Alcuni materiali, come i polimeri, mostrano un comportamento viscoelastico; cioè, mostrano proprietà sia elastiche (come una molla ideale) che viscose (come un ammortizzatore ideale).
L’analisi meccanica dinamica (DMA) misura le proprietà viscoelastiche della maggior parte dei materiali polimerici e compositi durante un programma di temperatura crescente e frequenza costante o variabile. Si utilizza il DMA per rilevare la Temperatura di transizione vetrosa (Tg), alla quale il materiale passa da un comportamento puramente elastico a quello visco-elastico.
Per l’effettuazione del test il campione (Input) viene posto all’interno di una cella climatica, per consentirne il riscaldamento e viene applicata una forza sinusoidale (Stress) che comporta una deformazione sinusoidale (Strain) del campione stesso (Output).
La risposta elastica è descritta dal modulo E’ considerato “in fase con lo sforzo” che solitamente viene rappresentato con un grafico.
La risposta viscosa è descritta dal modulo E’’, “non in fase con lo sforzo”. Il ritardo che si vede rappresentato nella curva tratteggiata (Figura 1) e indicato come “Phase shift d” è crescente con la temperatura e si tratta di una misura associabile all’energia di oscillazione trasformata in calore e quindi irrecuperabile.
Il software collegato allo strumento, genera due curve:
- In rosso si identifica il comportamento di E’ in funzione della temperatura. Per interpolazione delle rette tangenti ai primi due tratti lineari ricaviamo la Temperatura di transizione vetrosa (On Set);
- In blu si identifica la temperatura a cui abbiamo il massimo sfasamento delle curve sinusoidali: quella in fase (o elastica) e quella fuori fase (viscosa). Oltre questa temperatura abbiamo un comportamento puramente viscoso del campione oggetto di analisi (Temperatura di Peak).
I fili e i conci di materiale composito in fibra di carbonio che testiamo possiedono una temperatura di transizione vetrosa (On Set) che varia all’interno del range 190÷210°C.
