Si è tenuto in questi giorni a Genova il XV Convegno INSTM sulla Scienza e Tecnologia dei Materiali che rappresenta un importante momento di incontro e confronto per tutti coloro che operano, a diverso titolo, nel campo della Scienza e Tecnologia dei Materiali, offrendo un contesto privilegiato per favorire il dialogo, stimolare nuove interazioni e promuovere opportunità di collaborazione all’interno della vasta comunità scientifica INSTM. Nel corso del Convegno sono state presentate le attività di ricerca sviluppate dagli afferenti INSTM. L’evento è stata un’occasione preziosa per discutere aspetti fondamentali, innovativi e applicativi della scienza dei materiali, incoraggiando un approccio interdisciplinare e una sempre maggiore integrazione tra competenze e ambiti di ricerca differenti. Tra i progetti e gli studi presentati anche quello realizzato dall’Università di Genova all’interno del progetto PLASTRON, dal titolo: “Valorizzazione di miscele di poliolefine ricavate dai rifiuti marini tramite la produzione additiva: uno studio sulla stabilità termomeccanica e reologica”
Bardelli A (1), Demasi S (3), Minuto M (3), Benvenuto L (3), Mandolfino C (3), Frascio M (3), Becherini S (4), Vicini S (1,2) Cavallo D (1,2) Alloisio M (1,2) Castellano M (1,2).
- Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale – DCCI, Università di Genova, Genova, Italia
- Consorzio Interuniversitario Nazionale di Scienza e Tecnologia dei Materiali (INSTM), Firenze, Italia
- Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica, Gestionale e dei Trasporti (DIME), Università di Genova, Genova, Italia
(3) 3Revet SpA, Pontedera, Italia
La crescente dispersione dei rifiuti plastici negli ambienti marini rappresenta una sfida ambientale urgente del nostro tempo. In questo contesto, la presente ricerca mira a trasformare i rifiuti plastici marini in una risorsa preziosa per la manifattura additiva. La variabilità delle poliolefine miste riciclate (MPO), provenienti da articoli eterogenei, richiede un'attenta ottimizzazione della formulazione per garantire una lavorabilità e prestazioni adeguate. Questo studio ha studiato le proprietà termiche, reologiche e meccaniche delle MPO, con l'obiettivo di produrre manufatti funzionali attraverso la stampa 3D a pellet. La formulazione consisteva in una MPO (PE/PP da recupero marino) con l'aggiunta di Irganox B215, Epolene E43 e un bio-filler a base di $\text{CaCO}_3$ (10% in peso). La caratterizzazione ha incluso analisi TGA, DSC e microscopia SEM. La reologia oscillatoria è stata eseguita sulla formulazione pronta per la stampa e dopo 12 cicli di estrusione. I provini a osso di cane sono stati prodotti utilizzando una stampante 3D a pellet ad alta definizione (HDP) Delta Wasp 4070. Le proprietà meccaniche sono state valutate mediante prove di trazione e di flessione su tre punti. L'analisi TGA ha confermato che l'uso di Irganox porta a una maggiore stabilità termo-ossidativa, mentre la DSC ha determinato una composizione PE/PP 70/30 (dalla fase cristallina), essenziale per l'impostazione dei parametri di stampa HDP. I test reologici hanno mostrato un comportamento di assottigliamento per taglio (shear-thinning) ottimale e una viscosità stabile nel tempo. La caratterizzazione meccanica ha rivelato che l'aggiunta del bio-filler e del compatibilizzante (Epolene) ha aumentato significativamente i moduli elastici a trazione (Young) e a flessione, nonché la resistenza a flessione rispetto alla MPO pura. I valori della resistenza a trazione hanno confermato l'efficacia della strategia di stabilizzazione e compatibilizzazione. Le micrografie SEM hanno convalidato l'efficacia dell'Epolene nel garantire un'eccellente coesione interfacciale, eliminando i vuoti strutturali nei provini stampati. La caratterizzazione integrata ha permesso di definire una finestra di lavorazione ottimale per la tecnologia HDP. Il bio-filler ha migliorato le prestazioni a trazione e a flessione che, combinate con la stabilità reologica, hanno garantito l'integrità strutturale e l'accuratezza dimensionale. Nonostante la degradazione delle plastiche marine, l'effetto degli additivi ha permesso la rigenerazione delle MPO in un materiale ad alte prestazioni per la manifattura circolare su larga scala.