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SVILUPPO E CARATTERIZZAZIONE DI SISTEMI ECO-COMPOSITI INNOVATIVI

La ricerca si articolerà attraverso lo sviluppo delle seguenti fasi.La prima fase riguarderà l’individuazione dei materiali più idonei e la definizione della composizione ottimale, in termini di tipologia e quantità relativa dei costituenti, per la preparazione di sistemi eco-compositi dotati di proprietà fisco-meccaniche idonee all'impiego in diversi settori applicativi (trasporti, edilizia, imballaggio, ecc.). In particolare, si prevede di utilizzare come matrici materiali termoplastici riciclabili di largo impiego tecnologico, quali ad esempio il polipropilene (PP), il polistirene (PS), ecc., e come filler un residuo ecosostenibile ottenuto da un processo tecnologico denominato COSMOS, di recente sviluppo, in grado di inertizzare i residui di incenerimento dei rifiuti solidi urbani. Si prevede inoltre di utilizzare un terzo agente coformulante con proprietà antifiamma, per verificare eventuali effetti sinergici tra le cariche minerali nei confronti della resistenza al fuoco. La fase successiva riguarderà la produzione e l’analisi prestazionale dei sistemi eco-compositi a diversa formulazione, ottenuti incorporando i filler nel polimero mediante la tecnica del melt compounding.Gli obiettivi della ricerca verranno perseguiti attraverso lo svolgimento delle seguenti attività:1.Selezione dei materiali e analisi delle materie prime.In questa fase verrà condotta una estesa analisi della letteratura scientifica e brevettuale volta all’individuazione delle matrici polimeriche termoplastiche di maggior interesse per la realizzazione della ricerca. Ai fini del conseguimento di un elevato grado di compatibilità ambientale dei sistemi da sviluppare, verranno preferite matrici riciclabili, tra cui il PP. Inoltre, verrà condotta un'analisi preliminare sul residuo da utilizzare come filler, al fine di valutarne alcune caratteristiche fondamentali per l'impiego nel processo di melt compounding (contenuto di acqua e sostanze volatili, capacità di scorrimento in tramoggia, stabilità alle temperature di estrusione, ecc.). Infine, verrà selezionato un opportuno agente antifiamma per la realizzazione di miscele ternarie con migliorata resistenza al fuoco.2.Realizzazione degli sistemi eco-compositi e ottimizzazione del processo produttivo.In questa fase verranno realizzate prove preliminari volte alla definizione delle composizioni dei sistemi eco-compositi e allo studio e all'ottimizzazione della loro processabilità, attraverso l'esecuzione di appropriate indagini reologiche e morfologiche. In particolare, verranno eseguite misure di viscosità a diverse velocità di shear, mediante reometria rotazionale e/o capillare, e analisi di microscopia elettronica (SEM). Sulla base dei risultati ottenuti verranno definite le composizioni di almeno 4 tipologie di eco-composito, al fine di valutare l’effetto della combinazione dei costituenti sulle proprietà finali del materiale. 3.Caratterizzazione dei sistemi eco-compositi prodottiI manufatti-prototipo ottenuti nell’ambito della ricerca verranno caratterizzati per determinarne la morfologia e alcune proprietà di particolare interesse tecnologico, ossia le prestazioni meccaniche, termiche, di stabilità dimensionale e di isolamento elettrico, mediante diverse tecniche analitiche (XRD, SEM, DSC, DMA, TGA, FT-IR, ecc.). Inoltre, saranno condotti test preliminari per valutarne il comportamento al fuoco in accordo alle normative vigenti. I risultati ottenuti consentiranno di definire alcune relazioni fondamentali tra composizione, morfologia e prestazioni funzionali degli eco-compositi sviluppati.