GRAFENE - Influenza sulle proprietà meccaniche dei polimeri

 

Vantaggi del grafene sulle proprietà meccaniche di manufatti in polipropilene

 

Dopo un anno di ricerche sono finalmente disponibili i risultati delle prime produzioni fatte con grafene sviluppato interamente in Pentachem. I test meccanici sono stati condotti su provini in materiale plastico (nello specifico polipropilene caricato con diverse percentuali di grafene). Per i manufatti è stato utilizzato materiale totalmente a “km 0” e nato da una filiera verticale che parte da Pentachem per la produzione del grafene e finisce con Ghepi per quanto riguarda lo stampaggio delle materie plastiche.

Il grafene è stato introdotto nella miscela plastica utilizzando come veicolo un master batch contenente il 25% in grafene (rapporto 1:3 grafene e polipropilene); detto master batch viene poi aggiunto al polipropilene neutro in fase di stampaggio consentendo di ottenere manufatti a differenti concentrazioni in grafene. In particolare i manufatti realizzati contengono le seguenti concentrazioni in peso di grafene:

  • 1 %
  • 5 %
  • 10 %
  • 15 %

 

      

 

Come si può vedere dall’immagine in alto la precisione dello stampaggio e la "lettura" dello stampo da parte della miscela è perfetta ed i pezzi non presentano nessun difetto alla ispezione visiva;
sono state testate successivamente le proprietà meccaniche dei compositi polimerici: le prove a trazione svolte in Nevicolor su provini standard conformi alla norma ISO 527-1/2 con il grafene Pentachem mostrano un buon incremento del carico a rottura del polimero già a basse percentuali di grafene (1% e 5%) rispetto al polipropilene non caricato;
anche il modulo elastico risente positivamente dell'aggiunta di grafene a tutte le concentrazioni e proporzionalmente all’incremento del dosaggio di grafene all’interno del polimero come da tabella riportata sotto.

  PP non caricato PP + 1% grafene PP + 5% grafene
Carico a rottura    (MPa) 17,77 27,84 25,06

Tab.1 - Andamento del carico a rottura di PP  caricato con diverse percentuali di grafene

 

  PP non caricato  PP + 1% grafene PP + 5% grafene PP + 10% grafene PP + 15% grafene
Modulo elastico (MPa) 1373 2481 2997 3964 4607

Tab.2 - Andamento del modulo elastico di PP caricato con diverse percentuali di grafene
 

 

  

 

Fig.1 - Andamento del carico a rottura di grafene caricato con diverse percentuali di grafene

 

 

 

Fig.2 - Andamento del modulo elastico di PP caricato con diverse percentuali di grafene

 

   



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