LABORATORIO DI INGEGNERIA DEI POLIMERI TEMI DI RICERCA Andrea Pavan Marta Rink Roberto Frassine...

LABORATORIO DI INGEGNERIA DEI LABORATORIO DI INGEGNERIA DEI POLIMERIPOLIMERI

TEMI DI RICERCATEMI DI RICERCA

Andrea PavanMarta Rink

Roberto FrassineClaudia Marano

Francesco BriaticoLuca Andena

Francesco CaimmiChiara Marchesi

strutturastruttura proprietàproprietà applicazioniapplicazioni

LABORATORIO DI INGEGNERIA DEI LABORATORIO DI INGEGNERIA DEI POLIMERIPOLIMERI

Laboratorio di Ingegneria dei PolimeriLaboratorio di Ingegneria dei Polimeri

STUDIO DELLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI STUDIO DELLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI POLIMERICIPOLIMERICILa risposta meccanica dei polimeri dipende da storia di La risposta meccanica dei polimeri dipende da storia di

sollecitazione e ambiente:sollecitazione e ambiente:

Per la progettazione sono necessari:Per la progettazione sono necessari:

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

0.5 MPa1.0 MPa1.5 MPa2.0 MPa3.0 MPa4.0 MPa

log(

Ced

evol

ezza

(Pa-1

))

log (t/aCco

2

(s))

0 1 2 3 4 5-3

-2

-1

0

1

2

log(

a CC

O2)

Pressione (MPa)

RJ1

Dati affidabiliDati affidabili Modelli adeguatiModelli adeguati Procedure di calcoloProcedure di calcolo



Alcuni esempi applicativiAlcuni esempi applicativi

STUDIO DELLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI STUDIO DELLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI POLIMERICIPOLIMERICI

Integrità strutturaleIntegrità strutturale

INTEGRITÀ STRUTTURALE (FRATTURA)INTEGRITÀ STRUTTURALE (FRATTURA)

Prove MeccanicheProve Meccaniche

Esame Superfici di FratturaEsame Superfici di Frattura

Misure otticheMisure ottiche

Simulazioni NumericheSimulazioni Numeriche




CompositiCompositi



MATERIALI COMPOSITIMATERIALI COMPOSITI




ElastomeriElastomeri

CompositiCompositi


applicazioni in applicazioni in svariati campisvariati campi

caratteristiche e prestazioni caratteristiche e prestazioni diverse a seconda dell’utilizzodiverse a seconda dell’utilizzo

necessità di necessità di bilanciamento di bilanciamento di

esigenze contrastantiesigenze contrastanti

durata vs. aderenzadurata vs. aderenza


ELASTOMERIELASTOMERI





CompositiCompositi

ImpattoImpatto


IMPATTOIMPATTO

Carico

Deformazione

t (ms)

Determinazione della Determinazione della tenacità in condizioni di tenacità in condizioni di

impattoimpatto





CompositiCompositi

ImpattoImpattoTessutiTessuti



TESSUTITESSUTI

misure di perm

eabilità

misure di perm

eabilità

trattametrattamenti nti

antipiegaantipiega

impregnazioimpregnazione di tessutine di tessuti

caratterizzazione di filati caratterizzazione di filati innovativiinnovativi





CompositiCompositi



ScratchScratch

Velocita` Vtip

Carico Fn

Geometria della punta

RFt d

Topografia della superficie

Controllo: carico e velocità

Cutting Wedge

formationPloughing

Misura: forza di scratch Ft e penetrazioneClassificazione dei modi di

scratch

Vtip, Fn

T, R

Calcolo coefficiente di attrito μ=Ft/Fn μ= μ(T, Vtip, P, R…)

Prova di scratch


ModellazioneModellazione

SCRATCHSCRATCH





CompositiCompositi



ScratchScratch

Attrito e usuraAttrito e usura

ATTRITO E USURAATTRITO E USURA

TRIBOLOGIATRIBOLOGIA: studio delle proprietà meccaniche di superficiestudio delle proprietà meccaniche di superficie

Bronze

bearing

Thermoplastic

bearing with

reinforcing fibers

and solid lubricant

COMPOSITI A FIBRA CORTACOMPOSITI A FIBRA CORTA

relazioni relazioni struttura-proprietà struttura-proprietà

(orientamento - tenacità)(orientamento - tenacità)

approccio di meccanica della approccio di meccanica della frattura frattura

in condizioni di impattoin condizioni di impatto

sviluppo di metodi di sviluppo di metodi di caratterizzazione caratterizzazione

standardstandard

micromeccanica micromeccanica del del

danneggiamentodanneggiamento

TESI DISPONIBILITESI DISPONIBILI


Comportamento Comportamento reologicoreologico

ComportamentoComportamentomeccanicomeccanico

Polimero in soluzionePolimero in soluzione

correlazionecorrelazione

Filato/tessutoFilato/tessutofilaturafilatura

•Acetato di cellulosa da scarti vegetali: comportamento Acetato di cellulosa da scarti vegetali: comportamento reologico di sue soluzioni e proprietà meccaniche dei reologico di sue soluzioni e proprietà meccaniche dei corrispondenti filati o tessuti corrispondenti filati o tessuti

Impiego di fonti naturali alternative per la Impiego di fonti naturali alternative per la produzione/modifica di polimeri produzione/modifica di polimeri


Comportamento Comportamento reologicoreologico

ComportamentoComportamentomeccanicomeccanico

Polimero in soluzionePolimero in soluzione


Filato/tessutoFilato/tessutofilaturafilatura

•Acetato di cellulosa da scarti vegetali: comportamento Acetato di cellulosa da scarti vegetali: comportamento reologico di sue soluzioni e proprietà meccaniche dei reologico di sue soluzioni e proprietà meccaniche dei corrispondenti filati o tessuti corrispondenti filati o tessuti

Impiego di fonti naturali alternative per la Impiego di fonti naturali alternative per la produzione/modifica di polimeri produzione/modifica di polimeri

•KEBABS: Keratin-Based Composite BioplasticsKEBABS: Keratin-Based Composite Bioplastics

FFontiontirrinnovabiliinnovabili

di cheratinadi cheratina

PolimeroPolimerotermoplasticotermoplastico

CheratinaCheratinaeestratta dalla lanastratta dalla lana

Materiali compositi Materiali compositi con con modificatamodificata::-idrofilicità-idrofilicità-resistenza al fuoco-resistenza al fuoco-permeabilità-permeabilità……

Manufatti:Manufatti:-film-film-fibre-fibre

trasformazionetrasformazione

StruttuStrutturara

ProprietProprietàà



ENVIRONMENTAL STRESS CRACKINGENVIRONMENTAL STRESS CRACKING

sviluppo di sviluppo di metodi di metodi di

caratterizzazioncaratterizzazionee

approccio di meccanica della approccio di meccanica della frattura con la presenza di frattura con la presenza di

ambiente attivoambiente attivomeccanismi di meccanismi di danneggiamendanneggiamen

toto

fenomeni di fenomeni di diffusionediffusione

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/42/Crazes1.jpg

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