EOW May 2014

Articolo tecnico

di volume e pale di miscelazione Cam. Il volume complessivo utilizzato è stato pari a circa 294ml, conformemente alle direttive sulla miscelazione ottimale con il mescolatore Brabender, ovvero il 70%. Il dispositivo è dotato di tre termocoppie che misurano tre zone di temperatura distinte del mescolatore. La prima termocoppia misura la placca frontale, la seconda termocoppia misura il centro della camera di miscelazione e la terza termocoppia si estende fino al centro della camera a forma di tazza del mescolatore, e misura la temperatura effettiva del campione. La tazza di miscelazione è stata preriscaldata a 180°C, quindi la resina e l’additivo scivolante 1 (SA1), se previsto, sono stati aggiunti mentre le pale stavano ruotando a 20rpm. Si noti che, essendo l’additivo SA1 una mescola-madre ( masterbatch ) con il 50% di additivo scivolante, è stato necessario aggiungere il 2,5% di mescola-madre alla formulazione per ottenere il 1,25% di contenuto di additivo SA1. L’additivo scivolante 2 (SA2), se previsto, è stato aggiunto per ultimo a 10rpm dopo che tutti i materiali si trovavano allo stato fuso. La velocità di rotazione delle pale è stata quindi aumentata a 20rpm dopo che gli additivi scivolanti sono stati completamente incorporati nel composto polimerico fuso. La miscelazione è stata proseguita per 10 minuti, quindi il campione è stato estratto invertendo il movimento delle pale a 10rpm. La parte restante del campione è stata rimossa disassemblando la placca frontale ed eliminando il materiale manualmente mediante un coltello Brabender. Quindi i materiali composti sono stati collocati fra due lamine di Mylar e poi pressati fino a diventare piatti in una pressa per il successivo trattamento. 2.3 Preparazione delle placche La quantità desiderata di materiale composto è stata prima pesata e poi collocata fra due lamine di Mylar. Esternamente alle lamine di Mylar, sono state collocate due lamine di alluminio e le placche modellate di acciaio inossidabile. Il Mylar è a contatto con il materiale per evitarne l’incollamento alle placche metalliche. La matrice riempita è stata posta nella pressa ad una temperatura di 180°C (+5°C o – 5°C). La pressa è stata chiusa e azionata a una pressione di 500psi per cinque minuti e quindi a 2.500psi per cinque minuti. Il sistema di raffreddamento è stato configurato per raffreddare le placche di stampaggio ad una velocità di 10°C al minuto. La placca è stata estratta quando la temperatura ha raggiunto 35°C.

Formulazione del materiale di rivestimento

Additivo SA1

Additivo SA2

Totale SA%

Campioni Descrizione Resina

A B

Resina + SA2 98.75%

1.25%

1.25 1.25

Resina + SA1 97.50% 1.25%

Resina + SA1 + SA2

C

97.75%

1%

0.25

1.25

Controllo

Resina

100%

▲ ▲ Tabella 1 : Descrizione dei campioni

Coefficiente di attrito

Controllo

▲ ▲ Figura 1 : Coefficiente di attrito misurato in placche con lo stesso contenuto di additivo che mostrano la sinergia fra i due additivi

rivestimento di polietilene ad alta densità (HDPE) DGDA-6318 BK (0,6 dg/min., densità = 0,956 g/cc) prodotto da The Dow Chemical Co, Midland, Michigan, USA. Questi tipi di rivestimenti si utilizzano principalmente in applicazioni di cavi a fibre ottiche (FOC) per telecomunicazioni. Per questo studio sono stati utilizzati due additivi scivolanti ( SA - Slip additives ). Questi agenti scivolanti sono concepiti per essere utilizzati come additivi in un sistema compatibile con la resina, per modificare le caratteristiche della superficie, inclusa la riduzione del coefficiente di attrito. Per valutare l’effetto sinergico degli additivi scivolanti, vengono preparati tre campioni, indicati nella Tabella 1 , in cui ciascuna formulazione presenta un contenuto complessivo di additivo pari a 1,25% del peso. Il campione A e il campione B sono stati realizzati con 1,25% di contenuto di un solo additivo scivolante, mentre il campione C conteneva entrambi gli agenti scivolanti, per un contenuto totale pari a 1,25%. È stata utilizzata la resina pura DGDA-6318 BK come materiale di controllo. 2.2 Miscela con mescolatore di misura batch Brabender La miscela delle formulazioni è stata realizzata in un mescolatore di misura modello Brabender. Si tratta di un mescolatore composto da tre pezzi con una camera di miscelazione da 420ml

riduce il coefficiente di attrito grazie allo slittamento degli strati cristallini uno dopo l´altro. [7] Anche gli additivi a bassa energia superficiale riducono il coefficiente di attrito delle superfici plastiche riducendo la sua tendenza ad aderire ad altre superfici [7-8] . Altre tecniche consistono nell’alterare la morfologia superficiale con l’obiettivo di ridurre l’area di contatto superficiale e conseguentemente la forza di attrito. Il coefficiente di attrito del rivestimento di PE nei cavi di fibra ottica è stato alterato modificando la formulazione del composto del rivestimento per ridurre l’attrito e ottenere un sistema pronto all’uso e pertanto eliminare ulteriori modifiche esterne durante l’installazione. Le misurazioni del coefficiente di attrito sulle placche hanno evidenziato che la combinazione di due additivi aveva un effetto sinergico sulla riduzione del medesimo. Le misurazioni del coefficiente di attrito di cavi realizzati con questo composto, utilizzando un modello di simulazione, hanno mostrato un doppio miglioramento di prestazioni in termini di distanza di insufflazione in un condotto.

2 Esperimenti 2.1 Materiali

La resina polimerica di base utilizzata in questo studio è un composto di

85

www.read-eurowire.com

Maggio 2014