Risposta - Corsi a Distanza

Transcript

MATERIALI
Unità 4 – Materiali polimerici; elastomeri; filmogeni; adesivi
UNITA’ 4 - MATERIALI POLIMERICI; ELASTOMERI; FILMOGENI; ADESIVI
Risposta 4.1
E’ richiesta la presenza nel monomero di un doppio legame fra due atomi di carbonio; il polimero
ha la stessa composizione del monomero
Risposta 4.2
E’ richiesta la presenza nel monomero o nei monomeri di due gruppi funzionali monovalenti reattivi
o di un gruppo funzionale bivalente;la composizione del polimero è diversa da quella del monomero
o dei monomeri in quanto nella policondensazione si eliminano molecole semplici
Risposta 4.3
E’ richiesta la presenza di due monomeri, ciascuno con due gruppi reattivi; il polimero ha la stesssa
composizione della somma dei monomeri; nella polimerizzazione si verifica solo un
riarrangiamento degli atomi
Risposta 4.4
E’ richiesta la presenza nel monomero di due doppi legami fra atomi di carbonio separati da un
legame semplice; nella polimerizzazione uno dei doppi legami è utilizzato per la polimerizzazione e
il secondo prende il posto del legame semplice
Risposta 4.5
Un polimero termoplastico solido rammolisce se viene riscaldato per riacquistare la
consistenza iniziale a seguito di un raffreddamento; il ciclo può essere ripetuto infinite volte
Un polimero termoindurente rammolisce una sola volta, quando viene realizzato il
componente; successivamente solidifica in via definitiva e non può più essere rammolito
Risposta 4.6
1.
1.
2.
3.
4.
Polipropilene testa-coda
Polipropilene testa-testa
Polipropilene isotattico
Polipropilene sindiotattico
Polipropilene atattico
1
MATERIALI
Risposta 4.7
Il grado di polimerizzazione è il numero di monomeri presenti in una macromolecola
Il polipropilene ha formula CH2=CH-CH3 e peso molecolare 42.
In una macromolecola con peso molecolare 840000 sono presenti 840000/42=20000 monomeri
(grado di polimerizzazione)
Ogni monomero contribuisce alla lunghezza della catena principale per 2·1,5= 3 Å= 3·10-10 m
La catena principale è lunga 3·10-10 · 20000= 6·10-6 m = 6 µm
Risposta 4.8
Il grado di cristallinità è la percentuale in volume di polimero ordinato sotto forma di cristalliti, nei
quali le macromolecole sono disposte per alcuni tratti parallele le une alle altre, rispetto al volume
totale .
All’aumentare del grado di cristallinità aumenta il modulo elastico, la resistenza a trazione , la
densità, la temperatura d’impiego
Risposta 4.9
I copolimeri possono essere:
Casuali: i diversi monomeri si susseguono senza alcun ordine
Regolari: i monomeri si susseguono alternandosi con regolarità
A blocchi: ciascun monomero forma brevi tratti di catena polimerica; i tratti di monomeri
diversi si saldano poi tra di loro
A innesto: un monomero forma la catena polimerica principale, mentre un secondo monomero
forma catene laterali
Sulle proprietà di un copolimero sono influenti la qualità dei monomeri, il loro rapporto quantitativo
e la tipologia di copolimerizzazione
Risposta 4.10
Hanno carichi di snervamento e resistenze a trazione modesti.
Le proprietà meccaniche decadono rapidamente all’aumentare dalla temperatura, specie nei
