Materiali compositi da resine epossidiche derivate da biomasse e filler naturali = Composite materials from biomass-derived epoxy resins and natural fillers

In questo lavoro è stata studiata una resina epossidica derivante da fonti naturali, un cardanolo epossidato (Cardolite NC-514S) reticolato con un indurente amminico, Jeffamine-ED900, per andare a superare le problematiche relative allo sfruttamento delle risorse fossili quali gli effetti ambientali negativi e problematiche di tipo economico legate alla variabilità del prezzo dei prodotti petroliferi. Per migliorare le proprietà meccaniche della resina sono stati utilizzati rinforzi anch’essi di origine naturale: fibre cellulosiche ed argilla. Analisi mediante spettroscopia a infrarossi in modalità ATR sui compositi reticolati hanno permesso di valutare la conversione del gruppo epossidico, che è risultata completa. Per la frazione di insolubile si sono ottenuti valori superiori al 90% per quasi tutti i compositi, andando ad evidenziare l’elevato grado di reticolazione. Le analisi meccaniche hanno mostrato che l’aggiunta di filler cellulosici ed argillosi portano ad un incremento notevole del modulo di Young, raggiungendo un valore prossimo a 29 MPa per compositi contenenti il 36 % in peso di polvere di cellulosa microcristallina (PC) ed il 3 % in peso di microfibrille di cellulosa (MFC), ottenendo allo stesso tempo un valore di sforzo massimo in trazione di 1,7 MPa. Questi risultati hanno sottolineato l’efficacia del rinforzo fornito da questo tipo di filler ibrido, rispetto ad un composito contenente il 39 % di PC, dunque a parità di percentuale complessiva di filler cellulosico, per il quale modulo di Young e sforzo massimo erano pari a 7 MPa e 0,9 MPa. L’ assorbimento d’acqua è risultato maggiore all’aumentare della percentuale di filler cellulosici ed argillosi. Futuri studi dovranno focalizzarsi sull’ulteriore indagine di filler naturali alternativi, ampliando così il ventaglio di applicazioni possibili, inclusa la stampa 3D, dove le proprietà meccaniche avanzate e la sostenibilità ambientale sono di cruciale importanza.