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Laboratorio di Scienza E Tecnologia Dei...

Date post: 22-Jun-2018
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Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Polo Scientifico e Didattico di Terni ECNP European Centre for Nanostructured Polymers -TERNI- UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA Laboratorio di Scienza E Tecnologia Dei Materiali
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Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

Polo Scientifico e Didattico di Terni

ECNP European Centre for Nanostructured Polymers

-TERNI-

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA

Laboratorio di Scienza E Tecnologia Dei Materiali

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA

ECNP : European Centre on Nanostructured Polymers

www.nanofun-poly.com www.ecnp.eu.org

Italian Consortium for Science and Technology of Materials: Terni

Lab at University of Perugia

Italy

INSAVALOR: Lyon Lab at INSA France

Leibnitz Institut fur Polymerforschung Dresden Germany

Czech Academy of Sciences Czech Rep.

CSIC: Consejo Superior de Investigaciones Científicas Madrid Lab at

ICTP

Spain

Fundacion INASMET Spain

PROPLAST: Alessandria Lab at Tortona Tech Park Italy

Foundation for Research and Technology – Patras Greece

SWEREA-SICOMP Sweden

Politechnika Lodzka (Technical University of Lodz) Poland

Umbria Innovation Italy

EC

NP

Pa

rtn

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L’ obiettivo del gruppo di Scienza e Tecnologia dei Materiali è di sviluppare la conoscenza dei materiali avanzati e tradizionali, le tecnologie relative alla loro progettazione e produzione, nonché le loro applicazioni ingegneristiche. I settori in cui il gruppo è principalmente attivo sono:

Processi di produzione di materiali polimerici, compositi e nanocompositi

Deposizione e caratterizzazione di film sottili a base carbonio e CNTs

Caratterizzazione di materiali polimerici e compositi

Sviluppo e caratterizzazione di materiali nanostrutturati

Problemi di adesione e di interfaccia polimero-metallo

Impatto ambientale e tecnologie di riciclo dei materiali

Analisi del ciclo di vita (LCA) dei materiali

Simulazione agli elementi finiti di strutture e di processi tecnologici e produttivi

Applicazione dei materiali compositi nell’edilizia

Gruppo STM

- Attività di Ricerca -

“Il Trasferimento Tecnologico costituisce la cerniera

indispensabile tra il sistema della scienza e il sistema

della produzione”

Il gruppo partecipa ai seguenti progetti di Trasferimento Tecnologico:

7 Programma Quadro della Comunità Europea:

Progetti nazionali:

Progetto finalizzato Materiali del CNR

MIUR

ASI

Progetto Interamna (Min. Svil. Econ.)

Progetti regionali e diretti con le imprese

Gruppo STM

- Trasferimento tecnologico -

Gruppo STM - Laboratorio di Analisi Termica -

Tale laboratorio è utilizzato prevalentemente per lo studio delle proprietà chimico fisiche dei materiali polimerici e dei compositi in funzione della temperatura. Esso è dotato delle seguenti apparecchiature:

• Due calorimetri a scansione differenziale (DSC), di cui uno modulato, che permettono di determinare le proprietà termiche dei materiali (transizione vetrosa, cristallizzazione, fusione, reazioni chimiche, degradazione) in un campo di temperature che va da -150°C a 600°C

• Un analizzatore termogravimetrico (TGA) in simultanea con un analizzatore termico differenziale (DTA) che permette di misurare la perdita di peso di un campione, per degradazione o perdita di solvente, in un campo di temperature che va dalla temperatura ambiente a 1200°C

• Un analizzatore termomeccanico (TMA) per la determinazione dei coefficienti di espansione termica lineare e volumetrica

Gruppo STM - Lab. Caratterizzazione Fisico-Meccanica -

Utilizzato prevalentemente per lo studio delle proprietà meccaniche, dinamico-meccaniche e reologiche dei materiali, è dotato delle seguenti apparecchiature:

• Un dinamometro universale per misurare le proprietà meccaniche a trazione, flessione, compressione, fatica e creep dei materiali in un campo di forze che va da pochi kg a 3 tonnellate ed in un campo di temperature che va da -100°C a 180°C

