Studio delle proprietà elettriche di ionomeri come materiali isolanti innovativi per cavi HVDC

La crescente esigenza di efficienza nella trasmissione dell’energia elettrica ha portato a un maggiore interesse verso i sistemi HVDC (High Voltage Direct Current), che offrono minori perdite su lunghe distanze rispetto ai tradizionali sistemi HVAC. In tale contesto, si è intensificata la ricerca di materiali isolanti innovativi per i cavi HVDC, superando le limitazioni dell’attuale standard industriale, il polietilene reticolato (XLPE). Sebbene l’XLPE presenti buone proprietà dielettriche e meccaniche, mostra criticità quali la difficoltà di riciclo e la limitata stabilità termica. Questa tesi esplora l’impiego degli ionomeri, polimeri con gruppi ionici, come potenziali sostituti dell’XLPE grazie alla loro combinazione di proprietà meccaniche, termiche e dielettriche, e alla loro natura termoplastica, che ne facilita il riciclo. In particolare, sono stati analizzati due ionomeri, MAMADAME 02/1 e 11/1, con composizioni differenti, e confrontati con il polipropilene (PP) e con un terzo ionomero, MAMADAME 12/1, precedentemente studiato. I materiali sono stati forniti dall’Università di Parma in collaborazione con SABIC. La caratterizzazione sperimentale ha incluso test di spettroscopia dielettrica, conducibilità, accumulo di carica (PEA), profondità di trappola (TSDC) e breakdown elettrico. I risultati ottenuti evidenziano le ottime prestazioni del MAMADAME 02/1, che si distingue per la stabilità e la risposta in condizioni operative variabili, suggerendo un’elevata idoneità come isolante HVDC. Oltre alle performance competitive, gli ionomeri offrono vantaggi ambientali e produttivi, aprendo prospettive per un’adozione su scala industriale grazie alla possibilità di ottimizzazione strutturale e riciclabilità.