Sviluppo e caratterizzazione di elastomeri poliuretanici “green”: tecnologie innovative per le calzature sportive alpine

Il seguente elaborato di tesi, realizzato grazie al progetto europeo GRIPALP- Suole ad elevate prestazioni per l’ambiente alpino, è il risultato di un’attività di ricerca svolta in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII) e il Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (ICEA) dell’Università degli Studi di Padova, Dolomiticert e l’Università degli Studi di Innsbruck. L’obiettivo principale di questo studio riguarda lo sviluppo, la caratterizzazione e l’ottimizzazione di poliuretani elastomerici microcellulari additivati con diversi tipi di cariche, al fine di ottenere un prodotto che potrà essere impiegato nella produzione di suole per calzature da montagna. Resistenza all’abrasione e resistenza allo scivolamento sono alcune delle proprietà meccaniche fondamentali richieste per il loro effettivo utilizzo, a fronte della crescente richiesta di materiali a basso rilascio di microplastiche e ad elevata sostenibilità. Si mira quindi alla produzione di un materiale che presenti un’alta resistenza all’abrasione con conseguente basso impatto ambientale, mantenendo standard elevati di sicurezza per gli utilizzatori. Oltre a ciò, da un'analisi di mercato dell'outsole, sorge un ulteriore problematica legata al riciclo di questi materiali, ragion per cui si è cercato di rendere più ecosostenibili le formulazioni selezionate utilizzando cariche di rinforzo bio, reagenti da fonti rinnovabili o utilizzo di reagenti da riciclo chimico. L’obiettivo finale è quello di realizzare un prodotto che, a fine vita, può essere a sua volta riciclato e le materie prime ottenute utilizzate per la produzione di nuove suole. Questo lavoro di tesi è articolato in due fasi: la prima di ottimizzazione della formulazione e della produzione dei campioni e la seconda di caratterizzazione di questi. La prima fase ha richiesto una particolare attenzione in quanto si è adattata la tecnologia produttiva RIM (Reaction Injection Molding) alle condizioni di laboratorio e ogni ciclo produttivo è stato adattato alla formulazione presa in esame. Diversi tipi di poliuretani, aventi delle differenze sulla composizione chimica, sono stati additivati con 3 diversi tipi di cariche: due derivanti dalla cellulosa e la zirconia. Per ogni campione si è prodotto il bianco (ossia privo di carica) e si sono prodotti, per ogni tipologia di carica, due campioni: uno additivato al 2% e uno al 4%. Successivamente i campioni ottenuti sono stati caratterizzati dal punti di vista chimico, termico, fisico e meccanico.