Di fronte al problema sempre più grave dell'inquinamento ambientale, la consapevolezza sociale in materia di tutela ambientale è gradualmente aumentata, e la tendenza all'utilizzo di materiali naturali si è consolidata. Le caratteristiche di ecocompatibilità, leggerezza, basso consumo energetico e rinnovabilità delle fibre vegetali hanno attirato molta attenzione, e si prevede che in futuro il loro sviluppo sarà elevato. Tuttavia, le fibre vegetali sono materiali eterogenei con una composizione e una struttura complesse, e la loro superficie contiene gruppi idrossilici idrofili. L'affinità con la matrice richiede un trattamento specifico per migliorare le proprietà del composito. Le fibre vegetali vengono utilizzate nei materiali compositi, ma nella maggior parte dei casi si tratta di fibre corte e discontinue. Le loro eccellenti proprietà originali non vengono sfruttate appieno e vengono utilizzate solo come riempitivi. L'introduzione della tecnologia di tessitura rappresenterebbe un'ottima soluzione. I preformati tessuti in fibra vegetale potrebbero offrire maggiori opzioni prestazionali per i materiali compositi, ma attualmente il loro utilizzo è relativamente limitato e meritano ulteriori ricerche e sviluppi. Se riuscissimo a ripensare il metodo tradizionale di utilizzo delle fibre e a introdurre concetti moderni di tecnologia composita per migliorarlo, potenziandone i vantaggi e superandone le carenze intrinseche, potremmo conferire alle fibre vegetali nuovo valore e nuove applicazioni.
Le fibre vegetali sono da sempre parte integrante della vita quotidiana dell'uomo. Grazie alla loro praticità e alla loro rinnovabilità, sono diventate un materiale indispensabile. Tuttavia, con il progresso tecnologico e l'avvento dell'industria petrolchimica, le fibre sintetiche e le materie plastiche hanno gradualmente sostituito le fibre vegetali come materiali principali, grazie ai vantaggi offerti da tecnologie di produzione altamente sviluppate, diversificazione dei prodotti e buona durabilità. Il petrolio, però, non è una risorsa rinnovabile e i problemi di smaltimento dei rifiuti, unitamente alle elevate emissioni inquinanti generate dal processo produttivo, hanno spinto a riconsiderare l'utilizzo di questi materiali. Sulla scia della crescente attenzione alla tutela ambientale e alla sostenibilità, le fibre vegetali naturali hanno riacquistato importanza. Negli ultimi anni, i materiali compositi che utilizzano fibre vegetali come materiale di rinforzo hanno iniziato a suscitare un crescente interesse.
Fibra vegetale e composito
La struttura composita può essere progettata attraverso il processo di produzione. La fibra che avvolge la matrice fornisce una forma completa e specifica al materiale e protegge la fibra dal deterioramento dovuto agli agenti ambientali, fungendo anche da ponte per trasferire le sollecitazioni tra le fibre; mentre la fibra, grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche, sopporta la maggior parte della forza esterna e può trasmettere le sollecitazioni. La disposizione specifica consente di ottenere diverse funzioni. Grazie alla sua bassa densità e all'elevata resistenza, la fibra vegetale può migliorare le proprietà meccaniche e mantenere una bassa densità quando viene trasformata in compositi FRP. Inoltre, le fibre vegetali sono costituite principalmente da aggregati di cellule vegetali e le cavità e gli spazi al loro interno conferiscono al materiale eccellenti proprietà di isolamento termico. In presenza di energia esterna (come le vibrazioni), beneficia anche della sua porosità, che consente una rapida dissipazione dell'energia. Inoltre, l'intero processo di produzione della fibra vegetale emette meno inquinamento e utilizza meno sostanze chimiche, ha una temperatura di esercizio inferiore, presenta il vantaggio di un minore consumo energetico e anche il grado di usura meccanica durante la lavorazione è inferiore; infine, la fibra vegetale è una risorsa naturale rinnovabile, e una produzione sostenibile può essere raggiunta con una gestione e un controllo ragionevoli. Grazie alla tecnologia moderna, la decomposizione e la resistenza agli agenti atmosferici dei materiali sono state controllate con precisione, in modo che possano decomporsi al termine del ciclo di vita del prodotto, senza causare accumulo di rifiuti, e il carbonio emesso dalla decomposizione derivi dalla crescita iniziale. Pertanto, la fonte di carbonio nell'atmosfera può essere neutra in termini di emissioni di carbonio.
Data di pubblicazione: 30 giugno 2021
