La scelta corretta degli additivi è un fattore chiave sia per il miglioramento delle proprietà intrinseche dei compositi legno-plastica (WPC) sia per il miglioramento delle proprietà di lavorazione. Problemi come deformazioni, fessurazioni e macchie possono talvolta presentarsi sulla superficie del materiale, ed è qui che gli additivi possono essere d'aiuto. Nella linea di estrusione dei WPC, gli additivi sono necessari per ottenere la giusta velocità di estrusione e una superficie liscia, evitando così la formazione di crepe sui bordi.
Tra i vari additivi selezionati, i lubrificanti, gli agenti reticolanti, gli antiossidanti, gli stabilizzanti alla luce e gli agenti antimuffa/antibatterici hanno il maggiore impatto sulla qualità dei compositi legno-plastica. Per quanto riguarda gli additivi specifici per i compositi legno-plastica, le diverse resine della matrice richiedono lo sviluppo di additivi specifici per soddisfare i requisiti di prestazione del prodotto composito o di prestazione di lavorazione; tuttavia, esiste un'ampia gamma di additivi per compositi legno-plastica e la selezione degli additivi corretti è cruciale per la produzione di tali compositi.
Il ruolo degli additivi nei compositi legno-plasticaTipologie e vantaggi
Agente reticolante
Gli agenti reticolanti legano tra loro le fibre di legno e la resina matrice, migliorando la resistenza alla flessione e la rigidità del materiale composito, nonché il modulo di resistenza alla fessurazione e il modulo di elasticità. Gli agenti reticolanti migliorano anche la stabilità dimensionale del materiale, la resistenza all'impatto, le proprietà di diffusione della luce e la riduzione del creep, aspetto molto importante per prodotti come balaustre, ringhiere per scale e guardrail. Nei compositi legno-plastica utilizzati nei materiali decorativi, il ruolo principale dell'agente reticolante è quello di ridurre l'assorbimento d'acqua del materiale, evitando così la formazione di fessurazioni da stress causate dall'espansione delle fibre di legno dovuta all'assorbimento d'acqua.
Antiossidante
Per i prodotti in legno composito, la scelta tradizionale dei principali antiossidanti si basa su due categorie: BHT e 1010. Il BHT ha un prezzo leggermente inferiore e una buona resistenza all'ossidazione termica, ma dopo l'ossidazione si combina con il DTNP, un pigmento giallo che macchia il prodotto finito, limitandone quindi l'applicazione. Il 1010, invece, trova ampia applicazione non solo nei prodotti in legno composito, ma in tutta la filiera dei polimeri, ed è l'antiossidante principale più diffuso e utilizzato al mondo.
Agenti antimuffa/antibatterici
Attualmente, gli agenti antimuffa e antimicrobici per il legno composito sono costituiti da una classe di sali misti di boro e zinco. Questi agenti inibiscono la proliferazione di muffe e batteri che causano il marciume del legno, possiedono una certa capacità inibitoria, oltre a una buona stabilità termica e ai raggi UV. La loro combinazione può anche migliorare le proprietà ignifughe del materiale, ma la quantità di additivo necessaria è elevata, con conseguenti costi di produzione elevati, e le proprietà meccaniche dei prodotti in legno composito ne risentono negativamente. Un'altra classe di additivi è costituita da composti organici contenenti arsenico, ampiamente utilizzati nella composizione delle materie plastiche. Questi additivi presentano una bassa quantità di arsenico, resistenza alla muffa e altre caratteristiche, ma poiché contengono arsenico, non sono conformi alle normative REACH e RoHS, pertanto il loro utilizzo è limitato nei produttori di legno composito.
I lubrificanti possono migliorare le proprietà superficiali dei compositi di legno plastificato e aumentarne la produttività. I lubrificanti tipicamente utilizzati nei compositi di legno plastificato sono l'etilene bisceramide (EBS), lo stearato di zinco, la paraffina, il polietilene ossidato, ecc. L'EBS e lo stearato di zinco sono ampiamente utilizzati nei compositi di legno plastificato a base di HDPE, ma poiché la presenza di stearato indebolisce l'effetto reticolante dell'anidride maleica, l'efficacia sia degli agenti reticolanti che dei lubrificanti diminuisce. Pertanto, si continua a sviluppare un maggior numero di nuovi tipi di lubrificanti.
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Data di pubblicazione: 1 novembre 2023
