Valutazione degli effetti dei processi di formatura su materiali termoplastici sostenibili

L'uso globale di materiali polimerici ha raggiunto quasi 450 milioni di tonnellate all'anno, di cui 370 milioni sono polimeri termoplastici. Questa crescente domanda comporta sfide significative nella gestione dei rifiuti, rendendo fondamentale il riciclo e il riutilizzo di questi materiali, in particolare del polipropilene (PP) e del polipropilene riciclato (rPP), noti per la loro versatilità. Tuttavia, l'uso dell'rPP è limitato a causa delle sue proprietà meccaniche inferiori rispetto al PP vergine. Il polipropilene è frequentemente utilizzato nella produzione di materiali compositi a matrice termoplastica rinforzati con fibra di carbonio, che offrono vantaggi in termini di leggerezza e resistenza. L'aumento della produzione ha portato a un incremento dei rifiuti plastici, evidenziando l'urgenza di sviluppare metodi efficaci per il riciclo delle fibre di carbonio, considerando l'alto consumo energetico necessario per produrle vergini. La ricerca si concentra sullo sviluppo di processi di formatura che integrano matrici polimeriche e fibre di carbonio riciclate, creando prodotti con caratteristiche simili a quelli realizzati con materiali vergini. Questa strategia non solo riduce l'impatto ambientale, ma promuove anche un'economia circolare. La tesi analizza il processo di estrusione di diversi tipi di polipropilene e materiali compositi, seguito da stampaggio a iniezione per valutare le proprietà termiche e meccaniche dei campioni. Sono state formulate miscele con varie percentuali di fibra di carbonio e blends di polipropilene riciclato e vergine. Le analisi reologiche hanno ottimizzato i parametri dell'estrusione, mentre la caratterizzazione dei materiali è stata effettuata tramite calorimetria differenziale a scansione (DSC), analisi termogravimetrica (TGA) e prove di trazione. L'osservazione al microscopio elettronico ha fornito dati sull'adesione tra fibra e matrice e sulla dispersione della fibra nei materiali ottenuti.