ProprietÃ di creep nel lungo periodo - Solvay Plastics

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Effetti della temperatura sulle proprietà tensili La figura 24 evidenzia l’effetto dell’aumento della temperatura ambiente sulla resistenza alla trazione di polisulfoni naturali e rinforzati con fibra di vetro. La figura 25 evidenzia le stesse informazioni per il modulo a trazione. Effetti della temperatura sulle proprietà flessionali L’effetto della temperatura sulla resistenza alla flessione di polisulfoni naturali e rinforzati con fibra di vetro è evidenziato in figura 26. L’effetto della temperatura sul modulo a flessione è evidenziato in figura 27. Figura 24 Resistenza alla trazione in funzione della temperatura Figura 26 Resistenza alla flessione in funzione della temperatura Temperatura, °F Temperatura, °F Resistenza alla trazione, kpsi Resistenza alla trazione, MPa Resistenza alla flessione, kpsi Resistenza alla flessione, MPa Temperatura, °C Temperatura, °C Figura 25 Figura 27 Modulo a trazione in funzione della temperatura Modulo a flessione in funzione della temperatura Temperatura, °F Temperatura, °F Modulo a trazione, kpsi Modulo a trazione, GPa Modulo a flessione, kpsi Modulo a flessione, GPa Temperatura, °C Temperatura, °C Guida alla progettazione del polisulfone UDEL ® – 23 – Proprietà termiche
Temperatura d’inflessione sotto carico Una misura delle caratteristiche termiche nel breve periodo è la temperatura d’inflessione sotto carico descritta nella norma ASTM D 648. In questo test, una barretta di lunghezza pari a 127 mm viene posizionata su supporti distanti 102 mm. La barretta viene caricata con una sollecitazione sulla fibra esterna di 0,45 MPa o di 1,82 MPa. Viene monitorata la deformazione verticale all’aumentare della temperatura con una velocità di 2 °C/minuto. Quando la deformazione verticale raggiunge il valore specificato di 0,25 mm, viene registrata la temperatura come temperatura d’inflessione. Generalmente, la temperatura d’inflessione viene anche chiamata temperatura d’inflessione al calore (heat deflection temperature, HDT). Questo test misura la temperatura alla quale il modulo a flessione del materiale sottoposto a test è approssimativamente di 240 MPa quando la sollecitazione è pari a 0,45 MPa o 965 MPa quando la sollecitazione è pari a 1,8 MPa. In figura 28 sono riportate le temperature d’inflessione dei quattro gradi di polisulfone UDEL a 1,8 MPa. Figura 28 Temperatura d’inflessione sotto carico delle resine UDEL I coefficienti di dilatazione termica lineare (CLTE) misurati a temperatura ambiente per il polisulfone UDEL e per alcuni metalli comuni sono evidenziati in tabella 7. Tabella 7 Coefficiente di dilatazione termica lineare Materiale ppm/°F ppm/°C UDEL P-1700 DF* 31 56 DT 31 56 UDEL GF-110 DF 22 40 DT 27 49 UDEL GF-120 DF 13 23 DT 27 49 UDEL GF-130 DF 10 19 DT 27 49 Lega di zinco pressofuso 15 27 Lega di alluminio pressofuso 14 25 Acciaio inossidabile 10 18 Acciaio al carbonio 8 14 *DF = direzione di flusso, DT = direzione trasversale Temperatura d’infless ione sotto carico, ° C a 1,8 MPa (264 psi) Contenuto di fibra di vetro, % Coefficiente di dilatazione termica Con l’aumentare della temperatura, la maggior parte dei materiali aumenta di dimensione. La variazione dimensionale viene descritta dalla seguente equazione: L L 0 T in cui L0 è la lunghezza originale e L e T sono le variazioni rispettivamente della lunghezza e della temperatura. Il coefficiente di dilatazione termica lineare () è stato misurato in base alla norma ASTM D 696. Temperatura d’inflessione sotto carico, °F Il coefficiente di dilatazione termica varia in funzione dell’intervallo di temperatura in cui viene misurato, delle dimensioni misurate e del flusso del materiale quando è stato stampato il provino. La figura 29 evidenzia l’effetto della temperatura e della direzione di flusso sul coefficiente di dilatazione della resina UDEL P-1700. Poiché questa resina è amorfa e non caricata, il coefficiente non evidenzia alcuna sostanziale dipendenza dalla direzione di flusso e soltanto una leggera dipendenza dalla temperatura. La figura 30 evidenzia questa relazione per la resina UDEL GF-110 (rinforzata con il 10% di fibra di vetro). L’effetto del rinforzo si evidenzia soprattutto nella direzione di flusso, in quanto le fibre di vetro allineate in tale direzione ritardano la dilatazione termica e riducono il coefficiente. In direzione perpendicolare al flusso, cioè nella direzione trasversale, il coefficiente è sostanzialmente identico a quello della resina non caricata. I coefficienti per la resina UDEL GF-120 (rinforzata con il 20% di fibra di vetro) sono riportati in figura 31. L’influenza dell’orientamento della fibra di vetro nella direzione di flusso è evidenziata dalla sostanziale riduzione del CLTE in tale direzione. In figura 32 sono riportati i coefficienti della resina UDEL GF-130 (rinforzata con il 30% di fibra di vetro). Le fibre di vetro riducono sostanzialmente la dilatazione nella direzione di flusso a circa la metà rispetto a quella di una resina non caricata. La geometria dei provini accentua la tendenza delle fibre di vetro a orientarsi nella direzione di flusso. Nel componente reale, è probabile che il modello del flusso sia più complesso e il coefficiente di dilatazione reale si trovi tra i valori riportati. Proprietà termiche – 24 – Solvay Advanced Polymers
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