20 marzo 2023 08:45
L'Istituto di ricerca tedesco su fibre e tessuti di Denkendorf, DITF, ha messo a punto un nuovo processo che promette di essere economico e a basso impatto ambientale, grazie all'assenza di solventi e al ridotto consumo energetico, per produrre fibre di carbonio partendo da lignina. Quest'ultima è una materia prima disponibile in grandi quantità come prodotto di scarto nella lavorazione della carta.
L'attuale tecnologia per la produzione di fibre di carbonio prevede la stabilizzazione e la carbonizzazione dei precursorsore, poliacrilonitrile (PAN) in forni ad alta temperatura, con intenso utilizzo di energia e la formazione di sottoprodotti che vanno smaltiti.
Nel processo messo a punto dai ricercatori del DITF, la lignina sostituisce il poliacrilonitrile. Per ottenere le fibre, si separa prima di tutto la lignina dalla cellulosa; si procede poi alla "digestione" del solfito ottenendo ligninsolfonato, che viene disciolto in acqua ottenendo una soluzione.
Si procede quindi alla filatura a secco, mediante estrusione, ottenendo una fibra di lignina continua. Questo processo consente elevate velocità di filatura, senza compromessi sulla qualità delle fibre precursori, che risultano omogenee, con superfici lisce e prive di aderenze.
Le fasi successive per la produzione di fibre di carbonio, vale a dire la stabilizzazione in aria calda e la successiva carbonizzazione in forno ad alta temperatura, sono simili a quelle del processo convenzionale. Tuttavia - affermano i ricercatori -, le fibre di lignina possono essere stabilizzate in maniera più veloce rispetto a quelle che si ottengono partendo da PAN, e richiedono temperature relativamente basse per la carbonizzazione, ottenendo così - in questa fase del processo - un dimezzamento dei consumi energetici.
I ricercatori tedeschi affermano che le proprietà meccaniche delle fibre di carbonio ottenute da lignina sono paragonabili a quelle prodotte partendo da PAN in termini di resistenza meccanica e leggerezza.
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