Stampa 3D di compositi bio-based preparati aggiungendo due diversi bio-filler in una resina fotopolimerizzabile a base di olio di soia. = 3D printing of bio-based composites prepared by adding two different bio-fillers within a soybean oil photocurable resin.

La convenienza, versatilità e durabilità dei polimeri e dei compositi polimerici li rendono ideali per molti prodotti industriali e di consumo, influenzando la nostra vita quotidiana. Tuttavia, questi vantaggi rappresentano un’arma a doppio taglio, causando gravi danni ambientali poiché derivano da materie prime fossili non rinnovabili. Per mitigare tali effetti, la comunità scientifica sta sviluppando polimeri bio-based da materie prime naturali. Questa tesi presenta un lavoro sperimentale sulla preparazione di compositi naturali tramite fotopolimerizzazione di polimeri termoindurenti fotopolimerizzabili tramite stampa 3D, mirando a un basso impatto ambientale. Sono stati utilizzati bio-filler rinnovabili come la polvere di lignina e di nocciolo d'oliva in una resina fotopolimerizzabile a base di olio di soia epossidato acrilato (AESO), con tetraidrofurfuril acrilato (THFA) per ridurre la viscosità e fenilbis(2,4,6-trimetilbenzoyl)fosfinaossido (BAPO) come fotoiniziatore per promuovere la fotopolimerizzazione. Sono stati preparati cinque tipi di formulazioni di resine fotopolimerizzabili. Quella di base consiste in AESO e THFA in un rapporto 60/40% p/p e 2% p/p di BAPO. Sia la lignina che la polvere di nocciolo d'oliva sono state aggiunte in due diverse quantità, 5 e 7,5 phr. Dopo aver valutato la distribuzione delle dimensioni delle particelle (PSD) delle polveri e le proprietà reologiche delle resine, sia la formulazione base che le formulazioni additivate sono state stampate in 3D utilizzando il processo di fotopolimerizzazione in vasca (VP) con una stampante 3D a display a cristalli liquidi (LCD), creando provini e vari oggetti con diverse texture. I campioni sono stati caratterizzati microstrutturalmente, termicamente e meccanicamente. La calorimetria a scansione differenziale (DSC) ha mostrato che la lignina influisce maggiormente sulla temperatura di transizione vetrosa (Tg) rispetto alla polvere di nocciolo d'oliva. L'analisi termogravimetrica (TGA) ha valutato la stabilità termica, mentre la microscopia elettronica a scansione (SEM) ha evidenziato una buona dispersione delle polveri. I test di trazione hanno indicato che la lignina aumenta la duttilità e la polvere di nocciolo d'oliva migliora la rigidità. L'analisi meccanica dinamica (DMA) ha mostrato che la lignina riduce i valori di Tg, ammorbidendo il composito, mentre la polvere di nocciolo d'oliva ha l'effetto opposto. I risultati di questo studio evidenziano il potenziale di questi materiali nel fornire soluzioni innovative e sostenibili. Con ulteriori ricerche e ottimizzazioni, i polimeri bio-based possono diventare un'alternativa valida ai materiali tradizionali, promuovendo un impatto ambientale positivo e un futuro più verde.