Ottenuti i provini viene misurata la densità del legno ed il profilo densiometrico di ciascun campione per valutare se la pressatura sia avvenuta in maniera uniforme o vi sono dei vuoti che compromettono la resistenza del campione.
La misura della densità viene effettuata attraverso una macchina a Raggi X, GRECON DAX 5000, che restituisce il valore medio minimo e massimo di densità e il profilo densiometrico lungo lo spessore di ciascun campione.
Fig. 6: macchina GRECON DAX 500.
Successivamente valutata la bontà dei risultati della densità si scelgono i campioni migliori il cui numero deve essere superiore al 90% dei campioni totali ottenuti (altrimenti sin procede alla realizzazione di nuovi campioni).
I campioni successivamente vengono preparati per calcolare la resistenza meccanica di trazione. Ciascun campione viene cosparso di colla ed incollato a delle piastre metalliche che consentono ad una macchina prova-materiali di testare i provini. Un campione per avere risultati accettabili deve avere una resistenza a trazione pari a 0.35 N/mm2.
Fig. 7: fase di incollaggio dei provini a piastre metalliche
RISULTATI
Dopo ripetute prove modulando la temperatura i tempi di reazione è stata ottenuta una resina dalle seguenti caratteristiche:
Viscosità : 525-550 Cp % H2O = 39%
% solido = 61 PH = 8.6
Il PH è stato corretto ed innalzato sino al valore 11, mediante l‟aggiunta di 8 % di NaOH sul quantitativo iniziale della resina.
Per tale ragione si modificano i valori finali di Viscosità e % solida della resina che diventano rispettivamente di 375-400 Cp, e di 55.8% (il contenuto di H2O diventa del 44.2%).
Fig.8 visualizzazione grafica dell‟RMN del solido della resina ottenuta.
L‟analisi dell‟RMN per analizzare la resina e la reazione del tannino per valutare se esso abbia completamente reagito hanno dato parere positivo, vi è stata una completa reazione tra fenolo e tannino (come si evince dalla fig.8 ).
La figura 9 mostra le prestazioni meccaniche della TMA della resina prodotta, come si vede i risultati mostrano prestazioni molto elevate, che raggiungono anche i 4000 MPa.
La resina ottenuta viene miscelata al legno e la tabella 2 riporta le misure ed i valori di massa volumica e di resistenza a trazione di ciascun provino.
Dai valori della tabella 8.2 emerge che la resina testata ha valori estremamente affidabili come adesivo. I campioni E1, E9, E13,114,15 sono stati esclusi dal test perché presentavano una massa volumica un po‟ più bassa rispetto a gli altri campioni.
CONCLUSIONI
Lo studio preliminare sull‟efficienza del tannino di castagno come coformulato nella realizzazione di adesivi per pannelli di particelle ha dato buoni risultati attraverso la metodologia adottata. Il tannino idrolizzabile di castagno è stato già testato già nel 1976 (Kulvjik 1976) come adesivo ma con concentrazioni fenoliche più elevate (66%). Il limite del lavoro di Kulvjik sta nel fatto che non sono esposte le metodologie di esecuzione degli esperimenti e dunque l‟esperienza non risulta ripetibile. Kulvik inoltre usa la resina nella realizzazione di compensati in cui non vi è la necessità di un pressaggio veloce non sussiste. Nel caso di studio invece la resina è applicata ad un tipo di pannello non solo semplicemente differente, ma molto più complesso da realizzare, i cui tempi di pressaggio sono molto rapidi.
1 5 1 . 9 4 0 5 1 3 0 . 2 7 8 4 7 0 . 1 3 1 7 3 4 . 2 7 8 7 ( p p m ) 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 * * * B a n d e s d e r o t a t i o n Ó 1 0 k H z 1 3 C C P M A S S P I N A R E S 1 0 / 6 / 1 0 r o t a t i o n = 1 0 k H z
Fig.9 TMA. Risultati della prova meccanica sulla resina ottenuta, in genere la resine viene testata 3 volte, in questo caso l‟abbiamo testa 4 volte, con risultati molto soddisfacenti.
Tab. 8.2: descrizione dei provini per le prove meccaniche
campione lunghezza larghezza spessore massa
volume in mm3
densità
(g/cm3) densità (Kg/cm3) surface Res. Traz. (KN)
Res. Traz. (N) RESISTENZA A TRAZIONE N/mm2 E-1 49,99 49,42 14,22 23,83 35130,59 0,68 678,33 2470,51 E-2 49,87 49,87 14,22 24,1 35365,38 0,68 681,46 2487,02 1,78 1780 0,72 E-3 49,93 49,15 14,24 24,62 34945,81 0,70 704,52 2454,06 1,48 1480 0,60 E-4 50,01 49,99 14,18 24,22 35450,00 0,68 683,22 2500,00 1,73 1730 0,69 E-5 49,81 49,56 14,14 24,05 34905,77 0,69 689,00 2468,58 1,47 1470 0,60 E-6 49,9 50,01 14,19 24,06 35411,13 0,68 679,45 2495,50 1,4 1400 0,56 E-7 49,9 50,05 14,12 24,58 35264,63 0,70 697,02 2497,50 1,29 1290 0,52 E-8 49,87 50,01 14,12 24,48 35215,26 0,70 695,15 2494,00 1,26 1260 0,51 E-9 49,88 50,05 14,23 24,1 35525,11 0,68 678,39 2496,49 E-10 49,9 50,15 14,1 24,52 35285,04 0,69 694,91 2502,49 1,6 1600 0,64 E-11 49,93 49,91 14,08 23,95 35087,45 0,68 682,58 2492,01 1,33 1330 0,53 E-12 49,88 49,96 14,14 23,99 35236,95 0,68 680,82 2492,00 1,1 1100 0,44 E-13 50,15 49,62 14,07 23,36 35012,39 0,67 667,19 2488,44 E-14 50,1 50,11 14,1 23,23 35398,21 0,66 656,25 2510,51 E-15 50,13 49,89 14,12 23,53 35313,92 0,67 666,31 2500,99 media 49,95 49,85 14,15133 24,04133 35236,51 0,68 682,31 2490,01 1,444 1444 0,58
I risultati ottenuti permettono inoltre di prospettare l‟utilizzo di percentuali di tannino più elevate che consentirebbero un ulteriore diminuzione di tossicità della resina e dei prodotti.
Kulvik ha dimostrato inoltre che l‟utilizzo del tannino di castagno potrebbe avere un importanza decisiva nell‟industria dei pannelli anche sotto il profilo economico, inoltre la realizzabilità del progetto è stata ampiamente dimostrata nel „76 dalle 3.000 tonnellate di pannelli prodotti con questo metodo.
Le prospettive future prevedono l‟utilizzo di diverse percentuali di tannino di castagno con concentrazioni superiori.
L‟utilizzo del tannino di castagno nella realizzazione di resine adesive per pannelli di particelle appare dunque auspicabile sebbene a fronte, ancora, di un attuale elevato costo economico. Esso trova tuttavia, il suo fine ultimo nella tutela della salute umana e anche nella possibilità di creare delle economie non trascurabili per ampi territori montani e per nuovi orizzonti selvicolturali per la specie in questione, la possibilità di una più estesa ed accurata ricerca in questa direzione potrebbe portare a ridurre i costi e a valorizzare un prodotto assolutamente naturale con tossicità minima, creando un volano economico non trascurabile.
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