Sviluppo di compositi in gomma naturale vulcanizzata rinforzati con nanocellulosa di banana = Development of vulcanized natural rubber composites reinforced by nanocellulose from banana pseudo-stem

Tra i materiali naturali e provenienti da fonti rinnovabili, la cellulosa si distacca per le sue proprietà, offrendo una materia prima a basso costo, ad alta reperibilità, non tossica e biodegradabile. Le sue potenzialità aumentano quando viene ridotta in scala nanometrica attraverso trattamenti chimici e meccanici. Grazie ad un' elevata cristallinità, alto modulo elastico, bassa densità ed un'elevata area superficiale la nanocellulosa costituisce un buon candidato per il rinforzo delle matrici polimeriche. La gomma naturale è una materia prima che viene estratta dall'albero della gomma, sottoforma di una dispersione colloidale lattiginosa, latex, costituita da particelle gommose e non gommose. Nel seguente lavoro è stata studiata la realizzazione di un composito di gomma naturale vulcanizzata rinforzato con nanocellulosa estratta dallo pseudo-stelo di banana. Inizialmente lo pseudo-stelo di banana è stato tagliato e lasciato seccare, successivamente è stato sottoposto ad un trattamento alcalino con NaOH, al 4 e all'8%, in presenza di agitazione meccanica, per 4 ore ad 80°C. La massa ricavata è stata lasciata seccare e macinata prima di subire un trattamento di bleaching o sbiancamento in presenza di NaClO2 e CH3OOH, sotto agitazione meccanica per 5 ore a 70°C, per defibrillare la struttura fibrosa ed omogeneizzarla ulteriormente. Per la riduzione in forma nanometrica si è adottata la tecnica di ball milling condotta in presenza di un solvente, in un mulino ad alta energia, a diversi tempi di macinazione, 30 minuti, un'ora e due ore. Sono stati preparati diversi campioni di composito sia con le fibre sbiancate che con le sospensioni acquose ottenute dal ball milling, per studiare la compatibilità dei trattamenti con la matrice e l'efficacia della fase rinforzante. Dalle immagini al SEM è stato dimostrato l'ottenimento di fibrille nanometriche, dopo soli 30 minuti di macinazione nel mulino ad alta energia, confermato dalle immagini AFM, in cui è stato possibile calcolare il valore di alcuni diametri. Analizzando i risultati ottenuti dalla prova di trazione e di durezza dei compositi è possibile affermare che le fibre ottenute dal bleaching, non apportano una miglioria significativa della resistenza e del modulo elastico della gomma naturale ma permettono di ottenere una gomma più dura, senza alterarne le caratteristiche di elasticità e flessibilità. Nel caso dei campioni rinforzati con 10 phr di fibre sbiancate l'aumento di durezza è infatti stato quasi di 10 punti. Le curve di vulcanizzazione presentano profili molto simili, indice del fatto che le fibre non alterano la lavorabilità della gomma.