Comportamento balistico di strutture multistrato sandwich contenenti ionomeri autoriparanti

In this work it’s analyzed the self-healing behavior of various sandwich-structured composite containing EMAA ionomer polymer (polyethylene co-acrylic acid), known by the trade name Surlyn and supplied by the manufacturer DuPont. In a first step, the work is focused in the characterization of the polyethylene, the base material of the ionomer, through fast tensile tests useful to identify those that are the characteristics that provide the self-healing character to the polymer. Thereafter, the study focused on the ionomer, with the realization of different multilayer structures and the execution, on them, of ballistic tests at low speed, with the aim of identifying the limits of operation of the structures themselves. A further phase of the work was then focused on the detailed study of the same ballistic tests performed on samples of pure ionomer, recording these with a thermographic camera and a camera with a high number of frames, trying to grasp the changes occurring in the material during the repair. Finally, the tests were made of ballistic impact of a multilayer structure born by the coupling of a normal specimen ionomer and a generic aeronautical flexible tank, with the purpose to confer to the latter the character of the self-repairing material object of this degree thesis.

In questo lavoro di tesi è stato analizzato il comportamento autoriparante di vari sistemi multistrato sandwich contenenti il polimero ionomerico EMAA (Polietilene co-metacrilato acido), noto con il nome commerciale di Surlyn e fornito dalla casa produttrice DuPont. In una prima fase si è incentrato il lavoro sulla caratterizzazione del polietilene, materiale di base dello ionomero, attraverso delle prove di trazione veloce utili per individuare quelle che sono le caratteristiche peculiari che forniscono il carattere autoriparante al polimero. Successivamente lo studio si è focalizzato sullo ionomero, con la realizzazione di diverse strutture multistrato e l’esecuzione, su di esse, di test balistici a bassa velocità, col l’obiettivo di individuare i limiti di funzionamento delle strutture stesse. Un’ulteriore fase del lavoro è stata poi incentrata sullo studio al dettaglio degli stessi test balistici eseguiti su provini di ionomero puro, riprendendo questi con una termocamera ed una telecamera ad elevato numero di fotogrammi, cercando di cogliere i cambiamenti che avvengono nel materiale durante la riparazione. Infine, sono state effettuate delle prove di impatto balistico su una struttura multistrato nata dall’accoppiamento di un normale provino ionomerico ed un generico serbatoio flessibile aeronautico, con lo scopo di conferire a quest’ultimo il carattere autoriparante del materiale oggetto del lavoro di tesi.