La prova di trazione è una prova di caratterizzazione che riveste una grande importanza, perché consente di esaminare il comportamento dei materiali polimerici sottoposti a prove di resistenza a trazione e valutarne la struttura. I risultati così ottenuti vengono utilizzati per
- implementare le attività di controllo qualità (QC), determinando fra le varie specie di polimeri, quale si presta meglio ad un’applicazione in termini di proprietà fisico meccaniche.
- sviluppare nuovi materiali, manipolando le proprietà di un materiale polimerico
Pensiamo ad esempio ai polimeri naturali (proteine, cellulosa ed altre sostanze) contenuti in diversi cibi: cambiando la loro consistenza, non si altera il sapore di un cibo ma, si può influire decisamente sulla sua gradevolezza nella masticazione.
Visto, pertanto, la crucialità del discorso, ci occuperemo in questo articolo e nel prossimo di tutti gli aspetti fondamentali che riguardano questa prova.
Prova di trazione sui polimeri e comportamenti diversi
Come illustrato dal diagramma 1, i polimeri sottoposti a trazione mostrano comportamenti diversi a seconda delle loro caratteristiche.
Volendo fare qualche esempio, i materiali duttili presentano generalmente un limite di snervamento o yeld point (un punto cioè, in cui il materiale inizia a deformarsi plasticamente, passando da un comportamento elastico reversibile ad un comportamento plastico caratterizzato dallo sviluppo di deformazioni irreversibili). Al contrario, molti materiali fragili non mostrano transizione tra comportamento elastico e plastico.
Altri polimeri possono non mostrare deformazione elastica e, pertanto, in questi casi non è possibile calcolare il modulo di elasticità o modulo di Young (cioè il rapporto tra lo sforzo applicato e la deformazione che ne deriva). Tuttavia, si può calcolare il modulo secante (cioè la pendenza della retta passante per l’origine ed un qualsiasi punto della curva carico – allungamento).
Altri polimeri ancora, tipo gomme ed elastomeri, sono caratterizzati da grandi allungamenti, mentre certi materiali fragili hanno deformazioni minime e la loro curva carico-deformazione è lineare fino a rottura.
La prova di trazione ed il diagramma Sforzo – Deformazione (Stress – Strain diagram) che da essa si può ricavare, consente proprio di valutare le proprietà di resistenza a trazione dei polimeri. Vediamo come.
Processo di funzionamento
Le proprietà di resistenza a trazione di un polimero vengono valutate collegando un provino ad una macchina a trazione mediante l’uso di apposite morse. Le morse vengono sottoposte a spostamento relativo, esercitando così una trazione sul provino fino alla sua rottura.
Durante questa fase vengono misurati sia la forza applicata che la deformazione del provino e, siccome si conosce la sezione iniziale del provino, è possibile calcolare lo sforzo unitario s e l’allungamento unitario o deformazione e e di metterli in relazione in un diagramma.
Il software di gestione permette di ricavare numerose informazioni tra le quali le più comuni sono:
- Forza massima applicata (N)
- Carico di rottura (MPa)
- Carico di snervamento (Mpa)
- Modulo elastico (MPa)
Prova di trazione sui polimeri e macchine di prova
AMSE azienda specializzata da anni nella fornitura di macchine di prova dei materiali, offre una grande varietà di macchine a trazione a seconda della normativa di riferimento e dell’applicazione.
Macchine di prova a trazione per polimeri
Macchine di prova a trazione in temperatura
Macchine di prova a trazione sui prodotti tessili
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Macchine di prova a trazione sui film plastici
