PROVE DI INVECCHIAMENTO SU BIOCOMPOSITI EPOSSIDICI AD ELEVATE PERFORMANCE RINFORZATI CON FIBRE DI AGAVE

Abstract

La riduzione dell'impatto ambientale nella moderna produzione di materiali compositi a matrice polimerica ha attratto una significativa attività di ricerca finalizzata alla messa a punto di nuovi materiali compositi “green” caratterizzati altresì da una apprezzabile riduzione dei costi e del peso specifico. Tra questi materiali giocano un ruolo importante i cosiddetti biocompositi, materiali costituiti da matrici a basso impatto ambientale o rinnovabili, rinforzate con fibre naturali. Nel presente lavoro, attraverso una sistematica campagna di prove sperimentali sono analizzati gli effetti dei principali agenti ambientali sulle proprietà meccaniche di biocompositi ad elevate prestazioni costituiti da una matrice epossidica green rinforzata con fibre di agave sisalana. Tramite laminazione manuale sono state realizzate tre tipologie di laminati biocompositi, con diverso lay-up (unidirezionale, cross-ply e quasi-isotropo, con percentuale in volume di fibre pari al 50%), che rappresentano in pratica i laminati di uso comune per applicazioni strutturali. Al fine di evidenziare i diversi effetti dell’invecchiamento su matrice e rinforzo, sono stati analizzati altresì provini costituiti dalla sola matrice epossidica. Tutti i materiali considerati sono stati sottoposti a un processo di invecchiamento accelerato, con condizioni controllate di temperatura, umidità e radiazioni UV, al fine di riprodurre le condizioni di esercizio associati, come avviene di solito, all’esposizione periodica alla luce solare (cicli di temperatura e UV), e all’umidità connessa a condizioni ambientali esterne (con possibile presenza di pioggia e rugiada). Sono state considerati in dettaglio gli effetti di degrado sulle caratteristiche meccaniche statiche e dinamiche. L’analisi dei risultati sperimentali è stata altresì finalizzata alla messa a punto di affidabili modelli che possano essere utilizzati per la previsione della evoluzione nel tempo delle proprietà meccaniche di tali interessanti materiali.