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Materiali polimerici parte A Appunti scolastici Premium

Descrizione della natura macro-molecolare dei materiali polimerici e delle conseguenze dal punto di vista dell'architettura del materiale alle diverse scale. Cenni alla sintesi di polimeri; classificazione dei polimeri sulla base del processo di polimerizzazione. Massa e dimensioni molecolari: medie e distribuzioni. Materiali polimerici amorfi e semi-cristallini: conformazione molecolare, requisiti... Vedi di più

Esame di Materiali polimerici docente Prof. F. Briatico Vangosa

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sovrapposizione degli effetti è limitato a deformazioni inferiori a 1%, il che indica che il polietilene ha un limite di

linearità molto inferiore rispetto alla gomma butile considerata sopra.

di rilassamento di un polietilene. I punti rossi rap-

[Modulo

presentano i dati sperimentali, la linea blu l’equazione che li

interpola].

[Curve sforzo deformazione in prove di trazione monoas-

siale a velocità di deformazione costante per un polietilene.

Confronto tra dati sperimentali e previsioni a partire dal

modulo di rilassamento e dal postulato di Boltzmann]. 

Complessivamente le curve sperimentali possiedono un andamento lineare fino ad un valore di deformazione che

dipende dal tipo di polimero: se non si esegue un confronto adeguato tra i valori di aspettazione teorici e reali si

rischia di fare sovra o sottostime significative.

Un materiale può possedere comportamento elastico lineare anche se la sua curva nel caso di applicazione di

σ-ε

una deformazione costante non risulta rettilinea. Come è possibile ciò, dato che la linearità era stata attribuita al

range di valori di e che disegnavano un andamento retto? Semplicemente questo non è il grafico corretto per

σ ε

andare a studiare la linearità di un polimero: la storia di deformazione non risulta essere una semplice applica-

zione di un carico costante nel tempo.

Per verificare che il materiale abbia una risposta di tipo elastico lineare è necessario assicurarsi che la cedevolezza

dipenda solamente dal tempo e non dal valore della deformazione.

11/05/2015

5-RISPOSTA A SOLLECITAZIONI PERIODICHE

Allo scopo di determinare il comportamento

dei materiali polimerici, dipendente dalla storia

di sollecitazione applicata, sono state fino ad

ora considerate storie semplici caratterizzate

creep

da una sollecitazione di sforzo ( ) o defor-

mazione (rilassamento degli sforzi) a gradino.

Un terzo tipo di storia semplice di sollecitazione, utile per analizzare il materiale polimerico da un nuovo punto di

vista, consiste nell’applicazione di una sollecitazione periodica (immagine) che può avere come espressione:

ε(t) = ε sin(ωt) oppure ω(t) = ω sin(ωt)

0 0 creep

Ovviamente la risposta ad una tale storia è prevedibile a partire dalla cedevolezza a o dal modulo di rilassa-

mento (a seconda che la sollecitazione periodica sia uno sforzo o una deformazione) e applicando il postulato di

Boltzmann nella sua forma integrale: il risultato ottenuto afferma che il sistema, una volta raggiunta la condizione

di regime dopo un certo numero di periodi, presenta una risposta caratteristica dipendente della frequenza e non

del tempo (si ripete identica).

La misura diretta di tale risposta, effettuata con opportuni metodi che verranno descritti nel seguito, è di interesse

sia applicativo, per l’impiego dei materiali polimerici, sia dal punto della caratterizzazione dei materiali stessi.

In questa lezione si prenderà in esame la risposta a sollecitazioni periodiche sinusoidali con valore medio nullo:

analogamente a quanto svolto per le precedenti prove meccaniche si partirà dalla descrizione della risposta tipica

dei materiali elastici e viscosi, per potere interpretare la risposta dei materiali viscoelastici a partire da comporta-

menti già conosciuti.

Dopo avere descritto la risposta viscoelastica, si presenterà uno schema per la sua descrizione analitica, e si cer-

cherà di correlarla con il comportamento microstrutturale dei polimeri.

Per terminare si sottolineerà l’interesse applicativo di tale risposta.

Le seguenti prove sono eseguibili sia su campioni solidi che liquidi: ad eccezione del valore della forza necessaria

per generare il movimento e quella di risposta, liquidi e solidi polimerici si comportano allo stesso modo.

RISPOSTA AD UNA DEFORMAZIONE APPLICATA CON LEGGE SINUSOIDALE, CON FREQUENZA


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DESCRIZIONE APPUNTO

Descrizione della natura macro-molecolare dei materiali polimerici e delle conseguenze dal punto di vista dell'architettura del materiale alle diverse scale. Cenni alla sintesi di polimeri; classificazione dei polimeri sulla base del processo di polimerizzazione. Massa e dimensioni molecolari: medie e distribuzioni. Materiali polimerici amorfi e semi-cristallini: conformazione molecolare, requisiti per la cristallizzazione, strutture cristalline. Metodi per la caratterizzazione della struttura chimica, della conformazione, della cristallinità (struttura del cristallo e grado di cristallinità). Correlazione proprietà struttura: dipendenza del volume specifico e della risposta meccanica dei polimeri al variare della temperatura: transizioni e temperature caratteristiche. Classificazione dei polimeri in base al confronto tra temperature caratteristiche, temperature di utilizzo e trasformazione. Effetto del tempo e della temperatura sulla risposta meccanica di materiali polimerici: risposta a sollecitazioni statiche (creep e rilassamento) e a sollecitazioni periodiche sinusoidali; effetto della temperatura: postulato di equivalenza tempo-temperatura; Proprietà ultime dei materiali polimeri: lo snervamento nei materiali polimerici. Proprietà termiche dei materiali polimerici. Effetto della trasformazione sulla struttura e sulle proprietà dei polimeri. Metodi di selezione e progettazione con i materiali polimerici.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria dei materiali e delle nanotecnologie
SSD:

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Toohips di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Materiali polimerici e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano - Polimi o del prof Briatico Vangosa Francesco.

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