Elasticità e Modulo di Elasticità

L’elasticità della gomma, a volte definita elasticità d‘entropia descrive la resistenza di una gomma o ogni altro elastomero contro una forza esterna applicata, definita stress (sforzo). L’elasticità è correlata alle variazioni reversibili di entropia; queste variazioni, che avvengono all’interno del sistema, lungo le catene del polimero, possono essere descritte considerando i seguenti aspetti:  

Se una generica catena elastomerica che presenta, a riposo, una conformazione a zig-zag viene stirata per effetto di una forza esterna, gli angoli di legame all’interno della catena e anche tra le catene vicine subiranno variazioni. Se in queste piccole variazioni non intervengono attriti e frizioni, non si avranno energie di deformazione del sistema. In altre parole, lo stiramento provoca un orientamento delle catene in una direzione prevalente, quindi l’entropia (disordine del sistema) diminuirà. Quando la forza esterna verrà rimossa, le catene tenederanno a tornare alla conformazione iniziale, attraverso l’assorbimento di calore dell’ambiente; anche gli angoli di legame torneranno ai loro valori iniziali ed il sistema si restringerà fino alle dimensioni iniziali. 

Il modulo elastico (detto anche modulo d‘elasticità) è la grandezza che misura la resistenza di un sistema (oggetto o sostanza) ad essere deformato elasticamente, ovvero non in modo permanente, quando una forza (stress) viene applicata su di esso. Viene definito come la pendenza della curva tensione (s) – deformazione (e) nella regione di deformazione elastica. 

La tensione è si ottiene come (stress)/(superficie); la superficie da considerare è la sezione del sistema su cui agisce la forza.  La deformazione rappresenta la variazione dimensionale del provino nella direzione di applicazione dello stress, rapportata al suo valore iniziale. 

Un materiale rigido avrà un valore elevato del modulo di elasticità, definito dal rapporto:  

Figura 1: In figura è mostrata una tipica curva tensione/deformazione di una gomma.

Il modulo E può essere determinato con la  DMA 242 Artemis® e con la DMA EPLEXOR®.


Metodi correlati

DMA