Stato
gomma-fluido o cristallino. Sotto la temperatura di fusione è tutto fluido.
La caduta del modulo di young e della curva
dipende dalla quantità di cristallo nel materiale
→ Grado di cristallizzazione
Applicazione strutturale: Tmax=Tg-20° e Tmin<Tg Determinato dall'eccessivo infragilimento.
Vicino alla Tg Snervano per carzing mentre lontano dalla Tg, vicino alla temperatura ambiente
snervano per scorrimento.
La struttura della molecola deve essere ordinata per avere una struttura cristallina, quindi ha una
regolarit&agra
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
