Fibre di carbonio europee e materiali preimpregnati per l’utilizzo nello spazio
I materiali per applicazioni spaziali e il know-how tecnologico vengono attualmente forniti da società non europee, dunque è necessario un sito di produzione di proprietà europea. Gli scienziati del progetto EUCARBON (European space qualified carbon fibres and pre-impregnated based materials) hanno mirato a ridurre la domanda in quanto a fornitori esteri e rischi elevati per le future missioni spaziali, mediante lo sviluppo in Europa, della tecnologia associata. I ricercatori hanno prodotto fibre di carbonio ad alto e altissimo modulo e relativi materiali preimpregnati per applicazioni di sottosistemi satellitari. I materiali preimpregnati hanno necessitato di una valutazione basata sulla modificazione della resina con nanotubi di carbonio, al fine di migliorare la loro conducibilità termica ed elettrica. Le fibre di carbonio ad alto modulo sono state ottenute a livello semi-industriale, presso impianti di produzione europea. Inoltre, il progetto ha sviluppato un precursore di fibre di carbonio con altissimo modulo. In aggiunta, il team del progetto ha prodotto materiali preimpregnati associati con fibre di carbonio qualificate per lo spazio, e la pre-impregnazione di fibre di carbonio ad alto modulo sviluppata in Europa ha avuto successo. Come dimostrato, questi materiali risultano essere conformi ai requisiti critici delle applicazioni spaziali, come per esempio oscillazione termica, degassificazione e mantenimento di adeguate prestazioni meccaniche alle basse temperature. In simultanea, il progetto EUCARBON ha sviluppato un processo adeguato durante la produzione di materiali preimpregnati e con nanotubi di carbonio. Sono state inoltre stabilite correlazioni tra funzionalità superficiali dei nanotubi di carbonio, rapporti di distribuzione del carico e diverse tecniche di dispersione riguardanti cinetica, reologia, dispersione e distribuzione. Di conseguenza, il loro impatto su processo di pre-impregnazione e proprietà finali dei compositi è stato valutato con successo. Due dimostratori di componenti spaziali sono stati progettati e costruiti a partire da preimpregnati contenenti tali fibre di carbonio ad alto modulo. Il primo è un montante a tubo e il secondo un riflettore secondario di un’antenna. Entrambi i dimostratori hanno soddisfatto le aspettative prestazionali a livello di materiali, e possono essere prodotti in ambito industriale. I successi del progetto EUCARBON non sono limitati ai materiali preimpregnati per lo spazio. Anche lo sviluppo di impianti industriali costituisce un passo importante per creare una rete europea nel campo dei polimeri compositi ad alte prestazioni, in carbonio rinforzato con fibra.
Parole chiave
Fibre di carbonio, materiali preimpregnati, applicazioni spaziali, EUCARBON, nanotubi di carbonio