Caratterizzazione meccanica di compositi a matrice epossidica rinforzati con fibre di juta

Abstract

Il presente lavoro di tesi analizza il comportamento meccanico di materiali compositi ecosostenibili, rinforzati con fibre di juta provenienti dal recupero di sacchi da caffè. Una volta completata la propria funzione, questi sacchi si configurano come rifiuto tessile di difficile reimpiego nei circuiti produttivi convenzionali, il cui smaltimento in Italia supera le 4.000 tonnellate di scarto annue. Jutapress, azienda dell’entroterra ligure, ha sviluppato un processo di riutilizzo che prevede la resinatura e la laminazione di tali sacchi per la realizzazione di manufatti originali, secondo un modello coerente con i principi dell’economia circolare e del design sostenibile. Lo studio è motivato dall’interesse verso un materiale per il quale la letteratura scientifica offre ad oggi ancora riscontri limitati. La campagna sperimentale è stata condotta nei laboratori della Scuola Politecnica dell’Università di Genova, mediante prove di trazione e di flessione su campioni realizzati presso la sede di Jutapress, secondo il suo processo produttivo. Per l’indagine sono stati prodotti due laminati: uno in sola juta e uno ibrido juta basalto, quest’ultimo realizzato per valutare i benefici ottenibili dall’integrazione di fibre minerali con quelle vegetali in juta. Le prove sperimentali hanno permesso di determinare la resistenza a trazione e a flessione, la rigidezza e il comportamento a rottura di entrambe le configurazioni, evidenziando un incremento delle proprietà meccaniche nel composito ibrido rispetto a quello in sola fibra di juta. I risultati ottenuti costituiscono una caratterizzazione quantitativa del materiale, attualmente ancora poco diffusa in letteratura.

This thesis project analyses the mechanical behaviour of sustainable composite materials reinforced with jute natural fibres derived from recycled coffee sacks. Once used, these sacks become textile waste that is difficult to reuse within conventional production chains, with disposal in Italy exceeding 4,000 tons annually. Jutapress, a company based in Liguria, has developed a recycling process involving the resin impregnation and lamination of these sacks to create original products, following a model consistent with the principles of circular economy and sustainable design. The study is motivated by the interest in a particular type of material for which scientific literature currently offers limited data. The experimental campaign was conducted in the laboratories of the University of Genoa, through tensile and flexural testing on samples manufactured at the Jutapress facility according to its production process. For this investigation, two laminates were produced: a pure jute laminate and a hybrid jute-basalt laminate, which was designed to evaluate the potential benefits of integrating plant and mineral fibres. The experimental tests allowed for the determination of tensile and flexural strength, stiffness, and failure behaviour of both configurations, highlighting an increase in mechanical properties in the hybrid composite compared to the pure jute fibre composite. The results obtained provide a quantitative characterization of the material, filling a current lack of evidence in the literature.