PO 446

68 progettare 446 • maggio 2022 RICERCA La ricerca scientifica In primis è stato studiato l’effetto di rin- forzo di nanoparticelle di silice di forma allungata, in confronto alla SiO 2 sferica tradizionalmente utilizzata nelle mescole di pneumatico. Nanoparticelle di SiO 2 a- nisotropa sono state sintetizzate con dif- ferenti fattori di forma mediante tecnica sol-gel ed utilizzate per la preparazione di mescole. L’analisi dinamico-meccanica dei nanocompositi ha mostrato un miglio- ramento del rinforzo che aumenta con il fattore di forma delle particelle, grazie al loro allineamento lungo l’asse principa- le, che determina l’immobilizzo di una maggiore quantità di gomma. A partire da questa acquisizione, cioè l’importanza dell’anisotropia del filler, l’idea innovativa è stata l’utilizzo di un silicato naturalmen- te anisotropo, quale la sepiolite, avente morfologia simile alle particelle sintetiche di SiO 2 anisotropa. La sepiolite è un silicato naturale molto vantaggioso per uso industriale in quanto abbondante e poco costoso. Per rendere tale silicato compatibile con la matrice organica, è stato messo a punto un trat- tamento in grado di attivare la superficie della sepiolite e contemporaneamente di funzionalizzarne la superficie con un agente silanizzante, che normalmente vie- ne aggiunto direttamente in mescola per favorire l’interazione tra filler e polimero. Un trattamento acido controllato ha per- messo di ottenere nanofibre di sepiolite aventi dimensioni ridotte e un aumento dei gruppi reattivi superficiali, in grado di reagire con la gomma, mantenendo al contempo la cristallinità e la morfologia aghiforme. Sono stati ottenuti quindi su scala prein- dustriale mescole con un elevato rinforzo e contemporaneamente una bassa iste- resi. Una esaustiva analisi morfologica e spettroscopica ha mostrato che le carat- teristiche chimiche superficiali nonché la grandezza e la forma delle nanofibre di sepiolite, dopo il trattamento, sono deter- minanti nell’aumentare l’interazione chimi- ca filler/gomma e nel favorire processi di self-assembly delle nanofibre in strutture altamente organizzate, con un aumento significativo della gomma immobilizzata, e con conseguente effetto benefico sull’ isteresi del materiale. I nuovi materiali prodotti sono interessanti perché sono applicabili su larga scala e rispondono alla richiesta di introdurre processi e reagenti a minore impatto ambientale e ridotto consumo energeticodurante il loroutilizzo. Il mercato L’applicazione delle conoscenze acquisite alla produzione su larga scala ha costi- tuito la fase conclusiva del percorso che dalla ricerca ha portato alla definizione di un prodotto commerciale. L’invenzione di nuove composizioni elastomeriche per pneumatici, comprendente nanofibre di sepiolite, è stata sviluppata industrialmen- te nei laboratori Pirelli ed è alla base della tecnologia, SMARTNET TM Silica, coperta da tre brevetti internazionali relative ad applicazioni dal battistrada alle mescole strutturali. La tecnologia SMARTNET TM Silica si basa su nanofibre di sepiolite che si organizzano in maniera ordinata all’interno della mescola, creando una struttura resistente e uno pneumatico du- raturo, fornendo una bassa resistenza al rotolamento grazie al loro naturale orien- tamento anisotropico, che riduce il calore aumentando l’elasticità per minimizzare la dissipazione di energia. L’utilizzo della sepiolite nelle mescole per pneumatici ha quindi non solo un impatto significativo nelle performance degli pneumatici, ma l’approccio è ecosostenibile e rappresenta una risorsa strategica per lo sviluppo degli pneumatici dei prossimi decenni. B. Di Credico, PhD, assistant professor, Università di Milano-Bicocca. Alto rinforzo e bassa isteresi delle mescole con le nanofibre di sepiolite che originano strutture altamente organizzate. Tecnologia SMARTNET TM Silica Pirelli.