EuroWire September 2020

Articolo tecnico

Prova

1

2

3

4

5

6

UA-1

70

70

70

0

0

0

UA-2

0

0

0

70

70

70

Acrilati-2

24

22.5

21,2

24

22,5

21,2

Monomero N-vinile

6

5,6

5,3

6

5,6

5,3

Monomero difunzionale

0

1,9

3,5

0

1,9

3,5

▲ ▲ Tabella 1 : Resine indurenti ai raggi UV con varie quantità di monomero difunzionale

1.4 Analisi della risposta meccanica dinamica La risposta meccanica dinamica della pellicola indurita è stata misurata utilizzando un viscoelastometro nell’- intervallo di temperatura da -100°C a +100°C, con velocità di riscaldamento di 2°C/min. e ad una frequenza di 3,5Hz. Inoltre, è stata misurata la dipendenza dalla temperatura del modulo di conservazione (E’) e il fattore di perdita (tanδ) per la pellicola indurita. discussione L’aggiunta del monomero difunzionale ha migliorato la densità della reticolazione e il modulo di Young è stato controllato mediante le quantità di monomero difunzionale. La Tabella 1 elenca le resine testate. 2 Risultati e

Sono state effettuate delle analisi meccaniche dinamiche delle pellicole della Prova2 e della Prova5 e i risultati sono riportati nella Figura 2 . Entrambe le curve tanδ nella Prova2 e nella Prova5 hanno evidenziato forme bimodali. Questo risultato implica l’induzione della separazione di fase del polietere diolo con Tg inferiore e il polimero acrilato con Tg superiore nelle pellicole della Prova2 e della Prova5. La Prova2 ha evidenziato punti di inflessione a -40°C e -4°C. La Prova5 ha invece indicato punti di inflessione a -54°C e 5°C. Alla luce delle prove, lo stato della separazione di fase tra la Prova2 e la Prova5 risultava diverso, e questo diverso stato di separazione di fase potrebbe causare la diversa relazione tra il modulo di Young e la resistenza alla trazione. È pertanto necessario analizzare le morfologie su scala nanometrica per chiarire il fenomeno. Tuttavia, per quanto ne sappiamo, le morfologie delle pellicole non sono state esaminate. In generale, gli acrilati uretanici indurenti ai raggi UV sono noti in quanto sono composti da sequenze di poliuretano e acrilati rigide (segmento duro) e segmenti di polietere flessibili (segmento morbido). Pertanto, è possibile confermare la morfologia su scala nanometrica delle pellicole di acrilati uretanici indurenti ai raggi UV misurando su scala nanometrica la mappa del modulo e la mappa di adesione. In questo studio, è stata utilizzata la tecnologia AFM per studiare la struttura di fase della pellicola nella Prova5. La Figura 3 mostra un’immagine di fase AFM della mappa del modulo e della mappa di adesione della pellicola nella Prova5. Le caratteristiche morfologiche a fase separata, costituite da domini nanofasici luminosi e scuri, sono stati osservati in entrambe le mappe.

Il monomero difunzionale nella resina è stato variato da 0 a 3,5% in peso alle formulazioni contenenti il 70% in peso di UA-1 (Prova1, 2 e 3) e UA-2 (Prova4, 5 e 6). La Figura 1 mostra la relazione tra il modulo di Young e la resistenza a trazione. L’aggiunta del monomero difunzionale ha aumentato non solo il modulo di Young ma anche la resistenza a trazione sia per le formulazioni UA-1 che UA-2. Confrontandole mediante la Prova1 e la Prova4 o la Prova2 e la Prova5 (la stessa formulazione ad eccezione degli oligomeri di acrilato di uretano), le formulazioni hanno dato come risultato una resistenza alla trazione simile, nonostante il rispettivo diverso modulo di Young. Questo esperimento ha evidenziato che rispetto all’utilizzo di UA-2, l’utilizzo di UA-1 è più indicato per ottenere un’elevata resistenza meccanica con modulo di Young ridotto. ▼ ▼ Figura 3 : Immagini di fase AFM (Prova5). Figura superiore: mappa del modulo, figura inferiore: mappa di adesione

▼ ▼ Figura 1 : Relazione tra il modulo di Young e la resistenza a trazione

Prova6

Prova3

Prova2

Prova5

Prova1

Prova4

Modulo di Young [MPa]

Resistenza a trazione [MPa]

▼ ▼ Figura 2 : Fattore di perdita (tanδ) delle pellicole nella Prova2 e nella Prova5

Prova2 Prova5

tanδ

Temperatura [°C]

83

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Settembre 2020