Ossidazione su polimeri

 Due forniture di fogli in polivinicloruro (PVC), destinate alla stessa applicazione,  hanno manifestato un comportamento in esercizio nettamente differente. I materiali infatti entrano a far parte di installazioni che poi sono esposte alle intemperie, dunque all'irraggiamento solare, alle precipitazioni e alle escursioni termiche giornaliere e stagionali. Una delle due forniture,  dopo periodi relativamente brevi di esercizio (settimane), tende a manifestare un progressivo fenomeno di macchiature color ruggine in corrispondenza delle zone più esposte. L'altra fornitura, invece, a distanza di mesi dal'installazione, non dà problemi.
Ossidazione su polimeri
I due materiali sono stati sottoposti ad una serie di caratterizzazione per confronto, allo scopo di accertare eventuali differenze che potessero giustificare il difetto. Entrambe le forniture, come accertato mediante spettrometria FT-IR, sono risultate effettivamente costituite da PVC, cioè la matrice polimerica è la medesima.

Controllo DSC
Mediante calorimetria differenziale a scansione (DSC), i termogrammi ottenuti, a parità di ciclo di riscaldamento controllato, sono risultati gli stessi, cioè non si evidenziano picchi di fusione secondari attribuibili ad impurità, oppure altri eventi termici che risultino riconducibili a polimerizzazioni, cristallizzazioni o altri  fenomeni che consentano di indicare qualche anomalia di processo o di trasformazione nella storia termica del materiale difettoso.

Controllo TGA
Mediante analisi termogravimetrica (TGA), il processo di degradazione termica, a parità di ciclo di riscaldamento controllato, risulta il medesimo per i due campioni, cioè si conferma che la composizione è analoga per quanto riguarda il polimero di base, la presenza di additivi e plasticizzanti e la quantità di cariche.

Controllo SEM
Tuttavia le ceneri residue di questa analisi, che costituiscono appunto le cariche minerali presenti nella mescola, hanno evidenziato una colorazione diversa, in particolare biancastra per il campione conforme e rossastra per quello non difettoso. E'stato allora deciso un approfondimento della loro composizione qualitativa mediante microanalisi EDS abbinata al microscopio elettronico a scansione (SEM): su quelle del campione difettoso è stata accertata la presenza di composti di ferro, diversamente dal campione conforme.

Risultati
La causa del problema delle macchiature è stata allora attribuita alla presenza di questi composti di ferro nelle cariche, i quali, trovandosi dispersi nella matrice polimerica (e quindi anche in prossimità delle superfici), sono risultati esposti all'atmosfera e hanno di conseguenza subito corrosione, generando le macchie per la formazione di ossidi di ferro.

Il danneggiamento è stato riprodotto in laboratorio, su campioni della fornitura difettosa ancora nuovi, mediante un ciclo in camera climatica della durata di poche settimane.

D.ssa Emma Martin Gonzales
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