Nella scienza dei materiali, l’HDT (Heat Distortion Temperature) è un parametro per la caratterizzazione delle proprietà termiche dei polimeri di cui indica la temperatura di inflessione per calore.
Va detto, infatti, che i materiali plastici e termoplastici sono particolarmente sensibili al calore: si ammorbidiscono al riscaldamento e si solidificano raffreddando. Le ragioni di tale malleabilità devono essere ricercate nella loro struttura molecolare, composta da molecole di grandi dimensioni tenute insieme da legami deboli che si rompono facilmente con l’innalzamento della temperatura.
Ciò fa sì che la caratteristica principale dei materiali plastici consista proprio nel reagire alle elevate temperature, rammollendo fino al punto di diventare simili a un fluido viscoso. In questo stato termodinamico, le plastiche sono estremamente modellabili e adattabili a progettare una serie pressoché infinita di prodotti, a cui potrà essere impressa la forma desiderata per semplice raffreddamento. Si tratta di un processo ripetibile che può essere ripetuto più e più volte a seconda del materiale.
Proprio per questa loro evidente versatilità, i materiali plastici hanno preso sempre più piede nei diversi settori produttivi, da quello biomedicale a quello dell’automotive, sostituendosi spesso ai componenti metallici, pur non garantendo le stesse prestazioni in termini di resistenza.
Di qui la difficoltà degli ingegneri progettisti di rivedere il loro approccio, avendo a che fare con materiali sensibili alle elevate temperature anziché con materiali termoresistenti come i metalli. Di qui anche l’urgenza di certificare le proprietà termiche dei materiali plastici e termoplastici impiegati, al fine di individuare con precisione la temperatura prossima alla transizione termica, ovvero alla perdita della consistenza solida del materiale plastico. Due i test utilizzati per determinare il grado di resistenza al calore di un polimero: l’HDT Test e il Test Vicat.
Entrambi forniscono indicazioni precise sul punto di rammollimento di un campione plastico. Dove per punto di rammollimento s’intende quel particolare stato termodinamico al raggiungimento del quale un materiale che non abbia un punto di fusione definito (come, ad esempio, un materiale plastico) comincia a modificare il proprio stato di aggregazione da solido a fluido.
HDT e Vicat Test: quali differenze
In entrambe le prove il provino – una barretta a sezione rettangolare conforme alla norma di riferimento – viene immerso in un bagno termostatico. La temperatura del bagno viene aumentata uniformemente di 120 °C / ora, affinché il campione rammollisca e raggiunga la deformazione desiderata.
Nell’HDT test il provino viene sottoposto a un carico in corrispondenza delle estremità e del centro. L’HDT (temperatura di flessione termica) indica infatti la massima temperatura alla quale il provino, sottoposto ad uno specifico carico a flessione, raggiunge una deformazione pari allo 0,2%. Frequentemente è utilizzato il test HDT-A che prescrive l’applicazione di un carico di 1,8MPa.
Durante il Vicat Test, invece, il campione viene attraversato da un penetratore circolare con sezione trasversale di 1 mm² sottoposto a un carico di 10 N o 50 N. La temperatura alla quale il penetratore entra nel materiale alla profondità di 1 mm coincide con la temperatura di Vicat, intesa come la temperatura alla quale ha inizio il rammollimento graduale del provino all’aumentare della temperatura.
HDT Test: strumenti di prova
Operativa nel settore della caratterizzazione dei materiali, AMSE Srl offre una vasta gamma di strumenti scientifici della temperatura HDT con versioni a 2, 3, 4 e 6 stazioni indipendenti, a sollevamento manuale o automatico motorizzato. Disponibili con PC da tavolo o interfaccia Touch Screen per:
- l’immissione dei parametri di prova
- il monitoraggio della prova su ogni singola stazione
- la lettura dei risultati
- il salvataggio dei parametri e dei risultati di prova su chiavetta USB (o altra unità di memoria esterna) per la gestione con software in dotazione.
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AMSE HDT/Vicat
AMSE propone una gamma completa di strumenti scientifici per la determinazione delle temperature HDT e Vicat dei materiali polimerici.
