Effetto della temperatura sul comportamento statico e a fatica di materiali polimerici

Utilizzati in numerose e diverse applicazioni, i materiali polimerici presentano caratteristiche meccaniche molto variabili, a seconda della composizione della miscela di polimeri. In particolare, queste peculiarità variano notevolmente in funzione della temperatura. In questo articolo sono stati caratterizzati a fatica, a tre livelli di temperatura, due materiali polimerici termoplastici comunemente utilizzati per applicazioni veicolistiche: una resina ABS (Acrilonitrile-Butadiene-Stirene) e un PC-ABS (Acrilonitrile-Butadiene-Stirene con aggiunta di Policarbonato).

ABS e PC-ABS sotto la lente

I materiali polimerici vengono utilizzati in moltissime applicazioni, talvolta anche con compiti strutturali. Questi materiali presentano caratteristiche meccaniche molto variabili a seconda della composizione della miscela di polimeri e, in particolare, queste caratteristiche variano notevolmente in funzione della temperatura.

Per quanto riguarda le caratteristiche statiche, in letteratura o chiedendo ai fornitori di questi materiali, è possibile trovare facilmente i dati a temperatura ambiente. Più raro è trovare la caratterizzazione statica ad alte e basse temperature.

Il comportamento a fatica è meno investigato e la quantità di dati e lavori sull’argomento risulta decisamente più scarsa, in particolar modo per quanto riguarda l’effetto della temperatura sul comportamento a fatica.

In questo lavoro sono stati caratterizzati a fatica, a tre livelli di temperatura, due materiali polimerici termoplastici comunemente utilizzati per applicazioni veicolistiche:
1. una resina ABS (Acrilonitrile-Butadiene-Stirene);
2. un PC-ABS (Acrilonitrile-Butadiene-Stirene con aggiunta di policarbonato).

L’ABS è un copolimero ottenuto dalla polimerizzazione di stirene con acrilonitrile e polibutadiene in proporzioni variabili. Il PC-ABS, essendo un miscuglio di ABS e policarbonato (PC) in proporzioni variabili, presenta caratteristiche generalmente migliori del solo Acrilonitrile-Butadiene-Stirene.

Questi due materiali, presentano caratteristiche diverse a seconda delle proporzioni con sono presenti i diversi componenti. In particolare, in questo lavoro e stato utilizzato un ABS prodotto dalla Ravago Group e commercializzato come SicoflexS460; questo materiale ha una densità di 1,04 g/cm3 e una temperatura di transizione vetrosa di circa 96°C. Come PC-ABS è stato utilizzato il Cycoloy1200HF prodotto dalla Sabic; il suo peso specifico è 1,15 g/cm3 e la sua temperatura di transizione vetrosa è di circa 125°C.

 

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