PO 446

progettare 446 • maggio 2022 67 Nell’industria degli pneumatici, il miglio- ramento delle proprietà meccaniche, quali elasticità, resistenza a trazione, abrasione, si ottiene disperdendo nella gomma nano- particelle, quali silice e carbon black, cioè cariche (filler) rinforzanti. Nella crescente complessità delle attuali richieste delle ca- se automobilistiche, i materiali di rinforzo svolgono un ruolo fondamentale e l’indi- viduazione di filler innovativi è un’area di particolare interesse per l’industria delle gomme per l’ottenimento di pneumatici ad alte prestazioni. Le principali strategie in- novative nell’ambito dello pneumatico per autotrazione sono attualmente finalizzate a ridurre il consumo energetico provocato dalla dissipazione, associata alla resistenza al rotolamento, e simultaneamente a mi- gliorare le proprietà meccaniche statiche e la resistenza all’abrasione finale del prodotto. Minore isteresi Il nero di carbonio è la carica di uso più comune, in virtù del suo elevato effetto di rinforzo.Tuttavia, esso conferisce ai manu- fatti una marcata isteresi, ossia aumenta il calore dissipato in condizioni dinamiche. Nello pneumatico, questo comporta un aumento indesiderato della resistenza al rotolamento e quindi un maggior consu- mo di carburante, produzione di emissioni inquinanti e costi di trasporto superio- ri. L’introduzione delle così dette cariche ‘bianche’, in particolare della silice, ha permesso di ottenere materiali elastome- rici con minore isteresi, mantenendo un sufficiente rinforzo.Tuttavia, resta l’esigen- za di ridurre ulteriormente la resistenza al rotolamento degli pneumatici e quindi di individuare nuove cariche che permettano un miglioramento del bilancio tra isteresi e rinforzo dei materiali. Questo sforzo di miglioramento continuo delle proprietà delle mescole di gomma sta spingendo l’industria degli pneumatici verso nuove soluzioni, quali ad esempio l’uso di allo- tropi di carbonio o argille bidimensionali. In questo contesto, il team di Chimica dei materiali inorganici e ibridi (NanoMat@ Lab) ha deciso di puntare sull’uso di ossidi inorganici anisotropi, cioè con elevato rap- porto di forma, di origine sintetica come la silice a forma di bastoncino e successiva- mente di origine naturale come la sepiolite, un minerale costituito da agglomerati di fibre di silicato di magnesio. La forma e la dimensione dei filler hanno infatti un pronunciato effetto sul rinforzo dei materiali in gomma in quanto contri- buiscono positivamente: 1) alla forma- zione di strutture interconnesse di cari- che mediante catene polimeriche (filler network structure), che contribuisce al modulo totale insieme al network poli- merico, e 2) all’interazione interfacciale tra filler ed elastomero, che induce il rallentamento della mobilità delle cate- ne polimeriche, aumentando la frazione rigida del polimero stesso. La ricerca è stata quindi rivolta ad indagare gli effetti di struttura, morfologia e funzionalizzazio- ne superficiale delle cariche a base silice sulle proprietà dinamo-meccaniche dei compositi di gomma e successivamente alla realizzazione di mescole con l’intento di ottenere nuovi materiali elastomerici e trasferire l’innovazione e la conoscenza all’industria per la produzione di pneu- matici altamente performanti. Particelle di silice anisotropa e sepiolite naturale. Mescola con sepiolite naturale e con nanofibre di sepiolite, dopo trattamento. SPECIALE INDUSTRIA AUTOMOTIVE