Chimica INDUSTRIALE

Analisi chimica
L'analisi chimica, necessaria per l'identificazione del polimero viene effettuata in spettrofotometria FTIR.
Mediante analisi con lo spettrofotometro FTIR, si ottiene lo spettro infrarosso del polimero; tale spettro viene confrontato con gli spettri contenuti nella banca dati: al termine della ricerca vengono evidenziati gli spettri aventi la maggiore correlazione con quello del campione analizzato e per ogni spettro viene fornito l'indice di correlazione con lo spettro incognito. L'utilizzo di questa tecnica, unitamente all'esperienza dell'operatore, porta ad identificare correttamente il tipo di polimero.
Altre metodiche consentono di determinare caratteristiche come: densità, carica inorganica, assorbimento d'acqua, resistenza chimica, ecc.

Calorimetria a scansione differenziale DSC
Le più comuni applicazioni di questa tecnica, che si basa sulla rilevazione dei fenomeni esotermici ed endotermici che avvengono nel materiale posto nel calorimetro, riguardano la determinazione della temperature di fusione e di transizione vetrosa, del calore specifico e lo studio della cinetica di cristallizzazione di materiali a matrice polimerica.
I dati così rilevati vengono registrati in una curva caratteristica detta termogramma.

Analisi termogravimetrica TGA
Queste tecniche analitiche sono particolarmente indicate per la determinazione del calore specifico, della temperatura di fusione, cristallizzazione ed entalpia associata, della temperatura di transizione vetrosa (Tg), della stabilità termica (perdita in peso in funzione della temperatura).
Può quindi essere utile per valutare il grado di purezza di un prodotto o anche della percentuale di fillers nei polimeri.

Temperatura di rammollimento VICAT
Mediante questa prova si può determinare il comportamento di materiali termoplastici al rammollimento che si verifica in seguito al riscaldamento.

CARATTERISTICHE MECCANICHE
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Le caratteristiche meccaniche del polimero devono essere determinate su provette standard.

Resistenza a trazione, compressione, flessione
I valori caratteristici ottenuti da queste prove, forniscono importanti indizi circa il comportamento alla resistenza meccanica ed allungamento dei materiali polimerici.
Allo scopo utilizziamo macchine prova materiali in grado di coprire il campo di misura compreso tra 10 N fino a 600 kN, con velocità di prova regolabile, corredate da estensimetri elettronici.
I dati ottenibili sono:
- resistenza alla trazione
- allungamento
- resistenza alla compressione
- resistenza alla flessione
- modulo elastico

A volte il committente non è interessato solo alle caratteristiche meccaniche del polimero quanto a quelle del prodotto finito. In questo caso si può procedere alla determinazione della resistenza a trazione, a compressione, a flessione del campione tal quale. Le determinazioni che possono essere corredate da grafico carico-deformazione, possono riguardare diversi prodotti; ecco alcuni esempi:
- O' Ring in gomma;
- catene realizzate con maglie in materiale plastico;
- sostegni;
- cerniere;
- contenitori
- qualsiasi oggetto che possa convenientemente essere inserito nella macchina di prova.

Tali prove possono essere utilizzate anche per verificare l'omogeneità di un lotto di campioni.

Durezza
I metodi di prova della durezza sono basati sul comportamento alla penetrazione. Contrariamente a quanto avviene nei metalli, nei polimeri, a causa dell'elevato recupero elastico, le deformazioni si misurano sotto carico, secondo tempi stabiliti. Esistono diverse scale di durezza utilizzabili in funzione del tipo di polimero. In Eurolab siamo in grado di eseguire determinazioni di durezza nelle seguenti scale:
- Brinell
- Shore A
- Shore D
In casi particolari possono essere eseguite anche durezze secondo le scale
- Rockwell
- Vickers

CARATTERISTICHE FUNZIONALI
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Resistenza ai liquidi
La prova, che si applica soprattutto a gomma, consiste nel rilevare la variazione di alcune caratteristiche del campione (peso, durezza, volume) quando questo viene posto a contatto con il liquido di prova e si dimostra particolarmente utile per valutare la resistenza di OR, guarnizioni ed altri elementi quando vengono a contatto con oli lubrificanti, o idraulici, combustibili, ecc.
Il metodo applica una procedura per l'esposizione di provini agli effetti di liquidi in condizioni definite di:
- tipo di liquido (liquido ASTM o liquido proposto dal committente)
- temperatura del liquido
- tempo di immersione
Il possibile deterioramento del campione viene determinato misurando le variazioni delle proprietà fisiche prima e dopo l'immersione nel liquido di prova.
La prova può essere eseguita secondo la norma ASTM D 471-98 o altri metodi concordati con il committente.
In pratica si determinano le caratteristiche sul campione tal quale dopo di ché lo si immerge nel liquido di prova termostatato ad una determinata temperatura. Il campione viene lasciato nel liquido per un certo numero di ore dopo di ché ne viene estratto ed asciugato. Vengono quindi ripetute le stesse prove eseguite in precedenza andando poi a rilevare le variazioni subite dalle varie caratteristiche.

Compression Set
Questo tipo di prova si applica particolarmente agli OR in gomma ed in generale trova applicazione quando si abbia la necessità di valutare componenti soggetti a stress da compressione in liquido o in aria.
La prova viene eseguita secondo la normativa ASTM D395.
Viene misurato lo spessore iniziale del campione mediante un micrometro digitale con unità di formato 0.001 mm.
Il campione viene poi inserito tra le piastre di una pressa, tra opportuni spaziatori di altezza inferiore a quella del campione in ragione del rapporto di compressione che si intende applicare.
La pressa viene bloccata in tale posizione e, nel caso della prova in aria, inserita in camera termostatata alla temperatura di prova per un determinato numero di ore.
Nel caso della prova in liquido la pressa viene inserita in un recipiente contenente il liquido di prova ed il tutto viene inserito nella camera termostatata.
Al termine della prova la pressa viene estratta dalla camera termostatica, il campione viene liberato, asciugato se del caso, e lasciato a temperatura ambiente per 30 minuti.
Trascorsi i 30 minuti viene ripetuta la misurazione dello spessore del campione e viene quindi calcolato il valore di compression set: in pratica si ha il dato espresso come percentuale di flessione residua rispetto alla flessione indotta.

COLORE
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E' possibile determinare il colore assoluto e/o la differenza di colore di campioni polimerici attraverso i parametri L*a*b* dello spazio colore CIELab. La determinazione viene eseguita mediante spettrofotometro.
La prova può essere particolarmente utile per valutare le variazioni di colore prodotte sul campione da processi di invecchiamento accelerato per esposizione alla luce e/o ad ambienti simulanti condizioni varie.