Progettazione, manifattura e caratterizzazione di rivestimenti ibridi organici-inorganici per applicazioni di interesse industriale

Sempre più spesso le maggiori divergenze tra ricerca di base e ricerca industriale risiedono nella difficoltà di rendere industrializzabili le soluzioni proposte dalla prima. Molto spesso infatti, il mondo scientifico propone soluzioni che seppur originali ed innovative sono poco attuabili nel mondo industriale per la difficoltà di essere implementate nei processi industriali esistenti, oppure per gli elevati oneri economici e finanziari che la loro applicazione comporterebbe. Lo scopo del seguente lavoro di tesi è stato la progettazione la produzione e la caratterizzazione di rivestimenti innovativi con specifiche proprietà funzionali, che possano risolvere problematiche di carattere pratico. Si tratta di rivestimenti ad elevato valore aggiunto, progettati per fornire soluzioni innovative e compatibili con gli attuali processi industriali di produzione. Il seguente lavoro di tesi è stato focalizzato su quattro casi di studio. Il primo caso di studio ha riguardato la progettazione ed il processo di deposizione di rivestimenti fotoluminescenti a base di resina siliconica su manufatti dell’industria ceramica. Lo studio ha permesso di ottenere un rivestimento ibrido altamente prestante dal punto di vista della resistenza meccanica, chimica e ad elevato potere fotoluminescente. Il secondo caso di studio ha riguardato lo sviluppo e la caratterizzazione di un rivestimento ibrido per la protezione delle coperture in vetro dei pannelli solari. Il rivestimento in esame è stato progettato con lo scopo di migliorare la produttività dei panelli grazie al suo potere “easy to clean” prevenendo il fenomeno della contaminazione organica e inorganica e preservando così l’efficienza iniziale dei pannelli solari sul lungo periodo. Nel terzo caso di studio è stata effettuata un’analisi comparativa tra due tecnologie di deposizione dei rivestimenti e materiali di diversa natura. L’applicazione in esame ha previsto lo sviluppo di un rivestimento protettivo e decorativo, per substrati in alluminio, caratterizzato da elevata resistenza alla corrosione e elevata flessibilità. L’ultimo studio di questo percorso di ricerca si è focalizzato sulla progettazione di un rivestimento anticorrosivo per substrati in acciaio utilizzando un materiale combinato termoplastico-termoindurente. Nello specifico lo studio è stato finalizzato alla realizzazione, attraverso una tecnologia semplice ed economica, di rivestimenti in Polietereterchetone (PEEK). Tutti i rivestimenti in esame sono stati caratterizzati con tecniche di analisi meccanica, micro-meccanica e tribologica. Sono state utilizzate tecniche di analisi termo-reologiche e spettroscopiche. Infine sono stati condotti studi per la valutazione della resistenza chimica. Per i manufatti progettati con particolari funzionalità sono state condotte prove specifiche per la loro validazione, quali: test di fotoluminescenza per i rivestimenti fotoluminescenti e test di imbrattamento per i rivestimenti destinati alla copertura dei pannelli solari. Gli studi in esame hanno permesso di stabilire le correlazioni esistenti tra le variabili del processo di manifattura e le prestazioni dei rivestimenti, nonché di identificare possibili linee di ricerca future. Va inoltre ricordato che gli studi condotti sono stati accomunati dallo sforzo di adattarsi ai cicli produttivi vigenti nella realtà industriale, fornendo così soluzioni che seppur innovative possano essere facilmente implementate nei processi industriali esistenti.