Compositi ignifughi sostenibili

Nuovi materiali FST per il settore navale

La tendenza verso una maggiore sostenibilità potrebbe presto trasformarsi in requisiti legislativi nell'Unione Europea, ad esempio nel settore automobilistico, il regolamento sui veicoli fuori uso; impone ai produttori di dichiarare il contenuto di materiali riciclati nei veicoli, il 25% della plastica utilizzata per i veicoli nuovi deve provenire da materie prime riciclate, insieme ad altri requisiti che incentivano i produttori a riciclare in modo più efficace e a recuperare materie prime di migliore qualità (riferimento: https://environment.ec.europa.eu/topics/waste-and-recycling/end-life-vehicles/end-life-vehicles-regulation_en ).

Il cambiamento climatico costringe il settore dell'aviazione a sviluppare e implementare innovazioni di materiali più sostenibili per gli aeromobili. Ad esempio, l'innovazione in questo settore nei prossimi anni cercherà materiali compositi più sostenibili per gli interni degli aeromobili, con enfasi sui materiali compositi di origine biologica e sui materiali riciclabili dopo la loro vita utile. Ciò è particolarmente pertinente nella gestione dei materiali compositi di scarto generati dal mercato degli interni degli aeromobili, che vengono spesso sostituiti ogni 4-7 anni [Zarnowka, 2023, Valutazione della sostenibilità di un'innovazione sostenibile per l'industria aeronautica: studio di caso di biocompositi per interni di aeromobili]. Con applicazioni come gli interni degli aeromobili, ci sono proprietà critiche per la sicurezza, vale a dire la resistenza al fuoco, in cui è essenziale che gli sforzi di ricerca mirino a sviluppare matrici polimeriche di tipo fenolico di origine biologica e/o riciclabili che raggiungano le qualifiche necessarie per la resistenza al fuoco (dell'intero composito) riducendo al contempo il loro impatto ambientale. Questi a loro volta possono essere combinati con rinforzi in fibre riciclate come fibra di carbonio riciclata e fenolica.

Figura 2: Staffa lavorata a macchina da una piastra composita a matrice fenolica rinforzata con carbonio riciclato da 30 mm di spessore

I compositi avanzati rinforzati con fibre ad alta resistenza e modulo sono materiali importanti in cui le caratteristiche possono essere personalizzate per offrire, ad esempio; prestazioni ad alta temperatura, buon smorzamento delle vibrazioni, basso coefficiente di espansione termica (CTE), ignifugazione e sono essenziali in applicazioni che danno priorità all'alleggerimento, il che li rende la scelta ovvia per le applicazioni di trasporto. Le prestazioni finali del materiale composito possono essere progettate in funzione di:

1. Il tipo di materiali costituenti utilizzati come rinforzo in fibra (ad esempio carbonio, vetro, lino basalto) e matrice polimerica (ad esempio epossidica, fenolica, poliestere)

2. La disposizione direzionale (ad esempio quasi isotropica) della forma di rinforzo tessile (ad esempio tessuti intrecciati, non arricciati, ecc.)

3. La strategia di produzione utilizzata per unire le singole parti costituenti per formare un nuovo materiale composito, ad esempio stampaggio liquido, metodo preimpregnato, laminazione a umido, ecc.

In Juno Composites stiamo studiando nuove formulazioni di resine fenoliche adatte alle attuali tecniche di produzione di compositi all'avanguardia. Dove questi tipi di polimeri, sebbene possiedano generalmente proprietà meccaniche e resistenza chimica inferiori rispetto all'epossidico, sono essenziali per applicazioni in cui la resistenza al fuoco è di primaria importanza, ad esempio pannelli interni di aeromobili, petrolio e gas offshore, trasporto di massa ed elettronica.

Juno Composites sta attualmente sviluppando una gamma di compositi rinforzati con fibre a matrice fenolica a basso contenuto di formaldeide libera che utilizzano fibre di carbonio riciclate, tessuti continui in fibra di carbonio e vetro, tessuti in fibra naturale che saranno disponibili in varie forme di materiali, tra cui: lamine sottili, pannelli sandwich, fogli, piastre e billette/blocchi (per la lavorazione di parti complesse come staffe composite). Come parte della fase di progettazione del materiale, oltre alle prestazioni meccaniche e di tossicità e fumo (FST), stiamo assicurando che le parti costituenti (rinforzo in fibra e matrice polimerica) e la parte composita stampata siano più sostenibili e conformi a REACH.

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