Sviluppo e sperimentazione di nano-reti in PVB per l’ottimizzazione di vetri laminati

The architectural and engineering trend leads towards greater use of glass in buildings. Growing safety awareness often requires laminated glass. Laminated glass is formed as a sandwich of two or more sheets of glass and a plastic interlayer. Laminated glass can for example be used in stairs, floors, facades and balcony railings. This thesis deals with the most common interlayer material: polyvinyl butyral (PVB). Standard sheet of PVB has been widely studied with several researches; in this work, a new type of sheet form was characterized. PVB nano-net was analysed with several tests (i.e., Water Absorption Test, Tensile Test, Single-Lap Shear Test, Ageing Test, Scanning Electron Microscope and UV-Vis Test) and it was compared with standard sheet. The main aim of the work was to evaluate if other PVB shapes than continuous film, for example nano-net, could led to better mechanical or thermo-physical properties for this material. Indeed, this improvement was demonstrated in literature for other types of supports (for example laminated phenolic composites). Several mechanical and thermo-physical experimental tests allowed demonstrating that the nano-net brings improvements compared to the standard PVB only on energy aspects while determines some drawbacks as regard mechanical issues. Indeed, it determines: • Greater water absorption, which could lead to delamination phenomena of the laminated glass; • A reduction in elongation and in the relative ultimate tensile strength at failure but with an increase in the toughness of the material (three fundamental parameters that influence the global behavior of laminated glass); • A reduction in the adhesion capacity between glass and plastic interlayer with consequent loss of performance of the structure; • Slight loss in visible light transmittance, but a significant improvement in the solar radiation range.

La tendenza architettonica e ingegneristica porta verso un maggiore utilizzo del vetro negli edifici. La crescente consapevolezza della sicurezza richiede spesso il vetro laminato. Il vetro laminato è formato da un sandwich di due o più lastre di vetro e uno strato intermedio di plastica. Il vetro laminato può essere utilizzato ad esempio in scale, pavimenti, facciate e ringhiere di balconi. Questa tesi tratta il materiale intercalare più comune: il polivinilbutirrale (PVB). Il PVB standard è stato ampiamente studiato con diverse ricerche; in questo lavoro è stata caratterizzata una nuova forma di foglio. Il PVB nano-rete è stato analizzato con diversi test (es. Assorbimento d’Acqua, Test a Trazione, Test ad Adesione, Invecchiamento, Scanning Electron Microscope e Spettrofotometria) e, i risultati, sono stati confrontati con il foglio standard. L'obiettivo principale del lavoro era valutare se altre forme di PVB oltre al film continuo, ad esempio nano-reti, potessero portare a migliori proprietà meccaniche o termo-fisiche per questo materiale. Tale miglioramento è stato infatti dimostrato in letteratura per altri tipi di supporti (ad esempio compositi fenolici laminati). Numerosi test sperimentali meccanici e termo-fisici hanno permesso di dimostrare che la nano-rete apporta miglioramenti rispetto al PVB standard solo sugli aspetti energetici mentre determina alcuni inconvenienti per quanto riguarda le problematiche meccaniche. Determina infatti: • Maggiore assorbimento d'acqua, che potrebbe portare a fenomeni di delaminazione del vetro stratificato; • Una riduzione dell'allungamento e del carico a rottura ma con un aumento della tenacità del materiale (tre parametri fondamentali che influenzano il comportamento globale del vetro stratificato); • Una riduzione della capacità di adesione tra vetro e intercalare plastico con conseguente perdita di prestazioni della struttura; • Leggera perdita di trasmittanza della luce visibile, ma significativo miglioramento nel range della radiazione solare.