�Materiali ceramici, polimerici e loro compositi�

NUOVI MATERIALI DAL RICICLO

Prof. ing. Franco Sandrolini (DICASM)Ordinario di Scienza eTecnologia dei materialiFacoltà di Ingegneria - Università di Bolognae-mail: franco.sandrolini@mail.ing.unibo.itTel. +39 051 2093205 Fax +39 051 2093213

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Laboratorio di ricerca applicata all�ingegneria industriale:�Materiali compositi a matrice polimerica rinforzati con fibre di carbonio; o di vetro, ad es., da raccolta differenziata�Materiali compositi a matrice polimerica e prestazioni fisico-meccaniche modulabili rinforzati con materiali particellati a modulo elastico e resistenza meccanica ad hoc: ad es., da scarti di mat. prime ceramiche (alto modulo), di pneumatici dismessi (basso modulo), cavi elettrici da adeguamenti tecnologici, etc. (es.: basamenti di macchine)

�Materiali compositi particellati ad alte prestazioni da materiali totalmente di riciclo (es.: a matrice di zolfo modificato con polimeri [≤2%])per applicazioni speciali

�Sistemi elettro/magnetoreologici fluidi o a matrice polimerica per applicazioni meccaniche innovative

�Nanocompositi a matrice polimerica con argille variamente modificate ed altri nanoparticelle

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Scarti industriali: costi crescenti (ed ecosostenibilitàdecrescente) per il loro smaltimento per:

�esaurimento discariche autorizzate�crescenti costi di trasporto�incidenza dei costi di conferimento�crescente sensibilità per il risparmio delle materie prime naturali e dei materiali non rinnovabili per la sostenibilità globale del processo produttivo

! riciclo degli scarti industriali in nuovi materiali:- più facile per metalli e leghe- più complesso per altri materiali

D. M. 05.02.98:I materiali riutilizzabili costituiscono Materie prime secondarie (MPS): nondebbono presentare rischi superiori a quelli ottenuti dalla lavorazione di materie prime naturali, non sono assoggettate al regime ordinario dei rifiuti e debbono essere utilizzati, comunque, in cicli di produzione

▼Salvaguardia ambientale

Caratteristiche fisico-meccaniche?-->www.matmec.ing.unibo.it

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"Ecosostenibilità" dei materiali industriali (in sintesi)1. Materie prime e processi estrattivi e produttivi" impatto ambientale e inquinamento "lontano" dal sito di fabbricazione

(estrazione delle materie prime e prelavorazioni dei materiali --> smaltimento degli scarti e salute delle maestranze)

" energia necessaria (rinnovabile/non rinnovabile) e relativo impatto ambientale ed inquinamento ("lontano" dal sito di fabbricazione)

2. Trasporti" energia necessaria ed inquinamento prodotto (diretto ed indiretto) nel

trasporto dei materiali al sito di impiego

3. Materiali, ambiente e salute" degrado dei materiali durante la loro vita di servizio, inquinamento e salute

della popolazione (incluse le emissioni in caso d'incendio)

4. Smaltimento/riciclo dei materiali al termine del loro ciclo di vita" energia necessaria e inquinamento prodotto per lo smaltimento o il

riciclo dei materiali da costruzione al termine del loro ciclo di vita utile www.matmec.ing.unibo.it

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Scarti industriali e campioni di prova

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Osservazioni SEM di superficiedi frattura da prove meccaniche

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- Messa a punto e preparazione delle miscele (con particelle a diverso modulo elastico, anche da scarti) e degli stampi per il colaggio sotto vibrazione-Assemblaggio e sperimentazione in aziendaCaratteristiche finali:-riduzione del rumore e delle vibrazioni-ottima resistenza meccanica

Un esempio reale: prototipo di basamento di macchine per la lavorazione del legno in composito particellato (contenente anche scarti)

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Fasi di sperimentazione in laboratorio:

-Ottimizzazione distribuzione granulometrica dei particellati

-Scelta della matrice e compatibilizzazione particellati - matrice (agenti accoppianti, etc.)

-Sperimentazione della miscelazione e della formaturaformatura con tecniche innovative (s. v., vibrazione e pressatura)

Fasi di sviluppo (laboratorio/azienda):

-Progettazione del prototipo, sperimentazione della miscelazionemiscelazione e della formatura e preparazione degli stampi

-Collaudo operativo

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Osservazioni microstrutturali

SEM

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Prove meccaniche

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Ricaduta sulla didattica di Ingegneria

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