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DEGRADAZIONE: TECNICHE DI INVECCHIAMENTO E ANALISI

I fenomeni di degradazione sono numerosissimi e coinvolgono un numero di variabili spesso molto più grande di quello che possiamo immaginare.

Lo studio di questi fenomeni coinvolge tutta l'analisi dei materiali.

Per questo, prima di intraprendere uno studio serio sulla degradazione è indispendabile farsi un'idea di quello che è lo "stato dell'arte" dell'argomento specifico consultando la letteratura relativa.

Ricordiamo che non sempre si vuole evitare una 'degradazione': ad esempio nel caso della biocompatibilità la degradazione è un fenomeno voluto e che deve essere controllato.

Degradazione termica in atmosfera inerte

In molti casi, soprattutto durante la lavorazione dei polimeri in macchine chiuse (es. estrusori), gli eventuali fenomeni di degradazione sono di tipo puramente termico; il modo di studarli più direttamente è quindi effettuare prove in assenza di ossigeno.

Strumentazione

Ci basta una buona stufa da vuoto ed eventualmente un po' di azoto.

Misura

Centratevi sulle temperature di interesse e lavorateci intorno. Ad esempio se processate a 230 °C, fate prove a 210°C, 230°C, 250 °C e 270 °C.
Per i tempi di degradazione vale lo stesso discorso.

L'analisi di ciò che succede va fatta con le tecniche appropriate, spesso le prove meccaniche e l'infrarosso, oltre all'analisi visiva, sono buoni strumenti.

Degradazione termica in aria-ossigeno

Dopo aver capito cosa succede in assenza di ossigen, provate a degradare in aria/ossigeno.
Le regole sono le stesse di prima, ma vi accorgerete delle differenze.

Degradazione termica in ambienti particolari

Se i vostri materiali verranno a contatto, durante la trasformazione o l'uso, con sostazne particolare (ad esempio pensate ai cavi che trasportano la benzina nella macchina), le vostre prove dovranno tenerne conto e dovrete adottare particolari accorgimenti per le vostre prove di invecchiamento.

Strumentazione

In questo caso deve essere specifica e va studiata di volta in volta.
Esistono però alcune normative di riferimento da prendere come base.

Prove tecnologiche specifiche di degradazione

Se volete verificare cosa succede al vostro materiale se rimane un po' troppo nei forni di essicamento o nell'estrusore o nella pressa, etc., provate.

Tuttavia, a causa dell'elevato numero di variabili, queste prove devono essere accompagnate ad un'analisi più seria e fondamentale.
I risultati vanno quindi presi con le pinze.


Test accelerati: luce e intemperie, invecchiamento naturale

Passiamo ora all'esposizione all'esterno.
Tali prove servono a comparare il comprtamento di diversi materiali SOLO se questi sono esposti tutti insieme, nello steso posto e nello stesso momento.
Diffidate di confronti fatti in luoghi diversi e in tempi diversi.

Strumentazione

Sembra banale, ma saper preparare ed esporre correttamente dei provini per invecchiamento naturale non è così semplice e richiede una notevole attenzione e cura.
RICORDATEVI che basta una piccola scorrettezza per buttare all'aria invecchiamenti che durano anche anni.

Misure

A volte non si fa' altro che osservare i campioni nel tempo.
A volte invece sono necessarie prove chimiche o meccaniche sui campioni degradati.
Preferite sempre le prove non distruttive.

Test accelerati: Xenotest

Veniamo ora ai test 'accelerati'.
Tutti dicono che non riproducono l'esterno. E' vero.
Però anche l'esterno non è mai riproducibile!
Quindi non scartatele per questo motivo.

Rispetto all'esterno hanno il vantaggio, oltre che della maggiore velocità, che, osservando la MASSIMA CURA nella strumentazione, potete azzardarvi a fare anche paragoni tra campioni esposti in macchine diverse e in tempi diversi.
Preferite comunque confronti tra campioni esposti insieme.

Strumentazione

Gli Xenotest hanno preso piede, poichè la loro emissione spettrale dovrebbe essere la più simile a quella del sole.
Per avere prove affidabili dovrete controllare e mantenere la strumentazione in perfetta efficienza.
Non lesinate sui ricambi e sul controllo della strumentazione.
Una buona strumentazione costa (anche oltre 100000 euro), e richiede un costo di manutenzione elevato, sia come utenze che come ricambi.

Misure

Anche qui il controllo è spesso visivo.
Ovviamente potete usare tutte le tecniche analitiche che volete per analizzare le cinetiche di degradazione, ma preferite i controlli non distruttivi.

Test accelerati: UV-test

Strumentazione

Esistono lampade diverse da quelle allo Xenon.
Le lampade UV (UV-a o UV-b) emettono parecchia energia nella zona più degradante della radiazione solare e per questo accelerano notevolemente la degradazione.
Non sempre riproducono fedelmente ciò che può avvenire all'esterno, ma, se usate per comparare diversi materiali, possono fornire le indicazioni volute.
Oltretutto costano relativamente poco e la manutenzione richiesta è minima.

Misure

Stessi discorsi come per le altre esposizioni.
Controllate sempre il tipo di lampade, prima di fare paragoni.
Preferite un monitoraggio continuo dell'irraggiamento.


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