È possibile trovare in uno stesso materiale polimerico le caratteristiche sia di leggerezza che di resistenza meccanica? Sembra proprio di sì. Lo si può verificare andando nei laboratori di Xenia Materials, una giovane e dinamica realtà in provincia di Vicenza, in prima linea nell’ingegnerizzare e produrre materiali innovativi a base polimerica impiegando gli ultimi ritrovati della scienza dei materiali e delle nanotecnologie.
Quello che i ricercatori e i tecnici di Xenia hanno realizzato recentemente è la sintesi in un unico compound delle due caratteristiche più ricercate nelle materie plastiche, appunto la leggerezza e la resistenza. «Il punto di partenza – racconta a ilsussidiario.net Massimo Azzolin – è stato il plastomero “Queo” già prodotto dalla Borealis e utilizzato in diversi ambiti applicativi grazie alle sue straordinarie proprietà e della sua notevole resistenza alle basse temperature (-75 °C)».
Questo materiale si distingue infatti per alcune proprietà chiave quali la notevole flessibilità, la grande resistenza agli agenti chimici, la leggerezza dovuta al basso peso specifico e l’ottima processabilità. Tutte queste caratteristiche ne fanno un prodotto estremamente versatile e utilizzabile in diversi settori: alimentare (packaging, tappi, contenitori), wire and cable, automotive (insonorizzazione), compound, geomembrane, erba sintetica, collanti, pipe and tube, espansi per isolamento termico e acustico e così via.
A partire da questo, i ricercatori di Xenia hanno messo in campo il loro tipico approccio che consiste nell’esaltare le caratteristiche intrinseche dei polimeri più performanti mediante l’impiego di nano filler e filler speciali; in tal modo si pongono come elemento di collegamento tra il mondo scientifico e della ricerca con quello delle concrete necessità dei mercati finali.
«In sostanza abbiamo rinforzato il plastomero Borealis caricandolo con carbonio al 30%, utilizzando una fibra corta in processo continuo dove il carbonio viene miscelato col polimero di base. Questo in realtà è un elastomero e quindi ha proprietà meccaniche basse che però vengono notevolmente elevate con l’aggiunta del carbonio: si agisce quindi sul peso, perché il carbonio ha un peso specifico maggiore e miscelato nella giusta percentuale va ad aumentare il peso specifico complessivo del nuovo materiale. Si ottiene tuttavia un peso specifico inferiore a quello dell’acqua, quindi il materiale resta leggero pur essendo resistente, resta elastico pur guadagnando un po’ della rigidità del carbonio».
Il risultato è destinato ad aprire nuovi orizzonti nelle applicazioni industriali dei polimeri: il mercato infatti richiede materiali con prestazioni sempre più elevate (resistenza alla trazione, all’urto, alla flessione e alle basse temperature) ma declinabili a seconda delle proprietà meccaniche richieste; e senza perdere di vista i fattori economici e produttivi.
«Per noi era una sfida: riuscire ad ottenere le caratteristiche volute senza ricorrere ad altre tipologie di materiali ma partendo da questo che ha già un largo impiego grazie alla sua leggerezza; viene utilizzato tra l’altro dove ci sono temperature molto basse, o in ambienti acquosi perché non assorbe umidità. Siamo riusciti quindi a potenziare alcune proprietà senza sminuire le altre».
Azzolin ci parla delle prime situazioni applicative nelle quali lo stanno implementando: «Ci stiamo indirizzando al settore delle calzature e abbiamo fatto qualche prova nella realizzazione di prodotti come le pinne e le attrezzature per sub. Ma le prospettive sono ampie».
Resta da aggiungere una considerazione interessante circa il metodo col quale si svolge il processo di sviluppo di un materiale innovativo. «Le attività di ricerca e sviluppo sono svolte sotto la guida dei nostri ricercatori e ingegneri all’interno dei nostri laboratori avvalendosi, a seconda delle tematiche in fase di sviluppo, del supporto mirato da parte di strutture di ricerca specializzate. Abbiamo in atto collaborazioni con multinazionali, Università e centri di ricerca per un continuo trasferimento di conoscenze. Per ogni nuovo prodotto, tutte le fasi che partono dall’idea iniziale sino a giungere ai risultati finali, sono caratterizzate da un continuo interscambio di conoscenza tra i nostri ricercatori e quelli dei nostri partner».
In ogni caso, l’azienda è dotata di apparecchiature e sistemi all’altezza delle nuove tecnologie, per poter svolgere al suo interno, salvo casi particolari, tutte le sperimentazioni e i test necessari per arrivare alla qualifica e alla ottimizzazione dei prodotti: «Ciò poi si inserisce in un sistema integrato di prove e collaudi che prevede la più ampia partecipazione di specifici istituti di ricerca, nonché delle capacità di validazione degli utenti finali».
Massimo Azzolin
