Sviluppo di formulazioni polimeriche per il settore auto basate su plastiche riciclate dalla filiera urbana dei rifiuti = Development of polymer formulations for the automotive field based on recycled plastics from the urban waste chain

L’attività di tesi è stata svolta presso il consorzio Proplast, Polo tecnologico specializzato nei servizi di R&D nell’area delle materie plastiche. Il progetto di tesi si è concentrato nell'approfondimento del quarto step del progetto europeo PlastiCircle per la valorizzazione delle plastiche da riciclo. È stato svolto in collaborazione al Centro Ricerche FIAT (CRF) con l’obiettivo di sviluppare delle formulazioni polimeriche per il settore auto basate su plastiche riciclate derivante dalla filiera urbana dei rifiuti. Argomento del progetto PlastiCircle è studiare e proporre soluzioni accessibili di riciclo che possano migliorare l’ecosostenibilità della plastica ed avvicinarsi al modello di economia circolare. L’approccio è basato sull’innovazione di 4 step principali del trattamento degli imballaggi plastici urbani: raccolta, trasporto, separazione e riutilizzo. Nel progetto di tesi è stata studiata la possibilità di utilizzare le materie prime seconde da post-consumo per produrre dei componenti del settore auto. CRF e Proplast hanno accuratamente selezionato e proposto come studio alcuni componenti prodotti con materiale vergine. Nel dettaglio sono stati selezionati dei componenti sotto-cofano prodotti attualmente con tecnopolimeri (PA66 e PBT) e altri non strutturali prodotti con Poliolefine (PP). A seguito di approfondite ricerche e visite in alcuni centri specializzati nella selezione, raccolta e recupero dei rifiuti, la scelta delle materie prime seconde da studiare è ricaduta sul PET e sul PP. Successivamente sono state effettuate le formulazioni tramite estrusione e prodotti i provini tramite stampaggio a iniezione. Dopo di che le formulazioni e i provini sono stati analizzati termo-meccanicamente mediante analisi DSC, TGA, MFI, IV,HDT, prove di trazione e IZOD. I gradi di R-PP studiati hanno mostrato una forte discontinuità causata dall’eccessivo numero di corpi estranei e disomogeneità interne. In generale però si è mostrato adatto a sostituire la materia prima vergine. Il problema persistente, che necessita sviluppi futuri, riguarda la bassa resilienza. Saranno necessarie quindi delle nuove formulazioni con degli additivi elastomerici in grado di risolvere questo problema. Per quanto riguarda invece il PET, lo studio è stato più complesso. Sono stati approfonditi gli effetti dei nucleanti in grado di modificare ed innalzare la velocità di cristallizzazione. Tutti gli additivi analizzati sono risultati efficienti. È stato approfondito, inoltre, il legame tra proprietà meccaniche e grado di cristallinità con il peso molecolare delle catene del polimero passando attraverso il grado di viscosità intrinseca IV. Seppur a livello di proprietà meccaniche, il PET, sia risultato idoneo a sostituire le altre materie prime vergini, le proprietà intrinseche del materiale e le sue problematiche di tipo processuale risultano essere uno scoglio ancora difficile da superare. Sarà importante approfondire infatti lo studio sull’ottimizzazione del tempo ciclo e della temperatura dello stampo in modo da produrre dei componenti con un grado di cristallinità adeguato. Parallelamente sarà necessario produrre delle nuove formulazioni tenendo sotto controllo il valore della viscosità intrinseca. Il valore del test HDT inoltre, sarà determinante per valutare se le nuove formulazioni saranno in grado di sostituire le materie prime vergini per produrre componenti sotto cofano affidabili.