• Un dinamometro universale che misura le proprietà meccaniche a trazione, flessione, compressione, fatica e creep dei materiali in un campo di forze che va da pochi kg a 10 tonnellate

• Una torre per prove ad impatto (ball-drop impact tester). Può provocare impatti di 2000 J su strutture piane, che vanno da pochi cm2 a circa 1 m2

• Un reometro e analizzatore dinamico meccanico. Esso permette di misurare la viscosità di polimeri in funzione della temperatura in un campo che va da -150°C a 750°C. L’apparecchiatura inoltre permette di valutare le proprietà dinamico meccaniche di materiali solidi in funzione della temperatura

• Un viscosimetro rotazionale per liquidi e fusi polimerici

• Durometro Shore (A e D);

Gruppo STM - Lab. Film Sottili e Nanostrutturati -

L'apparato per la produzione di film nanostrutturati è costitutito da un generatore a radiofrequenze con cui è possibile garantire uniformità delle caratteristiche del rivestimento anche su campioni di dimensioni estese (100X100 mm). La metodologia di deposizione è basata su un apparato di nuova concezione a plasma pulsato (PECVD). La deposizione può essere effettuata sia a temperatura ambiente che ad alta temperatura (700°C).

I film nanostrutturati depositati vengono caratterizzati morfologicamente

e tribologicamente tramite:

• AFM (Microscopio a forza atomica) per misure di topografia, rugosità superficiale e angolo di contatto

• FE-SEM (Microscopio ad effetto Tunnel) per misure di topografia superficiale con risoluzione spaziale < 10 nm e spettrometria I/V

• Sistema per nanoindentazione (carico max. 500 mN) in grado di misurare durezza e proprietà elastiche di film sottili dello spessore di decine di nm. Lo strumento consente inoltre di effettuare misure di creep e di adesione del rivestimento al substrato

•Micro Estrusore •Micro Press a iniezione •Dispositivi per Filmatura e Filatura

Gruppo STM - Lab lavorazione nanocompositi

termoplastici-

Gruppo STM - Lab. Caratterizzazione Chimico-Fisica -

Le proprietà chimico-fisiche dei materiali possono essere determinate per mezzo delle seguenti apparecchiature:

• Uno spettrofotometro a raggi infrarossi FTIR per la caratterizzazione chimica di sistemi in stato solido ed in soluzione

• Uno spettrofotometro UV-VIS con sfera di integrazione per misure in riflessione e trasmissione a doppio raggio ottico per lo studio del coefficiente di assorbimento e dei gap ottici dei composti ottenuti

• Due analizzatori di impedenza (misure I/V da 1 Hz a 1.2 GHz) per la caratterizzazione dielettrica dei materiali in un intervallo di temperature compreso tra 4.2K e 500K

• Un microscopio ottico a luce polarizzata, dotato di hot-stage per il controllo di temperatura del provino analizzato;

• Angolo di contatto: Compatibilità tra fluidi di vari natura e superfici di vari materiali

Gruppo STM - Lab. Processing Materiali Plastici -

È costituito da un impianto pilota che riproduce in piccola scala le apparecchiature industriali di produzione e riciclo di materiali polimerici.

Esso è dotato delle seguenti apparecchiature:

• Un mulino per la macinazione di materiali polimerici di riciclo

• Due estrusori (bivite e monovite) per la miscelazione e trasformazione dei materiali polimerici termoplastici

• Una pressa di 30 Ton per lo stampaggio ad iniezione di polimeri termoplastici

• Una pressa verticale a piani caldi per lo stampaggio a compressione

• Un apparato per la determinazione del melt flow index (MFI)

• Cinque forni (di cui uno dotato di pompa a vuoto ed uno in grado di sviluppare vari tipi di profili termici ) per la cura di polimeri termoindurenti

• Un miscelatore con impianto di degasaggio

• Un apparato per Resin Transfer Moulding (RTM);

