Materiali polimerici strutturali e funzionali

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1 Materiali polimerici strutturali e funzionali Valter Castelvetro Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università di Pisa e SPIN PET PET s.r.l.

2 Materie plastiche come sensori Plastiche fotocromiche Plastiche meccanocromiche Plastiche termoocromiche e termoluminescenti Plastiche che rispondono a stimoli chimici Polimeri espansi per l isolamento l termico Plastiche di riciclo per Filati tecnici Lastre termoformabili Stampaggio a iniezione Bioplastiche (biodegradabili e/o da risorse rinnovabili) e Bio(nano) (nano)compositi

3 Materiali fotocromici luce buio Velocità di risposta: Molecola fotoattiva Matrice disperdente (ceramico, vetro, polimero soft o hard) Naftopirano

4 Materiali fotocromici Processo di fabbricazione di rivestimenti fotocromatici per lenti

5 Materiali fotocromici Finestre intelligenti ON OFF window.htm

6 Materiali termocromici Cristalli liquidi termotropici 30 C 40 C Variazione di colore al variare della temperatura

7 Materiali termocromici Poliolefine (polietlene, polipropilene) Colorante in forma aggregata riscaldamento raffreddamento Colorante in forma non aggregata

8 Materiali meccanocromici Poliolefine (polietlene, polipropilene)

9 Materiali meccanocromici Colorante in forma aggregata deformazione Colorante in forma non aggregata Nanoscala

10 Materiali che rispondono a stimoli chimici Poliolefine (polietlene, polipropilene) all aria in assenza O 2 Indicatori di O 2 e CO 2

11 NON coibentata kwh/anno (250 kwh/m 2 ) ,2 ton di CO 2 Riscaldamento di una casa Coibentata kwh/anno (250 kwh/m 2 ) 312 1,4 ton di CO 2 Tetto: kwh/a Pareti: kwh/a Finestre: kwh/a Fondazioni: 1800 kwh/a Fonte: EUMEPS 2010

12 Meccanismi di trasporto del calore nelle schiume polimeriche Trasmissione del calore per irraggiamento (IR) Caldo gas) trasmissione per conduzione e convezione Assorbitore della radiazione IR polimero trasmissione per conduzione Freddo Conduzione per convezione trascurabile se d cella < 10 μm d cella 200 µm 1mm

13 80 70 Meccanismi di trasporto del calore nelle schiume polimeriche lambda (nw/m K) radiazione gas totale solido Densità (g/l) Effetto degli Assorbitori IR assorbimento scattering

14 Polimeri espansi (schiumati) per l isolamento l termico Prestazioni equivalenti a diversi spessori kg/m 2 3,5 1,99 2,19 5,25 12,32 20,04

15 Plastiche di riciclo per Filati tecnici Lastre termoformabili Stampaggio a iniezione Granulato di PET/PE TecnoPlastiche Estrusione (lastre, fili) Stampaggio a iniezione Termoformatura Scaglie di PET/PE da laminati accoppiati post industriali Modifica con additivi reattivi

16 Plastiche di riciclo Post consumo Post industriale % % PET/PE + compatibiliz. + EC Miscela di polimeri incompatibili... O O Estrusione O... Compatibilizzante reattivo Altri aditivi di rinforzo e reattivi estensori di catena (EC) Granulazione

17 Plastiche da riciclo per materiali srtrutturali Every Helmets Prototipo di caschi protettivi in compound a base di PET di riciclo Galleno Plastica Termoformatura di lastre piane estruse costituite da compound di PET di riciclo MPT Plastica Prototipo di aspirapolvere in compound a base di PET di riciclo (A) (B) MacDesign, ScanSystems, Polverind & MPT Plastica Nuovo carrello per la spesa in plastica di riciclo Scuola Sup.S.Anna & Dedalo Solutions Progettazione e studi di mercato sul compound di PET post-consumo per la carrozzeria del robot spazzino Dustcart ( Dustcart dal progetto DUSTBOT) MPT Plastica Parti di carrozzeria di scooter - compound a base di PET di riciclo A) grezzo; B) verniciato (vernici all acqua)

