Bio-Resina: confronto tra resine da colata a base biologica

Le bio-resine – resine da colata a base biologica – sostituiscono una parte delle materie prime derivanti dal petrolio con risorse vegetali quali oli vegetali, gusci di anacardi o resine arboree. Il mercato dei sistemi di resina sostenibili è in forte crescita, in particolare nel settore dell'arte e dell'hobbistica (resin art, river tables), ma anche in applicazioni tecniche come i compositi e la costruzione di stampi. Questa guida spiega i diversi tipi di bio-resina, li confronta con le resine convenzionali e aiuta a scegliere il sistema giusto.

Gamma di resine biologiche SILITECH: Biothan e Biodur

SILITECH AG commercializza, con il marchio SILIRESIN, una gamma completa di resine poliuretaniche da colata a base biologica prodotte dall'azienda tedesca Bioresin Products. Il sistema è composto da resine Biothan(componente A) e induritori Biodur(componente B). Tutti i prodotti sono a base di materie prime rinnovabili e non sono tossici.

Biothan – Resine poliuretaniche a base biologica per colata (componente A)

Le resine Biothan si suddividono in diverse categorie di applicazione:

Bio-resina nell'uso tecnico

Produzione di compositi e costruzione navale

La costruzione di tavole da surf e barche è stato uno dei primi settori in cui le bio-resine sono state utilizzate a livello commerciale. Sicomin (GreenPoxy) ed Entropy Resins (Super Sap) sono state sviluppate appositamente per i laminati in fibra di vetro e fibra di carbonio.

Vantaggi nella costruzione in composito:

• Bagnabilità delle fibre e comportamento di impregnazione paragonabili ai sistemi convenzionali
• Possibilità di infusione e procedura sottovuoto
• Riduzione della percentuale di gas stirene nei poliesteri biologici
• Vantaggio di marketing: etichetta «verde» per il prodotto finale

costruzione di stampi

Per la costruzione di stampi, i bio-epossidi sono adatti come resine da colata per prototipi e piccole serie. È necessario tenere conto della temperatura di transizione vetrosa leggermente inferiore quando si utilizzano stampi per processi di indurimento a caldo.

Lavorazione della bio-resina: consigli pratici

La lavorazione delle bio-resine è sostanzialmente identica a quella dei sistemi di resina convenzionali. Alcune particolarità:

Miscelazione

• Rispettare esattamente il rapporto di miscelazione (tipicamente 2:1 o 100:45 in peso)
• Mescolare accuratamente per almeno 3-5 minuti.
• Rinvasare e mescolare nuovamente per ottenere risultati senza bolle
• Temperatura di lavorazione: ideale 20–25 °C

Giessen

• Versare uno strato sottile e procedere per strati con uno spessore di colata >2 cm (se non si utilizza un sistema Deep-Pour).
• Rimuovere le bolle con una pistola ad aria calda o un cannello a gas (brevemente e con cautela).
• Ambiente privo di polvere per superfici pulite
• Applicare un agente distaccante sullo stampo (olio al silicone o cera)

indurimento

• Indurimento a temperatura ambiente: 24-72 ore (a seconda del sistema)
• Il post-indurimento a 60-80 °C migliora la Tg e le proprietà meccaniche del 20-30%.
• Evitare l'indurimento al di sotto dei 15 °C (allunga notevolmente il tempo di indurimento e può causare risultati opachi).

Acquistare resina biologica: a cosa prestare attenzione?

Il mercato delle resine biologiche è poco trasparente. Prestate attenzione ai seguenti punti:

1. Percentuale di origine biologica (%)

I produttori seri indicano la percentuale di carbonio di origine biologica secondo la norma ASTM D6866. Valori compresi tra il 20 e il 56% sono realistici. I prodotti che dichiarano di essere «100% biologici» o «completamente naturali» dovrebbero essere valutati con occhio critico: attualmente non esiste una resina da colata completamente biologica e performante.

2. Certificazioni

• USDA BioPreferred: standard statunitense per i prodotti a base biologica
• ASTM D6866: misurazione della percentuale di carbonio di origine biologica tramite il metodo del radiocarbonio
• ISO 16620: standard internazionale per la plastica a base biologica

3. Scopo di utilizzo

• Resina da colata (Deep Pour): bassa esotermia, elevata altezza di colata
• Resina di laminazione: bassa viscosità, buona bagnabilità delle fibre
• Resina di rivestimento: autolivellante, resistente ai raggi UV
• Resina strutturale: elevata resistenza meccanica, Tg definita

4. Rapporto qualità-prezzo

Le resine biologiche costano in genere il 20-50% in più rispetto alle resine convenzionali. Per le applicazioni artistiche e hobbistiche questo sovrapprezzo è meno rilevante (piccole quantità). Per grandi quantità industriali il sovrapprezzo può essere considerevole.

Domande frequenti (FAQ)

La bio-resina è biodegradabile?

No. La bio-resina indurita è un termoindurente e si comporta come la resina epossidica o poliestere convenzionale. Non si decompone in condizioni ambientali normali. Il termine «bio» si riferisce alla base della materia prima (vegetale), non allo smaltimento.

La resina biologica è resistente quanto la normale resina epossidica?

In gran parte sì. Le proprietà meccaniche raggiungono tipicamente il 90-95% delle resine convenzionali. La temperatura di transizione vetrosa (Tg) può essere leggermente inferiore (50-80 °C contro 60-120 °C), il che limita la temperatura massima di utilizzo. Per la maggior parte delle applicazioni artistiche e hobbistiche questo non rappresenta uno svantaggio.

Posso usare la resina biologica per i tavoli River Tables?

Sì, esistono resine biologiche speciali Deep Pour a bassa esotermia che consentono altezze di colata di 5-10 cm per strato. Assicuratevi di utilizzare un sistema a bassa esotermia (basso sviluppo di calore) per evitare la formazione di crepe e l'ingiallimento in caso di grandi volumi di colata.

Qual è la percentuale effettiva di ingredienti biologici?

Tipicamente, il 20-56% del carbonio è di origine biologica (misurato secondo la norma ASTM D6866). Il restante 44-80% proviene ancora da fonti petrolchimiche. Attualmente non esiste una resina da colata ad alte prestazioni di origine biologica al 100%.

Posso colorare la bio-resina con pigmenti normali?

Sì. Le bio-resine sono compatibili con i normali pigmenti per resina (paste di pigmenti epossidici, polvere di mica, inchiostri alcolici). La lavorazione è identica a quella dei sistemi convenzionali.

Dove posso acquistare la bio-resina in Svizzera?