Proprietà nel breve periodo - Solvay Plastics

Proprietà nel breve periodo
Proprietà tensili
Le proprietà tensili vengono determinate fissando ciascuna
estremità di un provino alle ganasce di una macchina di test e
separando le ganasce ad una velocità specificata, in conformità
alla norma ASTM D 638. Si definisce sforzo di trazione il valore
della forza richiesta per separare le ganasce diviso per l’area della
minima sezione trasversale. Il provino per trazione si allunga come
conseguenza dello sforzo applicato, quindi il valore
dell’allungamento diviso per la lunghezza originale del provino
rappresenta la deformazione.
Se si riporta su un grafico lo sforzo applicato e la deformazione
risultante, si ottiene una curva simile a quella della figura 7 per
polimeri duttili quali i polisulfoni.
La parte iniziale della curva sforzi-deformazioni, come riportato in
figura 8, è particolarmente interessante. La figura evidenzia che la
deformazione è direttamente proporzionale allo sforzo, sino ad un
determinato valore. In questa regione si applica la legge di Hooke
ed il valore limite di sforzo prende il nome di limite proporzionale.
Il modulo a trazione è la pendenza della curva sforzi-deformazioni
quando un provino viene sottoposto ad un carico di trazione. La
misurazione precisa della pendenza di una linea curva risulta
difficile, pertanto sono state introdotte alcune convenzioni per
standardizzare la prova e minimizzare la variabilità nei risultati. Un
metodo utilizza la pendenza di una retta tangente alla curva,
mentre un altro utilizza la pendenza di una secante tracciata a
partire dall’origine ed un livello di deformazione arbitrariamente
predefinito. Per questi dati, è stato utilizzato il metodo della
tangente.
I polimeri duttili subiscono uno snervamento prima della rottura.
All’inizio dell’allontanamento delle ganasce, lo sforzo richiesto per
allungare il provino è direttamente proporzionale all’allungamento
o alla deformazione. Con il procedere del test, i provini
evidenziano maggiori valori di deformazione permanente fino al
momento in cui non si raggiunge un ulteriore allungamento con
l’applicazione di uno sforzo inferiore al valore proporzionale.
Questo punto viene chiamato snervamento ed il valore dello sforzo
viene spesso chiamato resistenza a trazione allo snervamento.
L’allungamento viene chiamato allungamento allo snervamento o
deformazione allo snervamento. Con il procedere del test, il
provino viene allungato fino a quando non si verifica la rottura. Il
valore dello sforzo corrispondente viene chiamato resistenza a
trazione alla rottura o resistenza alla trazione limite. La norma
ASTM D 638, per determinare le proprietà relative alla trazione,
definisce la resistenza alla trazione come il valore maggiore tra lo
sforzo allo snervamento o lo sforzo a rottura.
Curve sforzi-deformazioni
Generalmente, i dati sulle proprietà tensili sono presentati
tabulando dati specifici, come resistenza a trazione, modulo a
trazione e allungamento. Sebbene questi dati siano generalmente
idonei per la maggior parte degli impieghi, la curva
sforzi-deformazioni reale offre informazioni aggiuntive sulla
risposta del materiale al carico, utili ai progettisti per la stima della
fattibilità di un componente.
Le curve sforzi-deformazioni per alcune resine RADEL e ACUDEL
sono riportate nelle figure seguenti. Il test su gradi non caricati è
stato terminato allo snervamento, mentre le prove su resine
rinforzate con fibra di vetro sono state condotte sino a rottura.
Proprietà tensili
La curva per RADEL A-300A è riportata in figura 9, per RADEL
R-5000 in figura 10, per ACUDEL 22000 in figura 11, per ACUDEL
25000 in figura 12, per RADEL AG-320 in figura 13 e per RADEL
AG-330 in figura 14.
Figura 7
Tipica curva sforzi-deformazioni
Sforzo
Snervamento
Vedere
inserto
Deformazione, %
Figura 8
Curva sforzi-deformazioni inserto (modulo tangente e
modulo secante)
Sforzo
Deformazione, %
Tangente
Secante
– 9 – Guida alla progettazione delle resine RADEL