ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
18-dic-2014
2013/2014
Questo lavoro di tesi si è concentrato sullo studio delle proprietà autoriparanti del polimero ionomerico EMAA (Polietilene co-metacrilato acido), noto con il nome commerciale di Surlyn , fornito dalla ditta DuPont. Le proprietà autoriparanti di questo polimero vengono innescate da impatti balistici, per tale motivo i test sono stati effettuati presso il LaST del Politecnico di Milano, attraverso l'ausilio di un cannone a pressione. I test svolti consistono in impatti balistici a bassa velocità ( sono state indagate velocità al massimo pari a 240 m/s, molto inferiori quindi alla velocità del suono). L'autoriparazione dello ionomero dipende da differenti fattori, quali rapporto diametro proiettile/ spessore provino, velocità iniziale del proiettile, angolo di inclinazione del provino, temperatura, fluido a contatto.
Lo scopo principale di questo lavoro è stato quello di fissare le proprietà geometriche del provino e del proiettile e capire come cambiavano le proprietà di autoriparazione dello ionomero in questione al variare della velocità di impatto del proiettile col provino e l'angolo di inclinazione del provino rispetto alla direzione di eiezione del proiettile. Per poter effettuare un confronto con altri materiali e migliorare anche le proprietà di rigidezza dello ionomero per ampliarne l'eventuale utilizzo in ambito aeronautico, sono stati presi in considerazione anche dei provini costituiti da una struttura multistrato ionomero- riempitivo di carta aramidica- tessuto in fibra di carbonio.
Si è voluto, inoltre, ampliare lo spettro di azione andando a considerare il caso in cui il provino fosse a contatto con un fluido diverso dall'aria; nella fattispecie sono state fatte delle prove di impatto balistiche su un serbatoio costituito da un tubo di plexiglass, delle corone circolari di alluminio sulle quali veniva posizionato il provino per la preparazione dei test balistici. Con questa serie di test si è cercato di capire se le proprietà dello ionomero potessero dipendere da grandezze quali l'energia dissipata dal provino durante lo sparo o dall'energia cinetica iniziale posseduta dal proiettile.
This thesis is focused on the study of the self-healing properties of the ionomeric polymer EMAA (polyethylene co-acrylic acid), known by the trade name of Surlyn, supplied by the firm DuPont.
The self-healing properties of this polymer are triggered by ballistic impacts, for this reason the tests were carried out at the LaST the Politecnico di Milano, through the aid of a cannon pressure. The tests consist of ballistic impacts at low speed (speed were investigated at the most equal to 240 m/s, much lower then the speed of sound). The self-healing properties of the ionomer depends on different factors, such as projectile diameter / sample thickness, initial speed of the bullet, the angle of inclination of the specimen, temperature, fluid in contact.
The main purpose of this work was to fix the specimen and bullet geometrical properties, thus understanding how the ionomer self-healing properties analyzed change by varying the impact of the bullet's speed and the angle of inclination of the specimen varying with respect to the bullets' direction. In order to make a comparison with other materials and also to improve the stiffness properties of the ionomer, to extend the possible use in the aeronautical field, some multilayer specimens made of ionomero- filler paper aramidic- fiber fabric carbon have been considered as well .
What is more, It is desired to widen the spectrum of action considering the case in which the specimen is in contact with a fluid different than the air; in this case ballistic impact tests on a tank were made; the tank consists of a plexiglass tube, aluminum circular crowns on which the specimen for the preparation of the ballistic testing was placed. With this series of tests we tried to figure out if the properties of the ionomer could depend on variables such as energy dissipated by the specimen during the shooting or the initial kinetic energy possessed by the bullet.