Produrre bollicine a prezzi ridotti
La semplificazione della produzione di schiume e, di conseguenza, la riduzione dei costi, agevolerebbe in modo significativo le numerose piccole e medie imprese (PMI) che operano nel settore, potenziandone la competitività e consentendo a tali realtà di riconquistare i mercati dominati dalle aziende straniere e dai loro prodotti a basso costo. Le nuove tecnologie sviluppate nell'ambito del progetto LIGHT-FOAM, finanziato dall'UE, promuovono una produzione a basso costo con le apparecchiature esistenti per lo stampaggio a iniezione, a estrusione e a compressione. Questi processi sono incentrati sull'infusione e l'intrappolamento di azoto gassoso nei polimeri e sul rilascio di tale sostanza durante il trattamento finalizzato alla creazione di attività schiumogena. Gli scienziati hanno utilizzato un processo commerciale in autoclave per l'infusione di alti livelli di azoto a una temperatura superiore alla temperatura di transizione vetrosa di cinque polimeri selezionati. Questa condizione causa un'elevata diffusione gassosa. Il raffreddamento fino al raggiungimento della temperatura ambiente intrappola le molecole di azoto e riduce il volume libero dei granuli di polimeri. Un modello predittivo di dissoluzione e di diffusione di azoto, sviluppato in modo iterativo a partire dai feedback ottenuti dai test di laboratorio, ha contribuito all'ottimizzazione delle condizioni e al potenziamento della compatibilità con gli attuali processi in autoclave. È stato quindi necessario adottare una procedura di imballaggio e spedizione specializzata in grado di evitare eventuali perdite di azoto prima della consegna dei granuli di polimeri agli utenti finali. La legislazione in materia di trasporto di merci sotto pressione è stata seguita dall'elaborazione di una serie di specifiche. I ricercatori hanno scelto una soluzione economica formata da strati di poliolefina e di alluminio contenente una valvola unidirezionale in grado di rilasciare pressione in caso di accumulo. Le prove di conservazione preliminari di campioni gassosi e non gassosi di policarbonato si sono rivelate piuttosto promettenti. Gli esperti hanno infine ottimizzato il processo di stampaggio per ottenere una nucleazione e una crescita uniformi delle bolle di azoto all'interno del polimero. Sono state quindi condotte numerose sperimentazioni e sono stati valutati gli effetti dei parametri relativi alla progettazione e al trattamento degli stampi in termini di densità del prodotto, proprietà meccaniche e microstruttura. Gli scienziati hanno prodotto tre componenti oggetto di studio a favore dei beneficiari del consorzio, uno per ciascuna tecnica produttiva. La divulgazione e la dimostrazione dei risultati ha consentito di instaurare rapporti con varie aziende e di identificare due opportunità commerciali. Nell'ambito del progetto LIGHT-FOAM, è stata ideata una nuova tecnica in grado di produrre schiume di elevata qualità a partire dai polimeri senza il bisogno di ricorrere a espandenti chimici o attrezzature speciali. Il radicale abbattimento dei costi, unito a una continua ottimizzazione basata sui materiali destinati agli utenti finali, i processi e le linee dei prodotti, garantirà enormi vantaggi alle PMI operanti nel settore.
Parole chiave
Schiume, plastiche, espandenti chimici, stampaggio, stampaggio a iniezione, stampaggio a compressione, azoto gassoso, polimeri, processo in autoclave, granuli di polimeri, nucleazione, bolle di azoto