• Pompa a vuoto portatile per il processo di Infusione sotto Vuoto;

LABORATORIO DI PROCESSO

Attività principali

•Lavorazione materiali polimerici a matrice termoplastica, compositi a fibra corta e nanocompositi:

Estrusione (Film, Blends e Compounds) Stampaggio a Iniezione Termoformatura

Materiali utilizzati:

- Matrici: PP, PE, PET, PA6, PA 66, PS, Materbi, PPA, PPS; PMMA, PC, ecc, amidi vari;

- Cariche: Fibra vetro, carbonio, cariche micrometriche, sfridi di linoleum, farine di legno, farine vegetali, nanocariche (CNTs, fillosilicati, ecc.) e altro;

•Lavorazione materiali polimerici a matrice termoindurente, compositi a fibra lunga e nanocompositi:

- Impregnazione manuale;

- Stampaggio a compressone;

- Liquid Moulding: RTM, VARTM, L-RTM;

Infusione sotto vuoto;

RESIN TRASFER MOULDING E RELATIVE VARIABILI

INFUSIONE SOTTO VUOTO

Pompa da vuoto portatile

- Portata: 18 m3/ora; - Pressione minima = 20 mbar

Materiali utilizzati: - Matrici: Resine epossidiche, poliestere, vinilestere, acriliche, fenoliche, tutte allo stato puro, caricate o anche nanocaricate (CNT, O_MMT, dicalcogenuri, ecc;) e molto altro; - Fibre: Tessuti e rinforzi in fibra di carbonio, vetro, kevlar, vectran, dyneema, fibre naturali, ecc. - Prepreg: Carbon-epoxy, Poliestere-vetro, ecc.

Gruppo STM - Laboratorio Biomateriali -

La struttura di questo laboratorio rende possibile la preparazione e l'analisi di campioni per applicazioni bioingegneristiche.

Le apparecchiature presenti sono le seguenti:

• Una glove box (cappa biologica di classe III) a tenuta stagna ad atmosfera controllata per la manipolazione e la preparazione di composti sia inorganici che organici, organometallici e biochimici

• Una centrifuga da banco per ricerche biologiche, microbiologiche e biochimiche

• Un misuratore da banco pH/mV/temperatura

• Un pH-metro con possibilità di autocalibrazione su tre punti, compensazione manuale/automatica della temperatura, risoluzione regolabile 0,001-0,01-0,1 di pH, un timer interno e un'uscita seriale RS-232 per interfacciamento a stampante o computer

ATTIVITA’ DI TESTING CONTO TERZI

•PRODUZIONE PROVINI, COMPONENTI E PROTOTIPI;

•TRATTAMENTI TERMICI, INVECCHIAMENTO E CONDIZIONAMENTI VARI;

•CARATTERIZZAZIONE MECCANICA

- PLASTICHE, ADESIVI E COMPOSITI A MATRICE POLIMERICA; - PLASTICHE ALVEOLARI E CELLULARI; - TESSUTI, NON TESSUTI, RINFORZI, FIBRE, FILMS ED ANNESSI; - SETTORE TUBI DI MATERIALE PLASTICO O COMPOSITO E MATERIALI ANNESSI; - ELEMENTI DI TENUTA, ELEMENTI IN CARTA E CARTONE; - BITUMI E MEMBRANE FLESSIBILI E/O BITUMINOSE; - LEGNO, PANNELLI E STRUTTURE ANNESSE;

- MATERIALI PER PAVIMENTAZIONI ED EDILIZIA;

•CARATTERIZZAZIONE DINAMICO-MECCANICA DEI MATERIALI;

•SEZIONECARATTERIZZAZIONE REOLOGICA;

•CARATTERIZZAZIONE TERMICA E TEST D’INVECCHIAMENTO;

•CARATTERIZZAZIONE FISICA, DIMENSIONALE E FUNZIONALE;

•MICROSCOPIA OTTICA, ELETTRONICA E SPETTROFOTOMETRIA;

•MOLTO ALTRO, ANCHE SU SPECIFICA RICHIESTA DEL CLIENTE;


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