Prova di trazione di materiali polimerici

Fonte: Roberto Leon, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Virginia Tech, Blacksburg, VA

I materiali polimerici sono ampiamente utilizzati nelle strutture civili, con usi che vanno dai sigillanti molto morbidi ai tubi più rigidi nei sistemi idrici e delle acque reflue. La definizione più basilare di un polimero è una struttura molecolare con subunità ripetute. Il termine polimero deriva dal greco, dove "poly" significa molti, e "-mer" significa unità di base. I monomeri, o singoli mers, sono le unità ripetitive specifiche. Con i polimeri, la struttura, compresa la lunghezza della spina dorsale in carbonio e la flessibilità variabile, determinerà le proprietà del polimero. I polimeri sono classificati in 3 sottocategorie: materie plastiche, elastomeri e polimeri a barre rigide. Le materie plastiche sono ulteriormente suddivise in termoindurenti,che non si ammorbidiscono al riscaldamento, e termoplastici,che si ammorbidiscono quando riscaldati e si induriscono al raffreddamento. Inoltre, i termoplastici sono per lo più polimeri lineari o ramificati con poca o nessuna reticolazione, mentre i termoindurenti presentano una struttura 3D e hanno un'ampia reticolazione. Gli elastomeri, o gomme, sono lunghe catene a spirale e possono essere allungate al doppio della lunghezza originale, ma si contrarranno di nuovo alle dimensioni originali quando rilasciate, mentre i polimeri a barre rigide non si allungano e sono strutture cristalline forti.

In questo laboratorio, esamineremo diversi materiali polimerici, tra cui polietilene ad alta densità (HDPE), cloruri di polivinile (PVC), nylon e metacrilato di metile (acrilico) al fine di comprendere l'ampiezza e la diversità delle curve stress-deformazione per questi materiali e come le loro proprietà meccaniche influenzano le loro prestazioni.