POLITECNICO DI MILANO

Transcript

1 SINTESI DEI RISULTATI DI UNA SPERIMENTAZIONE SU PROPRIETA FOTOCATALITICHE ED AUTIPULENTI DI SOLUZIONE LIGHT-tech Premessa Nel seguito sono riportati in modo estremamente sintetico i risultati iniziali a 6 mesi di una sperimentazione realizzata presso il Politecnico di Milano su alcune soluzioni di tipo LIGHT-tech. Le soluzioni sono state sviluppate presso il Politecnico di Milano e l Università di Parma ed il relativo know- how è stato trasferito allo spin- off IPPOLITO & PERRONE Consulting S.r.l., che si occuperà della produzione delle soluzioni sviluppate, così da offrirle al mercato tramite opportuni accordi di commercializzazione. Una relazione più dettagliata e completa verrà realizzata al termine delle prove. Soluzioni sperimentate Sono state sperimentate tre diverse soluzioni: - Sol di ossido di titanio idrofilico con aggiunta di piccole quantità di ossido di silicio per migliorare l adesione (Sigla LIGHT-tech 1). - Sol di ossido di silicio (Sigla LIGHT-tech 2). - Sol di ossido di silicio con aggiunta di nanoparticelle idrofobiche di silicio (Sigla LIGHT-tech 3) - Sol di ossido di silicio con sovrapposto sol di ossido di titanio (LIGHT-tech plus+). Substrati testati Le prove sono state realizzate su vari substrati, nella maggior parte dei casi utilizzabili per facciate ventilate, tra cui in particolare: - Pannelli di alluminio verniciati con vernice poliestere di colore bianco. - Pannelli di fibrocemento verniciati con vernice fluorurata di colore bianco. - Pannelli di granito rosso Balmorar. - Gres porcellanato Faveldor Bersal. - Micrograni di granito legati con cemento Esoroccia. - Porcellana laminata Laminam. Prove realizzate Sono state realizzate tre diverse tipologie di prove: - Prove di idrofilia/idrofobia, mediante angolo di contatto. - Prove di fotocatalisi, mediante valutazione della degradazione di coloranti organici (rodamina B e blu di metilene). - Prove di esposizione atmosferica di medio periodo (circa 6 mesi) su campioni e facciate reali, mediante valutazione colorimetrica con spettrofotometro (metodologia CIELAB). Sintesi dei risultati I principali risultati sperimentali e le foto dei campioni esposti sono riportati nelle pagine seguenti. Dall esame di tali risultati si possono fin da ora trarre alcune conclusioni: - Le prove hanno dimostrato ottimali proprietà fotocatalitiche ed autopulenti del LIGHT-tech 1

2 - Sui substrati di colore bianco l effetto autopulente è molto evidente già dopo 6 mesi di esposizione; per i substrati colorati i risultati potranno essere meglio valutati dopo tempi più lunghi - Le proprietà di autopulizia sono risultate ottimali per esposizione a sud, meno significative per esposizione a nord. - I Sol a base di ossido di silicio idrofobico LIGHT-tech 2 e LIGHT-tech 3 non hanno mostrato significative proprietà di autopulizia. - Il doppio trattamento ossido di silicio + ossido di titanio LIGHT-tech plus+ non ha mostrato vantaggi rispetto al solo sol di ossido di titanio, pur determinando interessanti proprietà idrofobiche. Sviluppi Per migliorare il comportamento autopulente anche per esposizioni a nord è stato sviluppato un Sol con composizione base analoga al LIGHT-tech 1, opportunamente drogato per ottenere fotocatalisi e autopulizia anche con luce visibile e non solo con luce UV (LIGHT-tech ev). Anche il know- how di questo Sol è stato trasferito a IPPOLITO & PERRONE CLEANING per la produzione con successivi accordi di commercializzazione. Avendo le prove preliminari di degradazione di coloranti organici confermato l effetto fotocatalitico anche in presenza di sola luce visibile, si procederà a breve ad attivare una sperimentazione di tale Sol sulle facciate di un Dipartimento del Politecnico di Milano esposte sia a Sud che a Nord. Documentazione delle prove di angolo di contatto Sono riportate le immagini degli angoli di contato dopo 30 minuti di esposizione a illuminazione UV (T1) e dopo 4 ore (T3). Come si può osservare dopo irraggiamento con illuminazione UV il trattamento con LIGHT-tech 1 determina proprietà idrofiliche con significativa diminuzione dell angolo di contatto (28 ) rispetto al non trattato (66 ). I due trattamenti a base di ossido di silicio idrofobico (LIGHT-tech 2 e LIGHT-tech 3) determinano angoli di contatto più elevati (rispettivamente 87 e 93 ). Il doppio trattamento basato su ossido di silicio + ossido di titanio (LIGHT-tech plus+) massimizza le proprietà idrofobiche (angolo di contatto 118 ) per un complesso meccanismo di alternanza tra zone idrofobiche e zone idrofiliche che condizionano profondamente l energia superficiale. Superficie non trattata Superficie trattata con LIGHT-tech 1 idrofilico

