Degrado dei materiali non-metallici 1 – materiali polimerici ... - DipCIA

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiRappresentazioni del polietileneLa struttura del polietilene può essere rappresentata inquattro modi diversi:Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiPeso molecolare medioIl peso molecolare di un dato polimero vienecaratterizzato con opportuni valori medi:media ponderale (weight)media numerale (number)M wM nProf. Dr. Bernhard Elsener 1

2. Summary2.1 Mailbox OptionsIf you call your own extension and are diverted to voicemail, you can press 8 during the initial greeting to switch tocollecting your messages.Here is a summary of the options that are available when you have logged into your mailbox from your own extension orremotely.· Unless you choose to save a message, it is automatically deleted 36 hours after it is played. To save a messagewhile it is playing, press 5.Notes· During a message you can also press and hold 0 to pause the message. To continue playing the message, press thebutton that corresponds to Rewind or Previous on the display screen of your telephone.· Email options must enabled by your system administrator.· VoiceMail Pro operation can be customized for some individual users and groups to provide different options.IP Office Mailbox Mode User Guide Page 10IP Office15-601131 Issue 11b (15 May 2010)

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiElastomeri (gomme)Le dimensioni degli elastomeri possono variare enormementesotto sforzo e poi ritornare ai valori originali.Alcune proprietà di elastomeri selezionatiProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiPolimeri termoindurentiCatene lineari con un reticolo di legami covalentiattraversa l’intera struttura del materiale.Vantaggi delle materie plastiche termoindurenti sono- elevata stabilità termica- elevata rigidità e stabilità dimensionale- resistenza alla deformazione sotto carico- elevate proprietà di isolamento elettrico e termicoEsempi importanti sono le resine fenoliche, epossidichee le poliestere.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiPolimeri termoindurentiProprietà di resine termoindurenti selezionateProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiPolimeri termoindurenti - poliesteriCatene lineari di poliesteri insature con doppio legameC=C, che possono essere usati per reticolare il polimero.La catena lineare si forma per policondensazione.reticolazione del poliestere lineare con stireneProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiTemperatura di trasizione vetrosa TgProprietà meccaniche del polimetilmetacrilato al variaredella temperatura (scala logaritmica)Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

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Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiTemperatura di trasizione vetrosa TgTemperatura caratteristica per polimeri termoplastici:T < TgStato vetroso, moto browniano impedito.Il polimero è fragile e presenta un elevato moduloelastico. Deformazione plastica limitata.T > TgStato plastico, moto browniano diventano notevoli nellezone amorfe. Il modulo elastico si abbassa,deformazione sotto sforzo possibile.T >> TgStato fluido viscoso, moto browniano possibilefacilmente. Deformazione permanente possibile.La posizione di Tg rispetto alla temperatura di 25 °Cdetermina lo stato del polimero nell‘ uso.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiTemperatura di transizione vetrosaTg dipende dal tipo di polimero, dal peso molecolare edal grado di cristallinità.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiDiagramma consistenza – temperaturaI polimeri possono essere caratterizzati con le curveconsistenza (e.g. modula di elasticità) – temperatura.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiProprietà meccanicheLa deformazione dei materiali termoplastici è elastica aT > Tg(comportamento duttile).esempio: curve sforzo / deformazione per il PMMA avarie temperature. Tg ca. 95 °C.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiControllo della struttura e delle proprietàLe proprietà dei polimeri termoplastici possono esseremodificate e controllate su tre livelli- controllo del peso molecolare (lunghezza dellacatena)- controllo della forza di legame nella catena- controllo della forza di legame tra le catenePeso molecolareAumentando il peso molecolare la temperatura difusione aumenta, le proprietà meccaniche migliorano.Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006200temperatura di fusione [°C]1501005000 1 10 4 2 10 4 3 10 4 4 10 4 5 10 4 6 10 4 7 10 4Peso molecolare [g]Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiControllo della struttura e delle proprietàTipo del monomeroLa sostituzione dell‘ idrogeno con altri gruppi funzionali(polimeri vinilici o vinilidenici) permette di modificare leproprietà- dimensione del gruppo funzionaleatomi o gruppi funzionali grandi (e.g. cloruro,benzene) causano impedimento sterico e riducono laflessibiltà del polimero (e.g. sequenza polistirene,polipropilene e polietilene)- elettronegatività degli atomi sostituentiatomi sostituenti con alta elettronegatività (e.g.cloruro) inducono forti momenti dipolo e repulsioneelettrostatica (non in polimeri simmetrici)- forza di legameLa forza di legame determina la stabilità termica: ilpolitetrafluoroetilene (Teflon) è un polimero cristallinocon punto di fusione a 327 °C. Densità 2.15 g/cm 3Prof. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiControllo della struttura e delle proprietàLa ramificazione delle catene lineari permette dimodificare le proprietà- ramificazione forteCatene ramificate - si abbassano la densità, il gradodi cristallinità e anche le caratteristiche meccanichees. polietileneProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiControllo della struttura e delle proprietà- catene lineariaumentano la compattazione e dunque la densità, ilgrado di cristallinità e anche le caratteristiche meccaniche.carico di snervamento di una poliammide anidra(nylon 6,6) in funzione della cristallinitàProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiProprietà meccaniche e strutturaOltre al grado di cristallinità la resistenza meccanica deitermoplastici può essere aumentato- introducendo gruppi laterali voluminosi sulla catenaprincipale> impediscono lo scivolamento delle catene- introducendo atomi con grande differenza di elettronegatività(es. cloruri) sulla catena principale (PVC)> il legame C-Cl altamente polare aumenta le forze dilegame intermolecolare tra le catenePolimeroσ (MPa) E (GPa) strutturaLD polietilene 21 0.28 amorfo, ramificatoHD polietilene 38 1.24 amorfo, lineare, Hpolipropilene 41 1.52 amorfo, gruppo CH 3polistirene 55 3.1 amorfo, benzenePVC 62 4.1 amorfo, cloruriProf. Dr. Bernhard Elsener 1

Università di Cagliari – Facoltà di Ingegneria AA 2005/2006Degrado dei materiali non-metallici1 – materiali polimericiAdditivi per polimeriPolimeri tecnici contengono additivi per migliorare leproprietà, facilitare la lavorazione o abbassare il costo:Pigmenti:Stabilizzanti:AntistaticiPlastificantiRinforzantiper produrre polimeri coloratiantiossidanti, stabilizzatori termiciaumentano la conducibilità superficialeriducono Tg, importante per PVCaumentano la resistenza meccanicaProf. Dr. Bernhard Elsener 1