Superplastiche eco-friendly

Dinamica molecolare di sistemi composti da organo-argilla. Imagecredit: Durham University

Un materiale che deriva dall’argilla comune potrebbe diventare la futura superplastica grazie alla sua economicità e resistenza, ma soprattutto per il suo minimo impatto ambientale che lo contraddistingue.

Arriva dagli stessi ricercatori la segnalazione di una valutazione approfondita per il primo materiale a basso costo producibile su scala industriale. Il materiale originalmente in polvere, è derivato in buona parte dall’argilla, un fillosilicato di alluminio (dal greco phyllon, foglia: un particolare silicato caratterizzato da una struttura stratificata), sostanza assolutamente innocua per la salute e reperibile in grande quantità, che garantisce di essere un ottimo sostituto per il composto tradizionalmente utilizzato nella produzione di materiali nanocompositi.

I materiali nanocompositi sono solidi, anche naturali come le ossa, che possiedono peculiarità nano-dimensionali tali da conferire proprietà particolari come attività catalitiche, magnetiche, ottiche o meccaniche. Ne esistono sostanzialmente di tre tipi a seconda della matrice: ceramici, metallici e polimerici.

Miriam Rafailovich e colleghi hanno focalizzato i loro sforzi su un nuovo tipo di organo-argilla sviluppato e brevettato da un gruppo di ricercatori guidato da David Abecassis. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica ACS’ journal Macromolecules dell’American Chemical Society.

Un bimbo gioca con l'argilla. Imagecredit: Wikimedia Commons

Gli scienziati spiegano che le cosiddette organo-argille trattate con ammine quaternarie (altrimenti dette sali di ammonio quaternario, contenenti un atomo di azoto, avente carica positiva, legato a quattro gruppi alchilici e/o arilici), sono da tempo le nanoparticelle elette nel settore delle nanotecnologie applicate  alle materie plastiche. Anche solo l’aggiunta di una piccola quantità di queste sostanze può rendere la plastica più resistente alle fiamme, più robusta e meno sensibile a danni causati da raggi ultravioletti o da prodotti chimici. Inoltre, permettono la miscelazione di diverse materie plastiche per produrre materiali ibridi che altrimenti non esisterebbero.

Tuttavia, le organo-argille ottenute con le ammine quaternarie sono difficili da produrre a causa dei rischi sanitari e ambientali connessi alle ammine stesse, così come la necessità di produrli in piccole quantità. Questi ed altri inconvenienti, tra cui i costi elevati, hanno limitato finora l’impiego di questi materiali.

Queste nuove organo-argille sfruttano il resorcinolo difenil-fosfato (che normalmente è un ritardante di fiamma), per ottenere una produzione su vasta scala in un processo continuo. Inoltre, queste organo-argille sono più economiche, generano meno polvere, e sono termostabili a temperature molto elevate, anche oltre i 300°C. Questa “argilla organica” si è anche dimostrata superiore per applicazioni in cui è necessario ritardare la propagazione delle fiamme. Infine, a differenza della maggior parte delle organo-argille a base di ammine quaternarie, questo processo si adatta perfettamente alla materie plastiche composte da stirene (il monomero del polistirolo), una delle forme più diffuse di materie plastiche che trovano applicazione in innumerevoli prodotti ed applicazioni come diversi tipi di plastiche, gomme, schiume isolanti, fibre, eccetera..

Una vera e propria eco-rivoluzione nel mondo delle materie plastiche, la scommessa sarà esclusivamente rivolta al “quando” vedremo questi materiali sul mercato in sostituzione di quelli tradizionali…

Altre informazioni: “The Role of Surface Interactions in the Synergizing Polymer /Clay Flame Retardant Properties”, Macromolecules.

Provided by American Chemical Society (newsweb) via PhysOrg

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