Materiali Polimerici, Metallurgia

Tra le lamelle però esistono sempre porzioni di catene disposte in

modo irregolare  il polimero non può essere completamente

cristallino.

Le lamelle si possono aggregare in strutture più complesse

 SFERULITI

Grado di cristallinità: il grado di cristallinità

ha significativa influenza sulle proprietà

meccaniche visto che riguarda l’estensione

dei legami intermolecolari (numerosità dei

legami secondari tra catene adiacenti).

Esso può variare da zero (completamente

amorfo), fino alla stato quasi

completamente cristallino (circa il 95%). Il

grado di cristallinità può variare in funzione

della: temperatura

- delle condizioni di raffreddamento

- della configurazione assunta

-

I polimeri cristallini sono di norma più forti e resistenti alla temperatura, ossia alla fusione e

al rammollimento.

Cristallizzazione: le ramificazioni interferiscono nel processo di cristallizzazione, per cui più

un materiale è ramificato, minore sarà il suo grado di cristallinità.

Densità: un polimero cristallino ha maggior densità dello stesso polimero in forma amorfa.,

dal momento che in una struttura cristallina le catene sono raggruppate in maniera più

compatta.

Classificazione 2 dei polimeri

Sulla base delle loro strutture, i polimeri vengono tradizionalmente divisi in:

Polimeri termoplastici: struttura formata da lunghe catene

- aggrovigliate ma senza reticolazioni.

 tra le catene possono esistere legami deboli

 le catene polimeriche sono, almeno in parte, aggrovigliate

 Possono presentarsi In forma amorfa o parzialmente

cristallina (in alcune regioni le catene sono disposte in modo

ordinato - cristallino)

Polimeri termoindurenti: struttura formata da catene con un

- numero elevato di reticolazioni.

Caratteristiche macroscopiche: comportamento fragile,

o bassa duttilità, bassa resistenza a impatto, elevata

resistenza a trazione, elevata rigidezza e durezza

Elastomeri e gomme: struttura formata da catene aggrovigliate con poche

- reticolazioni.

Curva sforzo-deformazione

A: comportamento sforzo-deformazione polimero fragile; si rompe

pur essendo ancora in campo elastico

B: comportamento di un materiale plastico: all’inizio si ha

deformazione elastica, seguita dallo snervamento e da una

regione a comportamento plastico

C: deformazione completamente elastica, elasticità tipica degli

elastomeri.

Questo grafico è utile anche per evidenziare l’effetto della

temperatura su curve σ-ε, infatti:

A: T<<Tg

B: T < Tg

C: T > Tg

Per i polimeri a comportamento plastico si assume:

σ : sforzo di snervamento

s

σ :sorzo dirottura

R

Oltre alla temperatura, anche la velocità di deformazione può

avere effetti significativi sul comportamento meccanico. In generale, al diminuire della

velocità di deformazione, il materiale diventa più tenero e duttile (=aumento di

temperatura).

Deformazione macroscopica:

curva σ-ε di un materiale semicristallino/amorfo: nel punto di

snervamento si inizia a formare nella zona centrale del provino

una piccola strizione. In questa zona le catene polimeriche

assumono una direzione

di orientamento

preferenziale,

corrispondente alla

direzione dello sforzo. In

questo punto si sviluppa

una maggior resistenza

alla deformazione, la quale può continuare solo nelle

direzioni limitrofe del provino  estensione della

strizione. Così procedendo si arriva alla rottura.

Temperature di interesse per termoplastici

(amorfi)

Nelle condizioni tipiche di applicazione

(Temperatura ambiente), il modulo elastico è

decisamente inferiore a quello dei materiali

metallici.

Sotto la zona a comportamento gommoso il

materiale è già considerato liquido.