Stampa 3D DLP a temperatura ambiente di formulazioni epossidiche bio-based con proprietà vitrimeriche = Room-temperature DLP 3D printing of bio-based epoxy formulations with vitrimeric properties

In questo studio sono state formulate e caratterizzate resine polimeriche bio-based ottenute da oli vegetali epossidati, dotate di legami covalenti reversibili (Covalent Adaptable Networks - CANs), progettate per essere impiegate in stampanti 3D DLP a temperatura ambiente senza l’aggiunta di monomeri più reattivi. L’olio di ricino epossidato (ECO) è stato scelto come componente principale per le sue intrinseche proprietà vitrimeriche, grazie ai gruppi ossidrilici coinvolti in reazioni di transesterificazione dinamica. Tuttavia, l’elevata viscosità a temperatura ambiente ne limita la stampa 3D VAT. Per ovviare a questo problema è stato miscelato con l’olio di soia epossidato (ESO), un monomero bio-based meno viscoso, ottenendo quattro resine con diversi rapporti in peso: 100% ECO, ECO:ESO 70:30, ECO:ESO 50:50 e 100% ESO. La fotoreticolazione è stata studiata tramite FTIR e foto-DSC, le proprietà termomeccaniche attraverso DMTA e la stampabilità tramite analisi reologica. Le proprietà vitrimeriche sono state caratterizzate tramite prove di rilassamento degli sforzi, dopo aver aggiunto 15 phr di un catalizzatore di transesterificazione bio-based derivante dall’eugenolo (EUGP). La formulazione mista ECO:ESO 70:30 ha dimostrato le migliori proprietà vitrimeriche, mentre nella 50:50 sono state penalizzate dalla minore concentrazione di gruppi ossidrilici. Entrambe le resine hanno dimostrato di poter essere riprocessate termicamente e di essere stampabili attraverso tecnica 3D DLP a temperatura ambiente. Con questo lavoro si sottolinea il potenziale dei materiali bio-based nello sviluppo di un’economia circolare basata su tecniche di additive manufacturing.