polimeri non polari.
Hanno densità modeste, che difficilmente superano 2g/cm3.
Sono chimicamente abbastanza inerti e poco solubili nei comuni solventi.
Presentano bassa conducibilità termica e alta dilatazione termica.
Sono facilmente formabili e giuntabili.
Quelli non polari mostrano bassi valori di costante dielettrica relativa e di perdite dielettriche.
Risposta 4.11
Additivi plastificanti: migliorano lavorabilità e flessibilità.
Additivi rinforzanti: migliorano la resistenza a trazione, a flessione, all’urto, alle alte
temperature, all’usura.
Additivi riempitivi: riducono i costi e possono anche migliorare la resistenza termica, la
stabilità dimensionale, la resistenza all’abrasione.
2
MATERIALI
Additivi antiossidanti: migliorano la stabilità contrastando il degrado provocato dall’ossigeno e
favorito dal calore e dalle radiazioni luminose, specie ultraviolette.
Additivi lubrificanti: migliorano, durante la formatura, lo scorrimento delle mescole
polimeriche negli stampi.
Additivi coloranti, rigonfianti, antistatici, ignifughi.
Risposta 4.12
Stampaggio per iniezione sotto forti pressioni di mescole fluidificate in stampi freddi dove
solidificano; sono possibili anche stampaggi successivi di strati con differenti proprietà.
Termoformatura : formatura a caldo di fogli di mescole o di polveri con un punzone di
formatura o mediante pressione di gas dall’alto o mediante aspirazione di aria dal di sotto.
Estrusione: la mescola fluidificata con un riscaldamento viene forzata da una vite senza fine a
fuoriuscire in modo continuo da un sagomatore che la modella e la raffredda; si possono anche
coestrudere più strati di polimeri diversi.
Estrusione con soffiatura: all’uscita dall’estrusore la mescola ancora calda e formabile viene
introdotta in uno stampo chiuso e fatta espandere con un getto d’aria fino a farla aderire a uno
stampo.
Calandratura: le mescole rammollite vengono forzate tra cilindri rotanti fino a raggiungere lo
spessore desiderarto; possono incorporare carta, tessuti, fibre metalliche o ricevere una
particolare finitura superficiale.
Risposta 4.13
Stampaggio a iniezione: la mescola plastificata a caldo viene trasferita sotto pressione in uno
stampo caldo dove subisce un processo di reticolazione che la modella irreversibilmente
Stampaggio per inietto-reazione: due componenti liquidi di una mescola vengono miscelati e
subito dopo iniettati in uno stampo dove reticolano e solidificano.
Compressione: fra due semistampi caldi montati su una pressa viene interposta la mescola in
polvere o sotto forma di stuoia impregnata; il materiale viene fluidificato, compattato e
reticolato sotto pressioni elevate.
Pultrusione: è un estrusione-trafilatura di mescole rinforzate con fibre o con tessuti che
vengono tirate attraverso uno stampo riscaldato dove avviene la reticolazione sotto un carico a
trazione.
Stampaggio rotazionale: la mescola in polvere viene introdotta in uno stampo che viene posto
in rotazione e riscaldato, i polimeri rammoliscono, si adagiano sulla superficie dello stampo e
reticolano.
Risposta 4.14

