Plasma freddo - Come migliorare l'incollaggio dei CFRC

L'impiego di materiali polimerici rinforzati con fibra di carbonio è in crescita in molti settori industriali, dalle strutture civili all’industria dei trasporti, in particolar modo per la produzione di componenti aeronautici. Questo si deve ai loro molteplici vantaggi, quali elevata resistenza meccanica ed alla corrosione, capacità di poter essere utilizzati per creare forme complesse e soprattutto basso peso specifico. Generalmente i materiali compositi sono integrati nelle strutture mediante fissaggio meccanico o incollaggio. Gli adesivi presentano numerosi vantaggi nell’essere impiegati insieme ai materiali compositi. Il più significativo è che l’incollaggio non richiede di forare o lavorare il composito. Infatti le tradizionali tecniche di fissaggio meccanico richiedono la presenza di inserti metallici in cui inserire viti e rivetti, fatto che rende più complessa la realizzazione dei pezzi e non permette modifiche in corso d’opera. Inoltre l'uso della tecnica di incollaggio consente una migliore distribuzione degli sforzi e si ottengono giunti durevoli, leggeri, ed estetici. Una delle fasi più importanti della realizzazione di un giunto incollato tra parti in composito a matrice polimerica è il pre-trattamento della superficie, a causa della bassa energia superficiale tipica proprio dei polimeri. La preparazione consigliata dalla normativa di riferimento per gli aderendi compositi consiste semplicemente in una pulizia con solvente, per rimuovere sporco, olio e distaccanti, seguita da un'operazione di abrasione meccanica. Molti studi sono stati condotti sulla preparazione dei supporti compositi anche utilizzando tecniche non convenzionali, quali i trattamenti laser o plasma. In particolare, l'obiettivo del trattamento al plasma è la funzionalizzazione delle superfici in modo da aumentare l'energia superficiale e favorire l'adesione fornendo interazioni specifiche all’interfaccia adesivo-aderendo, coinvolgendo solo gli strati superficiali di materiale e lasciando inalterate le proprietà meccaniche generali, adottando tra l’altro temperature di processo poco elevate che non danneggiano eventuali substrati degradabili. Un indiscutibile vantaggio rispetto all’abrasione, che potrebbe causare danneggiamenti alle fibre del composito. In questo studio, il trattamento al plasma freddo è stato impiegato per modificare le proprietà di adesione di materiali compositi a matrice polimerica e correlare questo aspetto dopo è stata correlata alla bagnabilità superficiale e alla resistenza a taglio di giunti incollati.