Fibre Naturali nei Compositi: Sostenibilità e Caratterizzazione Meccanica a Confronto.

Abstract

In un contesto di crescente interesse per i materiali compositi e di crescente consapevolezza ambientale, si è scelto di studiare il comportamento di diverse combinazioni di compositi prodotti utilizzando fibre naturali di lino. Data la nota scarsa adesione tra fibre naturali e matrici polimeriche, si sono effettuati trattamenti al plasma sulle fibre per promuovere un'interfaccia più efficace e valutarne l'impatto sulle proprietà meccaniche dei compositi. La fase di produzione dei laminati è avvenuta tramite Resin Vacuum Infusion (RVI) all’interno del laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Meccanica Energetica Gestionale e dei Trasporti (DIME) dell’Università degli Studi di Genova. L’obiettivo di questa tesi è quello di studiare il comportamento meccanico dei materiali prodotti ed è stato eseguito attraverso prove di sollecitazione meccanica a trazione, flessione e taglio interlaminare. I risultati sperimentali hanno evidenziato comportamenti meccanici differenti tra i materiali a base di resina epossidica e quelli a base di resina termoplastica ELIUM®, con particolare riguardo all'effetto dei trattamenti al plasma. Sorprendentemente, il materiale composto da PMMA e fibre naturali, non sottoposto a trattamento, è quello che ha presentato le migliori prestazioni.

Within the context of growing interest in composite materials and increasing environmental awareness, it was decided to focus on the behavior of various composite combinations produced using natural flax fibers. Given the known poor adhesion between natural fibers and polymer matrices, plasma treatments were applied to the fibers to promote efficiency in interface adhesion and evaluate their impact on the composites’ mechanical properties. The laminates were produced using Resin Vacuum Infusion technique (RVI) within the laboratory of the Department of Mechanical, Energy, Management and Transportation Engineering (DIME) at the University of Genoa. The objective of this thesis is to study the mechanical behavior of the produced materials and it was carried out through tensile, flexural, and interlaminar shear strength tests. The experimental results highlighted different mechanical behaviors between the epoxy-based and ELIUM® thermoplastic-based materials, with regard to the effect of plasma treatments. Surprisingly, the composite material made of PMMA and natural fibers, so without any treatment, showed the best mechanical performances.