I nanocompositi a matrice polimerica sono una particolare classe di compositi in cui la dispersione delle cariche, effettuata a livello nanometrico mediante melt compounding e non micrometrico come avviene per i normali materiali compositi, consente in generale:

• un aumento delle proprietà meccaniche quali la resistenza, il modulo di elasticità, la rigidezza e la stabilità dimensionale
• diminuzione della permeabilità ai gas, al vapor d’acqua e agli idrocarburi
• resistenza ai solventi
• elevata stabilità termica, resistenza alla fiamma valutata con test al Calorimetro a Cono e buona conducibilità elettrica

Presso i laboratori di Brindisi, i polimeri termoplastici di interesse costituenti la matrice sono il Polibutilentereftalato (PBT), diversi tipi di poliammidi: Nylon 6, Nylon 6 semiaromatico e Nylon 6,6, Polipropilene.

Le attività di ricerca hanno visto in particolare:

• lo sviluppo di un nano composto a base di Nylon 6 con dispersione nanometrica di Montmorillonnite (MMT) modificata per applicazioni nel settore dello stampaggio rotazionale di grandi contenitori di oli combustibili
• lo sviluppo di un nano composito a base di Nylon 6 per applicazioni nel settore dei trasporti (elementi di protezione ed interiors di autoveicoli)
• lo sviluppo di sistemi nano compositi a matrice polipropilenica 
• la messa a punto di compound a matrice di PA6 con dispersione nanometrica di MMT per la realizzazione di manufatti con elevata resistenza al fuoco. Durante la fase di combustione le singole lamelle di argilla (MMT) favoriscono la formazione del cosiddetto char, uno strato protettivo carbonioso che limita la diffusione dell’ossigeno verso l’interno del materiale, limitando così la propagazione della fiamma.

Presso i laboratori di Portici, sono disponibili le seguenti competenze:

• preparazione e caratterizzazioni di materiali compositi e nanocompositi a matrice polimerica (in-situ polymerization, melt extrusion, solvent casting, high energy ball milling,) per applicazioni nel campo biomedicale, delle confezioni alimentari, in aeronautica, nel settore auto, ecc.
• deposizione di film sottili: spin coating, dip coating, casting, doctor blade, rf sputtering
• caratterizzazione chimico-fisica di polimeri e materiali nanostrutturati: analisi termica (DSC, TGA-DTA), caratterizzazione ottica (FT-IR, UV-vis, PL), analisi strutturale (diffrattometria ai raggi X), analisi morfologica (OM, SEM, AFM), analisi delle proprietà meccaniche e meccanico-dinamiche (DMTA), bagnabilità (contact angle)

Il laboratorio è dotato di: 

• impianto prototipo per la produzione di polveri micrometriche e nanometriche basato sulla tecnologia della torcia plasma DC
• forni ad alta temperatura per processi di sintesi e di recupero di materiali ad alto valore aggiunto a partire da materie prime seconde
• stampante 3D FDM in grado di processare anche materiali fluido densi
• estrusore di filamenti

Tra le diverse attività svolte e in corso, è importante annoverare:

• sintesi di carburo di silicio a partire da materie prime seconde per l'utilizzo come ceramico strutturale in applicazioni avanzate come rivestimenti e schermature, parti meccaniche di alta precisione e lunga durata, turbine a gas, elettronica
• produzione di carburo di silicio nanometrico per trattamento al plasma a partire da SiC low grade per applicazioni in campo elettronico (supercapacitori) e sensoristico
• produzione di ZrO2 per trattamento al plasma a partire da precursori e materie prime seconde per applicazioni in "additive manufacturing" 
• recupero di fibre di carbonio a partire da sfridi e scarti di lavorazione per l'ottenimento di compositi per applicazioni in campo automobilistico, aeronautico e navale
• crescita di nanotubi di carbonio a partire da precursori poveri per la funzionalizzazione di fibre di carbonio ed ottenere compositi di rinforzo per applicazioni in ambito automobilistico ed aeronautico