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SVILUPPO E CARATTERIZZAZIONE DI ADESIVI NANOCARICATI PER APPLICAZIONI STRUTTURALI

Questo progetto contempla lo sviluppo di adesivi strutturali con proprietà funzionali e strutturali di rilevante interesse industriale. Le principali funzionalità che saranno impartite agli adesivi sono:1.conducibilità elettrica (almeno unità di S/m - bassa soglia di percolazione elettrica e meno dello 0.2% di particelle conduttive);2.miglioramento delle proprietà meccaniche come la forza tensile, il modulo elastico, resistenza alla frattura, al danno e alla fatica;3.miglioramento delle forze di adesione;4.basso assorbimento di acqua (ridotto assorbimento di vapore e coefficiente di diffusione rispetto agli adesivi strutturali attuali);5.Resistenza chimica (resistenza al combustibile e ai fluidi idraulici);6.Durabilità dell’adesivo in condizioni ambientali severe: umidità, grosse escursioni termiche, calore, esposizione a sostanze chimiche, fuoco.La ricerca su come affrontare questi obiettivi individualmente è prassi quasi consolidata. Tuttavia, la parte impegnativa del progetto è quella di impartire simultaneamente tutte queste proprietà ad un adesivo strutturale a base epossidica con l’obiettivo di risolvere i problemi connessi all’applicazione di questi materiali a settori di rilevante interesse industriale. Anche se gli obiettivi possono sembrare estremamente ambiziosi, il progetto presenta soluzioni innovative possibili per la loro realizzazione. In particolare, per quanto riguarda le funzionalità di cui ai punti 1, 2, 3, le soluzioni altamente innovative e creative sono qui proposte al fine di migliorare contemporaneamente le prestazioni meccaniche degli adesivi conduttivi e le interazioni attrattive all’interfaccia tra adesivo e aderenti. Riguardo a questi ultimi aspetti, materiali aderenti ad attivazione automatica e formulazioni adesive sono state programmate per le prospettive future nel campo dei materiali strutturali. Questi nuovi materiali saranno progettati allo scopo di impartire la capacità intrinseca di attivare legami covalenti (o basati su effetti cumulativi di attrazione non covalente) all'interfaccia tra le parti da incollare. Nel campo dei materiali applicabili alle strutture aeronautiche, la proposta è di vasta portata e ambiziosa in quanto considera lo stato attuale e le prospettive future sulla scelta dei materiali nel settore aeronautico. Il concetto di aderenza auto-assistita basata sulla capacità intrinseca dei materiali di incollarsi efficientemente attraverso legami chimici (quando sono in contatto durante la cura) è completamente nuova in letteratura e si basa sulla presenza di diversi gruppi funzionali tra le parti da incollare; il contatto tra questi gruppi provoca reazioni chimiche con la formazione di segmenti legati covalentemente che possono creare continuità tra le parti incollate.Il programma di ricerca si articolerà essenzialmente in più fasi:1) selezione della matrice epossidica e del tenacizzante; 2) selezione delle nanoparticelle;3) miglioramento della compatibilità tra nano-carica e matrice attraverso opportune funzionalizzazioni delle nanocariche;4) formulazione e preparazione dell’adesivo basato sulla miscela epossidica nanocaricata;5) studio dell’adesione con test su scala di laboratorio.6) Elaborazione dei dati ottenuti.La matrice polimerica sarà formulata utilizzando diversi precursori epossidici e tenacizzanti che saranno opportunamente miscelati con delle molecole atte a controllare la fluidità della miscela nella fase di preparazione del nanocomposito adesivo. Per i processi di reticolazione saranno scelti indurenti a base di ammine aromatiche. Le caratteristiche chimico-fisiche delle miscele epossidiche formulate saranno accuratamente analizzate anche prima di procedere alla fase di incorporazione del nanofiller nella matrice. Questa indagine consentirà di comprendere accuratamente l’effetto del filler sulle proprietà adesive e meccaniche della formulazione.