3 Superficie trattata con LIGHT-tech 2 idrofobico Superficie trattata con Sol LIGHT-tech 3 idrofobico Superficie trattata con LIGHT-tech plus+ idrofilico Documentazione delle prove di ossidazione di coloranti organici Le prove hanno mostrato la capacità del LIGHT-tech 1 di determinare degradazione dei coloranti organici depositati su superficie trattata ed illuminata da luce UV, confermando la sua capacità fotocatalitica. Simile comportamento è stato riscontrato anche sul doppio trattamento LIGHT-tech plus+.

4 Tale comportamento non è stato verificato sui campioni trattati con le due soluzioni a base di ossido di silicio, non fotocatalitiche. Prove di esposizione atmosferica di medio periodo Per la realizzazione delle prove sia su provini che sulle facciate di un edificio industriale le varie soluzioni Sol sono state spruzzate in quantità di 40 cc/m 2 (pari a 25 m 2 con 1 litro di Sol).

5 Ogni pannello oggetto della sperimentazione è stato trattato con i diversi Sol oggetto della sperimentazione come riportato nella immagine seguente. LIGHT-tech 1 LIGHT-tech 2 LIGHT-tech plus+ LIGHT-tech 3 NT Nel seguito sono riportate le disposizioni dei vari pannelli sui due supporti esposti rispettivamente a sud e a nord. Nel seguito è riportato lo schema di trattamento dell edificio industriale oggetto della sperimentazione. Per TiO2 si intende il LIGHT-tech 1, per SiO2 sol 1 il LIGHT-tech 2, per SiO2 sol 2 il LIGHT-tech 3, per NT la superficie non trattata.

6 Al giorno della presente relazione preliminare gli effetti sono evidenti in particolare sui due pannelli bianchi, in cui nelle zone non trattate lo sporcamento è già molto evidente già dopo 6 mesi di esposizione. Per quanto riguarda i substrati colorati l effetto di sporcamento delle zone non trattate non è stato sufficiente, dato il basso tempo trascorso, per fornire risultati indiscutibili. Nella presente relazione parziale ci si limiterà pertanto all esame dei seguenti pannelli: - Pannelli di alluminio verniciati con vernice poliestere di colore bianco. - Pannelli di fibrocemento verniciati con vernice fluorurata di colore bianco. Come si può osservare per i pannelli infibrocemente verniciati con vernice fluorurata si vede con molta chiarezza che le zone trattate con il LIGHT-tech 1 (in alto a sinistra in entrambi i pannelli) e LIGHT-tech plus+ (in basso a sinistra in entrambi i pannelli) sono rimaste molto più bianche rispetto alle zone trattate con i due Sol a base di ossido di silicio (zona centrale) e alla zona non trattata (a destra) L effetto di autopulizia è più evidente sul pannello esposto a sud (pannello sopra) rispetto al pannello esposto a nord (pannello sotto).

7 Misure periodiche realizzate con spettrofotometro (metodologia CIELAB) hanno permesso di quantificare lo sporcamento, che come si può vedere non si è sostanzialmente verificato nelle zone trattate LIGHT-tech 1 fotocatalitico. 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 T0 T1 T2 T3 T4 NT 0,00 0,38 1,78 3,03 3,91 LIGHT-tech 1 0,30 0,15 0,25 0,36 0,35 LIGHT-tech plus + 0,44 0,17 0,39 0,55 0,74 LIGHT-tech 2 0,17 0,39 1,68 2,72 3,20 LIGHT-tech 3 0,09 0,41 2,03 3,40 4,39 Risultati molto simili sono stati ottenuti anche sul pannello in alluminio verniciato con vernice poliestere.

8 Milano, 17 giugno 2013 POLITECNICO DI MILANO Prof. Alberto Gigada