17 aprile 2025 10:36

La pressione anche normativa per ridurre o eliminare l'utilizzo di composti alchilici poli- e perfluorurati (PFAS) sta spingendo verso ricerche di materiali alternativi ai fluoropolimeri in applicazioni tecniche, in primis le guarnizioni, destinate a settori quali meccanica, ingegneria medica, camere bianche e tecnologie dei semiconduttori, fino alla chimica di processo e industria E/E.

Una di queste ricerche, battezzata HATE-Fluor, è in corso presso il centro di ricerca tedesco Fraunhofer, coinvolgendo i dipartimenti LBF (durabilità strutturale e affidabilità dei sistemi) e IFAM (tecnologie di produzione e materiali avanzati), con l'obiettivo di sviluppare elastomeri privi di PFAS che possano rimpiazzare i fluoroelastomeri.

A questo fine, i ricercatori tedeschi stanno lavorando su tre filoni: incrementare la stabilità termica degli elastomeri utilizzando antiossidanti di nuova generazione; formulare elastomeri su misura e sviluppare sistemi di rivestimento per proteggere i materiali da attacchi chimici e ossidativi.

Attraverso questo approccio modulare, basato anche su coating e tecnologie di trattamento al plasma, si punta a coprire un’ampia gamma di applicazioni in cui oggi si utilizzano guarnizioni fluorurate. Le proprietà, infatti, variano in base all’ambito applicativo dei fluoroelastomeri che si intende sostituire.

Nell'ambito del progetto HATE-Fluor, l’Istituto LBF si sta concentrando sulla formulazione di elastomeri ad alte prestazioni, migliorando la stabilità termica e termo-ossidativa grazie all'impiego di nuovi antiossidanti, e sviluppando soluzioni ottimizzate per garantire massima resistenza e adesione.

Il sistema di rivestimento, invece, è in fase di sviluppo presso l’Istituto IFAM, e ha lo scopo di proteggere i materiali da attacchi chimici e ossidativi. Questo dipartimento sta anche lavorando a rivestimenti in grado di migliorare le proprietà di attrito e barriera degli elastomeri. In particolare, si stanno sperimentando coating a base di poliimmide combinati con fillosilicati stratificati per prevenire la permeazione di gas nocivi e umidità, elementi critici nell’elettronica ad alte prestazioni e in applicazioni particolarmente severe.
L’obiettivo - spiegano i ricercatori - è ridurre fino al 99% la permeazione di vapore acqueo e ossigeno, prolungando la durata dei materiali e prevenendo la formazione di dendriti (polimeri altamente ramificati con architettura tridimensionale ad albero) dovuti ai gas reattivi.

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