Il tipo e l’entità della sollecitazioni meccaniche che dovranno sopportare
Le temperature massime e minime di funzionamento
L’aggressività dell’ambiente in cui dovranno operare
Le tecnologie di formatura da adottare
Il costo dei materiali, della trasformazione, della prototipazione
I requisiti di finitura superficiali richiesti
La possibiltà di regolare il grado di cristallinità
Le tolleranze dimensionali ammesse
3
MATERIALI
Le problematiche connesse con l’eventuale presenza di inserti metallici
Le modalità di assemblaggio e giunzione
Lo smaltimento a fine vita dei componenti
Risposta 4.15

Sono chimicamente inerti e quindi poco reattivi, anche rispetto all’ossigeno.
Sono resistenti all’acqua e impermeabilizzanti, in quanto idrorepellenti.
Sono stabili fino a temperature relativamente elevate (~ 250°C).
Quelli liquidi hanno viscosità modeste anche a basse temperature.
Sono utilizzabili anche come fluidi idraulici o come additivi antischiuma.
Risposta 4.16
Consiste in un’operazione mediante la quale un materiale plastico costituito da catene polimeriche
viene trasformato in un materiale elastico per il formarsi di legami trasversali tra le catene.
Spesso i legami trasversali sono costituiti da atomi di zolfo addizionati su doppi legami presenti nei
polimeri; essi si allungano sotto sforzo, consentendo una deformazione elastica, ma ritornano nella
condizione iniziale una volta venuta meno la sollecitazione.
Risposta 4.17
Il materiale polimerico da vulcanizzare, presente per circa il 44%.
Gli additivi rinforzanti, in primo luogo il nerofumo, che migliorano le proprietà meccaniche,
spesso con particolare riguardo alla resistenza all’usura (nei pneumatici), presenti per circa il
42%.
Gli additivi plastificanti, aggiunti per ridurre la viscosità delle mescole e facilitare la formatura,
presenti per circa il 9%.
Gli additivi antiossidanti, aggiunti per contrastare il deterioramento delle proprietà meccaniche
determinato da ossigeno e ozono, presenti per circa l’1%.
Gli additivi vulcanizzanti, presenti per circa il 2%, necessari per i collegamenti elastici tra le
macromolecole.
Gli additivi acceleranti, presenti per circa il 2%, aggiunti per accelerare il processo di
vulcanizzazione.
Risposta 4.18
La densità che può variare da 1,18 g/cm3 per le gomme tenere a 1,28 g/cm3 per quelle dure.
La conducibiltà termica, generalmente mediocre.
la dilatazione termica, generalmente elevata.
il comportamneto a basse temperature (irrigidimento).
il carico e l’allungamento a rottura per valutare la qualità delle mescole, l’andamento della
vulcanizzazione, la resistenza al deterioramento in esercizio.
la durezza, per valutare la resistenza all’usura abrasiva.
la capacità di smorzare le vibrazioni nelle applicazioni in cui agiscono come antivibranti.

4
MATERIALI
la resistenza all’invecchiamento provocato da ossigeno, ozono, luce, calore, umidità, liquidi
aggressivi ( benzina, oli minerali).
Risposta 4.19
I materiali filmogeni vengono applicati su superfici per proteggerle dalla corrosione e per
migliorare l’aspetto estetico.
Sono costituiti da più strati sovrapposti di cui:
− uno strato definito “fondo” o “primer” che deve aderire alle superfici per facilitare
l’adesione degli strati più esterni.
− un eventuale strato intermedio per agganciare allo strato di fondo gli strati esterni di
finitura.
− lo strato esterno di copertura o di finitura costituito da un materiale polimerico
destinato a formare un film compatto e flessibile a base di resine poliestere, acriliche,
poliuretaniche e contenente le sostanze coloranti; di esso fanno parte il filmogeno
vero e proprio, il solvente, il diluente, il plastificante; può essere ricoperto con una
vernice trasparente.
Risposta 4.20
La funzione degli adesivi è quella di assemblare componenti non altrimenti congiungibili
garantendo una buona distribuzione delle sollecitazioni; un’adeguata rigidezza, un contenimento
della rumorosità attraverso lo smorzamento delle vibrazioni, l’assenza di sollecitazioni localizzate
capaci di innescare cricche, l’assenza di antiestetiche irregolarità superficiali
Risposta 4.21
Essere facilmente spalmabili e aderire fortemente alle superfici.
Essere dotati di una forte coesione interna.
Lo spessore da adottare e l’entità della sovrapposizione in lunghezza e profondità delle parti da
assemblare.
La temperatura di applicazione.
I tempi e le tecnologie per la polimerizzazione e l’indurimento.
La resistenza al dilavamento, all’attacco di agenti esterni a temperature relativamente elevate.
Il costo delle materie prime e dell’applicazione.
Risposta 4.22
Sono sotanze chimicamente poco reattive, dotate di sufficiente fluidità per poter penetrare sotto
modeste pressioni in cavità ristrette, resistenti alle radiazioni ultraviolette e quindi stabili anche
all’aperto.
Sono costituiti da materiali polimerici che si consolidano nel tempo assumendo una struttura
reticolata insolubile, spesso a seguito di una reazione con l’umidità presente nell’aria.
Per consentire questa reazione occorre che l’adesivo sia permeabile al vapor d’acqua e che il
suo spessore sia contenuto per evitare tempi eccessivi di reticolazione.
5