18 SUPERTEX (ECO/10/277225/SI ) Sustainable Flame Retardant Technical Textile From Recycled Polyester supertex.eu/

19 Plastiche da riciclo per filati tecnici Monofilo PET/PE φ = 0,6 mm Monofilo PET/PE φ = 0,18 mm

20 Plastiche da riciclo per materiali srtrutturali Parti di Auto da MPO(Mix poliolefine post consumo) Le miscele MPO, costituite da miscele eterogenee di POLIETILENE e POLIPROPILENE (PP/PE), sono perfettamente adattabili ai requisiti per lo stampaggio a iniezione, ESEMPI di parti per autoveicoli Parti verniciate scudi fiancate controscudi bauletti Parti di carrozzeria colorate in massa pedane controscudi bauletti Parti di carrozzeria non visibili sottosella vano portacasco etc Parti di motore colorate in massa coperchi motore scatole filtro etc

21 Plastiche da riciclo per materiali srtrutturali MPO per Particolari dei prefabbricati La plastica da post consumo pulita e opportunamente compaundata può essere utilizzata anche per produrre alcuni particolari dei prefabbricati attualmente realizzati per termoformatura consentendo maggiori variazioni di stile e migliori performance meccaniche. MPO per Barriere Acustiche MPO ottenuto tramite un riciclaggio meccanico è usato per stampaggio ad iniezione al fine di produrre un pannello in plastica da applicare su una struttura realizzata in cemento espanso Un recupero di plasmix pari a circa il 40 50% Riciclabilità del pannello a fine vita Incremento della barriera acustica in classe A4 rispetto ad una struttura in solo cemento espanso

22 Bioplastiche e Bio(nano) (nano)compositi Polimeri biodegradabili (!! ) Bioplastica Polimeri da risorse rinnovabili Polimeri biodegradabili e Rinnovabili Ecosostenibili Biopolimeri (polimeri naturali) e loro derivati

23 Bioplastiche rinnovabili e biodegradabili Imballaggi Applicazioni agronomiche Piccoli elettrodomestici e complementi di arredo Domotica Articoli tecnici per lo sport ed il design PLA = Acido PoliLattico estruso e pronto alla trasformazione Polimero plastificato Materiali biocompositi (con fibre naturali) Miscele polimeriche adattate a processi di trasformazione in pellicole, estrusione in fili, stampaggio ad iniezione, termoformatura

24 Bioplastiche come sensori (proprietà ottihche) Tracciabilità Pellicole e rivestimenti sensibili a variazioni di temperatura Pellicole e rivestimenti sensibili a deformazioni meccaniche PLA = Acido PoliLattico (poliestere biodegradabile, ottenuto dal mais) PBS = PoliButilene Succinato (poliestere biodegradabile, ottenibile anche da biomasse)

25 Biopolimeri funzionali : materiali superassorbenti HDI soluzione in DMSO) Gelatina (collagene denaturato) OCN Gelatina (soluzione in DMSO) HDI (agente reticolante) NCO Lavaggio

26 Agente reticolante Essiccaemento Gelatina + tessuto Gelatina in soluzione (DMSO) Lavaggio /estrazione Tessuto SUPERassorbente Swelling by water

27 Biopolimeri (polimeri naturali) e loro derivati Cellulosa (il polimero più abbondante in natura) nanofibre di cellulosa come rinforzo di nanocompositi cellulosa trasformavile come una plastica sintetica grazie a nuovi solventi costituiti da SALI LIQUIDI (liquidi ionici) Chitosano (derivato della chitina di insetti quasi abbondante quanto la cellulosa) Rivestimenti e gel ANTIMICROBICI Eccetera