Resina epossidica multifunzionale a base di grafene e silsesquiossani poliedrici oligomerici per strutture aeronautiche ad elevate prestazioni

I materiali strutturali termoindurenti possono essere progettati per essere applicati come resine multifunzionali. Strategie di successo finalizzate a ridurre l’infiammabilità delle resine epossidiche, aumentando contemporaneamente la conducibilità elettrica, sono estremamente importanti nel campo delle applicazioni aeronautiche ed aerospaziali [1-3]. Miglioramenti nella percolazione elettrica e nelle prestazioni meccaniche sono stati ottenuti mediante un’azione combinata dovuta ad un fine bilanciamento tra il grado esfoliazione e la chimica dei bordi del grafene che promuove l'interazione interfacciale tra polimero e strati di carbonio [2]. L’attuale tecnologia chimica nanostrutturata mirata ad incrementare la resistenza alla fiamma di materiali polimerici e compositi è basata sui silsesquiossani poliedrici oligomerici (POSS). Si tratta di molecole ibride organico-inorganico [1,3] con formula empirica (RSiO1,5)n, in cui ogni atomo di silicio posto sui vertici della gabbia poliedrica è legato ad un atomo e mezzo di ossigeno (sesqui), interposto tra gli atomi di silicio in geometria tetraedrica, e ad un gruppo idrocarburico R (-ano). Questo lavoro presenta la formulazione di un sistema epossidico multifunzionale basato su grafite carbossilata parzialmente esfoliata (CpEG) all’interno del quale è stato solubilizzato il glicidil POSS (GPOSS) che agisce da ritardante di fiamma. L’aumento del valore dell’indice di ossigeno (LOI) e la diminuzione del valore del picco della velocità di rilascio del calore (PHRR), osservati quando viene usato il GPOSS, unitamente alle elevate proprietà elettriche e meccaniche ed alla buona termostabilità impartite dai blocchi autoassemblati di CpEG per interazioni attrattive tra particelle di grafene carbossilate ai bordi confermano che la realizzazione del nanocomposito multifunzionale per strutture aeronautiche ad elevata prestazione è avvenuta con successo