Esplorare il potenziale dei compositi basalto/polipropilene

Man mano che la sostenibilità diventa un aspetto cruciale della scienza dei materiali, cresce l'attenzione per le alternative biobased e le fibre di basalto si inseriscono perfettamente in questo contesto, essendo ottime candidate a sostituire le fibre sintetiche tradizionali come le fibre di vetro. La loro combinazione con il polipropilene (PP), il polimero termoplastico più utilizzato nel settore automobilistico, permette di ottenere compositi caratterizzati da eccellenti proprietà meccaniche, durabilità e resistenza ai fattori ambientali, che li rendono ideali per applicazioni nell'industria automobilistica.

Un recente studio, pubblicato dal Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente di Sapienza Università di Roma su "Materiali Oggi Sostenibilità" (numero 27, settembre 2024), approfondisce il riciclo meccanico dei compositi basalto/polipropilene (PP), facendo luce sulle loro proprietà termiche e meccaniche in funzione del numero di cicli di ricondizionamento attraverso diverse tecniche analitiche, tra cui la Calorimetria Differenziale a Scansione (DSC), l'Analisi Termogravimetrica (TGA) e l'Analisi Dinamica Meccanica (DMA).

Il ruolo degli strumenti di analisi termica NETZSCH

Abbiamo presentato l'attività del gruppo di ricerca dell'Università di Roma in una precedente Customer Success Story: un'intervista al Prof. Jacopo Tirillò, uno dei co-autori. In quell'occasione, il Prof. Tirillò aveva già presentato alcuni risultati DSC e DMA su compositi a base di basalto.

In questa più recente pubblicazione realizzata nell'ambito del progetto dell'Unione Europea - NextGenerationEU del Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile, Spoke 11 - Innovative Materials & Lightweighting, che vede coinvolti il Prof. Fabrizio Sarasini come Work Package (WP) leader del WP5 incentrato sui polimeri e la Dott.ssa Claudia Sergi come ricercatrice a tempo determinato (RTDA), i metodi sfruttati hanno contribuito a una comprensione completa delle proprietà termiche e meccaniche dei compositi a base di basalto/PP, in particolare in relazione al loro comportamento dopo molteplici cicli di riprocessamento.

Più in dettaglio:

• Il DSC è stato utilizzato per determinare la Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). temperatura di fusione e la cristallinità della matrice PP, fornendo indicazioni su come ogni ciclo di rilavorazione influisce su queste proprietà termiche,
• I risultati dellaTGA hanno aiutato a comprendere le caratteristiche di degradazione termica e come queste cambiano con l'aumentare dei cicli di ritrattamento,
• Il DMA ha rivelato l'evoluzione delle proprietà meccaniche con la rilavorazione e l'importanza della lunghezza e dell'orientamento delle fibre nel determinare le prestazioni di questi materiali.

Volete saperne di più sui risultati dettagliati e sulle implicazioni di questa ricerca? Scaricate il documento completo, "Basalt-Based Composite Materials: Today's Sustainability", disponibile in open access. Scoprite come questi materiali compositi innovativi possono contribuire a un futuro più sostenibile!

Ulteriori informazioni sui metodi di analisi termica e meccanica

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  Calorimetro a scansione differenziale (DSC/DTA)
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  Analizzatore termogravimetrico (TGA)
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  Analizzatore meccanico dinamico (DMA)