ProprietÃ di creep nel lungo periodo - Solvay Plastics

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Scorrimento a trazione in acqua La resistenza al creep di un polisulfone immerso in acqua è riportata nelle figure 20 e 21. A temperatura ambiente e a un livello di sforzo costante di 13,8 MPa, la deformazione dopo 20.000 ore è risultata pari all’1,17%. Aumentando il livello dello sforzo a 20,7 MPa, la deformazione dopo 20.000 ore è risultata pari soltanto all’1,55%. Questa eccellente resistenza al creep è evidenziata anche a 60 °C, allorché dopo 10.000 ore ad un sforzo di 10,3 MPa, la deformazione è risultata pari all’1,19%. La deformazione dopo 10.000 ore a 13,8 MPa a 60 °C è stata soltanto dell’1,7%. Modulo di scorrimento o apparente La figura 22 è stata preparata calcolando il modulo dalla deformazione, sottoponendo il polisulfone a sforzi a diverse temperature sia in trazione che in flessione. Figura 22 Modulo di scorrimento per polisulfone UDEL non caricato Figura 20 Scorrimento a trazione di UDEL PSU in acqua a 23 °C , Deformazione, % , , , Modulo apparente, kpsi , , , , , Modulo apparente, Gpa , , , , , Tempo, ore , Tempo, ore Figura 21 Scorrimento a trazione di UDEL PSU in acqua a 60 °C , , Deformazione, % , , , , , , , Tempo, ore Guida alla progettazione del polisulfone UDEL ® – 21 – Proprietà di creep nel lungo periodo
Proprietà termiche I modi in cui un materiale risponde a variazioni della temperatura ambiente rappresentano le proprietà termiche del materiale stesso. Queste comprendono: modifiche in resistenza e rigidità; modifiche delle dimensioni; modifiche chimiche dovute a degrado termico oppure a ossidazione; ammorbidimento, fusione o distorsione; modifiche nella morfologia; semplici modifiche della temperatura. Le proprietà dei materiali allo stato fuso vengono descritte nella sezione Costruzione di questa pubblicazione. Il comportamento di questi materiali durante la combustione viene descritto nella sezione Combustione. Temperatura di transizione vetrosa Generalmente, quando un polimero viene riscaldato diventa progressivamente meno rigido fino a quando non raggiunge uno stato gommoso. La temperatura alla quale il materiale passa da uno stato vetroso a uno stato gommoso viene definita temperatura di transizione vetrosa (Tg). Questa temperatura è importante poiché in corrispondenza di questa temperatura si verificano numerose variazioni fondamentali. Queste comprendono variazioni del volume libero del polimero, dell’indice di rifrazione, dell’entalpia e del calore specifico. La temperatura di transizione vetrosa è stata misurata utilizzando la calorimetria differenziale a scansione (differential scanning calorimetry, DSC). Con questo metodo, la temperatura di transizione vetrosa viene definita come l’inizio della variazione della capacità termica. Generalmente il valore misurato viene arrotondato ai 5 °C più prossimi. Con questo metodo, il valore di Tg per il polisulfone UDEL è pari a 185 °C. Un altro metodo comune riporta la Tg come il punto medio della transizione della capacità termica con DSC. Utilizzando questa convenzione, la Tg sarà di 190 °C. Variazioni delle proprietà meccaniche All’aumentare della temperatura ambiente, i materiali termoplastici diventano sempre più morbidi fino a quando non diventano fluidi. Prima di questo punto, l’ammorbidimento può essere registrato riportando il modulo elastico rispetto alla temperatura ambiente. Classificazione delle resine termoplastiche Le resine termoplastiche vengono spesso suddivise in due classi: amorfe e semicristalline. La figura 23 evidenzia in modo generale la differenza nella risposta alla temperatura di questi due tipi di resine. Il modulo delle resine amorfe diminuisce lentamente all’aumentare della temperatura fino a quando non viene raggiunta la temperatura di transizione vetrosa (Tg). Le resine amorfe non vengono normalmente utilizzate a temperature di servizio più alte della temperatura di transizione vetrosa. Il modulo delle resine semicristalline segue il comportamento delle resine amorfe fino alla temperatura di transizione vetrosa. Alla Tg, il modulo presenta una rapida diminuzione a un livello inferiore, ma rimane al nuovo livello o in prossimità di esso fino a quando non si raggiunge il punto di fusione Tm. Le resine semicristalline, generalmente gradi rinforzati, vengono spesso utilizzate a temperature ambiente superiori alla temperatura di transizione vetrosa, ma inferiori ai rispettivi punti di fusione. Figura 23 Variazione tipica del modulo in funzione della temperatura Modulo 8 7 6 5 4 3 2 1 Amorfo Semicristallino 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Tg Temperatura Tm Proprietà termiche – 22 – Solvay Advanced Polymers
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