Caratterizzazione a fatica di un polipropilene vergine e riciclato a diversi rapporti di ciclo e temperature in presenza di intaglio

Il presente lavoro di tesi ha come obiettivo la caratterizzazione meccanica a fatica di un compound, ossia un polimero termoplastico caricato con riempitivi (filler). La caratterizzazione ha lo scopo di valutare l’influenza sulla vita a fatica dei seguenti parametri: effetto dell’intaglio, temperatura, tensione media e presenza di una frazione di materiale riciclato. I materiali oggetto di studio sono due: l’EuroCarboran-A (EA209) e il materiale riciclato Carborec R2-025 (R2025). L’EA209 è composto per il 58% da polipropilene e per un 42% in peso da carbonato di calcio (CaCO₃). L’R2025 presenta una composizione analoga, ma con una frazione di polipropilene riciclato pari al 25%. Per valutare l’effetto d’intaglio, sono state effettuati test su provini lisci e intagliati, entrambi ottenuti mediante stampaggio a iniezione. I provini lisci partendo da provini rettangolari stampati, vengono ottenuti per fresatura con un’operazione di contornatura, al fine di ricavare la geometria finale desiderata. I provini intagliati presentano un doppio intaglio a V simmetrico con angolo di apertura di 45° e raggio di raccordo all’apice pari a 0.2 mm e vengono ottenuti interamente per stampaggio a iniezione (intaglio compreso). Le prove a fatica sono state condotte a temperatura ambiente e a 80 °C al fine di valutare l’influenza della temperatura. L’effetto della tensione media è stato investigato ricavando le curve di fatica per rapporti di ciclo R = -1, R = 0.05 e R = 0.5. Nei provini intagliati è stato osservato con un microscopio digitale il processo di danneggiamento del materiale, comprendente l’innesco e la propagazione, al fine di ricavare le curve di fatica sia a rottura che a innesco. È stata condotta un’analisi frattografica e morfologica dei materiali con l’obiettivo di investigare sui meccanismi di danneggiamento che sono intervenuti durante le prove. Infine, si è cercato di considerare approcci volti a rendere i risultati sperimentali indipendenti dalle variabili considerate, al fine di ricondurli a un criterio, o a un numero ridotto di criteri/curve uniche, utili in fase di progettazione.