Materiali ceramici compositi a partire da tessuti e polimeri

È il risultato di un brevetto ENEA che partendo dalla nuova tecnologia dei PREPREG, tessuti preimpregnati di polimero, è possibile produrre materiali ceramici fibrorinforzati, a bassi costi aprendo nuove prospettive di utilizzo nei settori di trasporti ed edilizia, settori dove le problematiche di coibentazione, rinforzo ed alleggerimento strutturale e resistenza al fuoco sono particolarmente sentite.
 
Si potranno produrre pannelli coibenti ignifughi e inserti per motori per aumentare efficienza energetica e sicurezza.
 
I materiali ceramici compositi finora hanno trovato applicazione solo in settori (come l’aerospaziale ed il nucleare) in cui la necessità di ottimizzare le prestazioni prevaleva largamente su quella di contenere tempi e costi di produzione.
Per trovare una più ampia penetrazione nel settore manifatturiero, i ricercatori ENEA si sono concentrati sull’obiettivo di un processo alla portata delle imprese italiane, e che tenesse conto degli impianti già a disposizione, o comunque facilmente acquisibili anche da piccole e medie imprese, puntando al contempo a produrre oggetti che possano integrare insieme funzionalità ed estetica, in maniera facilmente modulabile su specifiche richieste e opportunità di mercato.
 
Per raggiungere quest’obiettivo si è individuata una “tecnologia abilitante” nuova, ovvero i “prepreg precamici”.  I “prepreg” sono tessuti preimpregnati di polimero, già largamente utilizzati anche a livello nazionale come materia prima per produrre oggetti, che possono essere sia di forma semplice o complessa, in composito polimerico, tramite laminazione su stampo o pressatura a caldo. A questo tipo di imprese già esistenti si è cercato di offrire un nuovo tipo di prepreg, “preceramico” appunto, in grado di superare il principale limite di applicazione del composito polimerico, ovvero la mancata resistenza dei prodotti alle alte temperature. I prepreg preceramici possono essere processati in maniera tradizionale fino al prodotto, con una differenza che si limita alla necessità di un consolidamento finale ad elevata temperatura, in ambiente inerte (pirolisi) che non incide molto sul costo complessivo della produzione, ma apre al prodotto una miriade di nuove potenzialità applicative nei settori di trasporti ed edilizia, settori dove le problematiche di coibentazione, rinforzo ed alleggerimento strutturale e resistenza al fuoco sono particolarmente sentite.
 
Questi compositi sono, infatti, a basso costo, leggeri con una densità meno del doppio di quella dell’acqua, in grado di svolgere la funzione di isolamento termico e rinforzo meccanico fino a una temperatura di 600°C, resistenti al  fuoco fino a temperature di 1200 °C, Questi materiali più performanti, a detta dei suoi inventori, sono ideali per prodotti quali inserti per motori a combustione interna, vani batterie e per elettronica di potenza, pannellatura antifuoco per il rinforzo e la coibentazione degli edifici, ma anche pannellatura interna per navi e treni.
Le tecnologie sono state sviluppate in stretta collaborazione con la Riba Composites srl di Faenza e già testate su impianti industriali con risultati molto interessanti dal punto di vista scientifico, economico e della sicurezza. Questi studi si sono concretizzati in due brevetti: uno totalmente ENEA e l’altro in proprietà condivisa al 50% tra ENEA e Riba Composites. Claudio Mingazzini è l’inventore di entrambi, coautore per il secondo brevetto con Andrea Bedeschi di Riba Composites.