Sviluppo di processi innovativi per migliorare la riciclabilità di polietilene reticolato

The aim of this study is to innovate processes to improve the recycling of cross-linked polyethylene. Specifically, a method for recycling both silane and peroxide cross-linked polyethylene through a mechano-chemical method (i.e., grinding) is examined. Grinding selectively breaks the bonds of crosslinked polyethylene, destroying the cross-links and allowing to produce polyethylene that can be reused for other applications. An alternative is the synthesis of vitrimers, a new type of polymer with the same mechanical properties as conventional polymers, but recyclable. Vitrimers are polymer networks capable of modifying their topology without changing the number of chemical cross-links, enabling significant advancements in the recycling of thermosetting polymers. The thesis proposes the synthesis of a particular type of vitrimer, the optimization of its formulation and characterization. The results show that the proposed vitrimer retains the same temperature resistance properties of crosslinked polyethylene, but it is also recyclable by using the common thermoplastic forming technologies.

L'obiettivo di questo studio è innovare i processi per migliorare il riciclo del polietilene reticolato. In particolare, viene esaminato un metodo per riciclare il polietilene, reticolato sia con silani che con perossidi, attraverso un metodo meccano-chimico (macinazione). La macinazione permette di spezzare selettivamente i legami del polietilene reticolato, distruggendo le reticolazioni e consentendo di ottenere polietilene riutilizzabile per altre applicazioni. Un'alternativa è la sintesi di vetrimeri, un nuovo tipo di polimero con le stesse proprietà meccaniche del polimero convenzionale, ma riciclabile. I vetrimeri sono reti polimeriche capaci di modificare la loro topologia senza cambiare il numero di legami chimici di reticolazione, consentendo sforzi significativi nel riciclo dei polimeri termoindurenti. Nella tesi viene proposta la sintesi di un particolare tipo di vetrimero, l’ottimizzazione della sua formulazione e la caratterizzazione. I risultati finali hanno permesso di dimostrare che il vetrimero proposto mantiene le proprietà di resistenza alla temperatura del polietilene reticolato ma è anche un materiale riciclabile, impiegando le comuni tecnologie di formatura dei termoplastici.