Zucchero e iuta per costruire i pannelli degli aeroplani
I rigorosi requisiti previsti sul piano della certificazione e gli ambienti ostili a cui sono soggetti i materiali compositi impongono forti limitazioni all’impiego di risorse naturali. Per superare tali ostacoli, nell’ambito del progetto BME CLEAN SKY 027 (“Development of an innovative bio-based resin for aeronautical applications”), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno realizzato nuovi materiali epossidici in grado di sostituire le tradizionali plastiche a base di oli minerali. Sono state quindi sintetizzate resine ricavate da zuccheri ottenuti da fonti non in concorrenza con la produzione di generi alimentari. Per soddisfare i requisiti del settore aerospaziale, i ricercatori hanno tentato di integrare fibre naturali allo scopo di potenziare le proprietà meccaniche e di utilizzare un trattamento in grado di ridurre il livello di infiammabilità delle superfici. Le attività di sintesi dei componenti sono state condotte conformemente ai principi di chimica verde, efficienza energetica, sicurezza sanitaria e ambientale e scalabilità. Come punto di partenza, gli scienziati hanno preparato resine epossidiche multifunzionali mediante l’utilizzo del glucosio. Tali attività sono state seguite dalla sintesi di tre tipi di composti ritardanti di fiamma mediante l’utilizzo di agenti ecologici in grado di produrre etanolo, che rappresenta un sottoprodotto non nocivo. Nell’ambito dell’iniziativa, è stata condotta la caratterizzazione completa dei sistemi basati su resine epossidiche e ne è stato selezionato uno a base di glucofuranoside (GFTE), per il quale sono stati previsti miglioramenti sul piano qualitativo. Gli sperimentatori hanno quindi confrontato una serie di tessuti naturali, tra cui tre tipi di canapa, tre tipi di iuta, due tipi di lino e un misto di canapa e lino. Sulla base dei criteri di disponibilità e dei risultati dei test di trazione delle strisce, è stato selezionato un tessuto di iuta a tinta unita per il rafforzamento della resina epossidica e il potenziamento delle relative proprietà meccaniche. L’infiammabilità dei tessuti naturali rappresenta una questione di fondamentale importanza che ha spinto i ricercatori ad analizzare, in modo sia isolato sia combinato, due tipi di trattamenti per le superfici ecologici e ritardanti di fiamma (fosfato di ammonio e amminosilano). La combinazione di queste risorse ha generato un perfetto equilibrio tra la riduzione dell’infiammabilità e l’aumento della stabilità termica. Partendo dalla matrice GFTE biologica, sono stati fabbricati compositi di pannelli sandwich con nucleo in schiuma. Dai risultati delle prove condotte allo scopo di determinare il grado di utilità dei materiali per la realizzazione di lastre da pavimento interne è emerso che i pannelli presentavano prestazioni significativamente superiori rispetto a quelle delle strutture a sandwich delle matrici sintetiche tradizionali. L’iniziativa BME CLEAN SKY 027 ha promosso l’utilizzo di biocompositi ecologici al posto di plastiche sintetiche rinforzate con fibra di carbonio per la realizzazione degli interni degli aeroplani.
Parole chiave
Aerospaziale, biocompositi, bioresina, applicazioni aeronautiche, iuta
