Roberto Raia Prof. Claudio De Rosa Dott. Marco Corradi Università degli studi di Napoli “Federico II” Corso di Laurea in Chimica Industriale Progetto “Lauree Scientifiche” INFLUENZA DELLA CRISTALLIZZAZIONE SULLE PROPRIETA’ FISICHE E MECCANICHE DI UN CAMPIONE DI UN COPOLIMERO PROPILENE-BUTENE Studente: Tutori: Roberto Raia Prof. Claudio De Rosa Dott. Marco Corradi

I polimeri Il termine polimero deriva dal greco (polùs=molte mèros=parti). Un solido polimerico è un materiale che contiene numerose parti o unità legate chimicamente tra loro, collegate a loro volta in modo da formare un solido.

I polimeri cristallini Con la solidificazione le catene polimeriche si organizzano in regioni cristalline. Il modello con cui i polimeri cristallizzano è definito “a catena ripiegata”, cioè la cristallizzazione avviene in una struttura ordinata che dà luogo a cristalli di forma lamellare. I polimeri possono cristallizzare Nella situazione reale: I cristalli sono imperfetti (solo piccoli tratti di catena cristallizzano) Più catene diverse concorrono a formare le lamelle (difficile separare le parti amorfe da quelle cristalline)

Obiettivi Studiare le proprietà fisiche e meccaniche di un campione copolimero propilene-butene con un contenuto di butene del 38% valutare in particolare come la cristallizzazione influenzi le proprietà fisiche finali del nostro materiale

Diffrattometro automatico per polveri Philips Con questo macchinario è possibile l’analisi del campione ai raggi X. Questa tecnica permette di conoscere la quantità, il tipo e la dimensione dei cristalli di un materiale polimerico.

Raggi X del campione tal quale I raggi X vengono deviati dal campione secondo gli angoli caratteristici indicati dai picchi (12°, 16° e 21°). Possiamo inoltre valutare la cristallinità del campione, individuando la parte amorfa nella parte sottostante i picchi e quella cristallina nei picchi stessi. xc = grado di = 35 % cristallinità

Analisi calorimetrica al DSC del campione tal quale Analisi calorimetrica al DSC del campione tal quale. Dal grafico si ricava il punto di fusione, a circa 71° e le Tg, la temperature di transizione vetrosa, ossia le temperature al di sotto delle quali il campione assume comportamento fragile.

Con la pressa Carver abbiamo creato un film di campione; l’analisi ai RX evidenzia che il campione è amorfo (assenza dei picchi osservati nel talquale). Film amorfo

Monitoraggio della cristallizzazione del film pressofuso attraverso misure ai raggi X In questo grafico si osserva come il film amorfo cristallizzi nel tempo, come mostrato dalla crescita progressiva dei picchi (che indica l’aumento della cristallinità del campione).

Il campione appena preparato (amorfo) è poco rigido (bassa pendenza del tratto iniziale della curva) ma molta duttile (si allunga fino al 700%). Il campione presenta un buon ritorno elastico e dopo la rottura l’allungamento si riduce a circa il 200%.

Tuttavia il campione continua a presentare buone proprietà elastiche . Dopo una settimana il campione polimerico diventa molto più rigido e visibilmente più opaco (segni evidenti della cristallizzazione avvenuta); mentre l’allungamento è inferiore (< 600 %). Tuttavia il campione continua a presentare buone proprietà elastiche . la rigidità è confermata dalle differenze e nella parte iniziale della curva sforzo-deformazione e

Confronto tra le curve sforzo-deformazione per il polimero amorfo e cristallino