Introduzione
1 Introduzione
Durante il decennio passato i materiali cosiddetti intelligenti hanno ricevuto un’attenzione crescente a causa delle loro potenzialità tecnologiche. Questi materiali sono capaci di rispondere a cambiamenti ambientali manifestando le loro proprie caratteristiche in accordo con questi cambiamenti, rispondendo in modo predeterminato a seconda delle esigenze cui sono stati progettati.
Gli usi più comuni sono la realizzazione di connessioni come ad esempio brasature o serraggi meccanici nel caso siano difficili da realizzare a causa ad esempio di spazi troppo piccoli in cui operare. Data la biocompatibilità di alcuni di questi materiali ultimamente sono state sviluppate applicazioni di tipo biomedico, ad esempio sono stati creati filtri anticoagulo, perni per fratture ossee ed attrezzi di allenamento per le articolazioni. Negli ultimi anni sono stati progettati impieghi di tipo militare, ali che si adattano durante il volo modificando la struttura, costruzioni portatili come ponti o ambienti da campo, o sistemi spaziali come membrane o meccanismi per la mobilità di specchi.
Questa tesi si prefigge lo scopo di modificare un polimero a memoria di forma, in particolare un poliuretano aromatico, tramite una dispersione di nerofumo.
Nel capitolo 2 vengono riportate le caratteristiche generali delle varie tipologie di materiali a memoria di forma: leghe, ceramiche, gel e polimeri.
Nel capitolo 3 vengono illustrate le proprietà dei compositi in cui sono presenti cariche di carbonio, intese sia come nerofumo che come nanotubi.
Nel capitolo 4 vengono descritte le modalità cui si è operato sia per la modifica che per la caratterizzazione del polimero. La modifica avviene tramite miscelazione meccanica della carica in differenti rapporti percentuali con il polimero in opportune condizioni di temperatura. Sono state effettuate indagini di tipo termico e meccanico, in particolare prove di rottura e cicli termomeccanici.
Questi ultimi servono ad analizzare il comportamento delle miscele tramite cicli di trazione e recupero termico in cui si verifica la capacità del materiale di riacquistare le dimensioni originarie anche in relazione a differenti tempi di durata delle fasi.
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Introduzione
Il materiale è stato studiato anche dal punto di vista della conducibilità in quanto l’uso di cariche conduttrici come il nerofumo comporta la possibilità di ottenere un riscaldamento anche tramite effetto Joule qualora si superasse la soglia di percolazione oltre la quale si passa da un sistema dielettrico ad uno conduttore.
Sono inoltre stati proposti, nel capitolo 5, un modello teorico valido per piccole deformazioni e uno più generale valido per valori più elevati di deformazione atti a spiegare e prevedere il comportamento di questa classe di materiali.
Si riferisce dei risultati di queste analisi e delle conclusioni rispettivamente nei capitoli 6 e 7.
E’ infine presente un’appendice in cui si riportano i moduli elastici calcolati durante le prove cicliche.
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