Le resine a base di formaldeide (F) sono quelle più usate nella produzione di strutture a base legnosa impiegate nel mercato edilizio per la produzione di pannelli compensati, truciolati e pannelli di fibre a media ed alta densità (MDF e HDF) nella fabbricazione di mobili (ante, ripiani, tavoli, pavimenti ecc.) ed elementi per l’impiego non strutturale. I prodotti a base legno sono anche usati in edilizia per impieghi strutturali, per la manifattura di lamellari o pannelli compensati ad elevato spessore ed alte prestazioni (es. compensato marino), dove sono ampiamente usati collanti a base di F, quali le resine MUF (melammina-urea-formaldeide) e PRF, PF ed RF a base di fenolo (P), resorcinolo (R) e formaldeide. Il rilascio da parte di queste resine di differenti composti organici volatili (COV) potenzialmente tossici, tra cui la F è uno dei più tossici essendo classificato come cancerogeno di classe 1B secondo lo IARC [1,2,3], costituisce però un potenziale fattore di rischio in ambienti confinati dove l’esposizione umana ai COV è intensa e prolungata, a causa della loro limitata dispersione nell’aria esterna.
Scopo del progetto è quello di ridurre il rischio derivante dal rilascio di F da manufatti legnosi sviluppando nuove resine che, essendo ottenute da prodotti naturali, riducono anche l’impatto ambientale di tutto il processo industriale. Per raggiungere questo scopo le attività di ricerca verranno focalizzate sullo sviluppo di resine sia a base organica che inorganica. Per quanto concerne le resine organiche, si punterà a sviluppare collanti a base di proteine vegetali poiché si è visto che quelle derivate dalla soia appaiono potenzialmente adatte a rimpiazzare le resine UF, di limitata disponibilità sul mercato. Per quanto concerne le resine inorganiche, lo studio si focalizzerà sulla sintesi di materiali geopolimerici a base di silicio ed alluminio con rapporti Si/Al=ca. 2 (polisilassosialati, PSS) i quali hanno già mostrato una forte adesività nei confronti del legno e di altre fibre vegetali, e non hanno praticamente nessuna limitazione di mercato. I PSS oltre a non rilasciare COV, proteggono le fibre del legno dagli attacchi del fuoco e riducono la penetrazione dell’acqua all’interno del materiale. Tuttavia si dovranno sviluppare formulazioni specifiche.
Il principale valore aggiunto della ricerca è l’ottenimento di collanti e agenti reticolanti per il legno privi di F. Questo risultato intrinsecamente fa sì che i prodotti messi a punto rispondano alle stringenti normative nazionali ed europee riguardanti le emissioni di F, inoltre, l’eco-compatibilità, sia nella formulazione, sia nei processi di produzione delle colle messe a punto, ne fanno un prodotto a ridotto impatto ambientale.
Le resine organiche e inorganiche che si intendono realizzare durante la sperimentazione sono particolarmente eco-compatibili in quanto i prodotti usati per la loro sintesi sono materiali di scarto, e dunque hanno un effetto positivo sia in termini economici che di impatto ambientale. La loro introduzione nel mercato attiverebbe una economia circolare virtuosa creando un indotto notevole intorno al sistema produttivo industriale di produzione di collanti. Nel caso dei geopolimeri PSS, scarsamente usati finora nella filiera industriale dei prodotti del legno e delle fibre legnose, il valore aggiunto è costituito dal fatto che per la prima volta si userebbero polimeri a base di silicio ed alluminio usando acqua alcalina come solvente. L’uso di queste materie prime, per la sintesi di geopolimeri di tipo metacaolino combinato in varie proporzioni con altre rocce silico-alluminatiche e “vetro liquido”, apre numerose possibilità nel ciclo produttivo. Inoltre si ha la possibilità di rimpiazzare una parte rilevante del metacaolino con scarti di cava costituito da tufi vulcanici zeolitizzati estratti ampiamente in Italia, residui vegetali quali la pula di riso, e perfino scarti industriali come le ceneri volatili dei processi di combustione o la loppa di fonderia.
[1] IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Chemical agents and related occupations. (2012) Volume 100 F. A review of human carcinogens. Lyon: IARC;
[2] Hauptmann M, Lubin JH, Stewart PA, Hayes RB, Blair A. (2004) Mortality from solid cancers among workers in formaldehyde industries. Am J Epidemiol.;159:1117–30
[3] Beane Freeman LE, Blair A, Lubin JH, Stewart PA, Hayes RB, Hoover RN, et al. (2013) Mortality from solid tumors among workers in formaldehyde industries: an update of the NCI cohort. Am J Ind Med.;56:1015–26
