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FORMULAZIONI EPOSSIDICHE NANOCARICATE A BASSO CONTENUTO DI UMIDITÀ

Il programma di ricerca si articolerà essenzialmente in più fasi:1.Studio di formulazioni epossidiche a ridotto contenuto di umidità; 2.Formulazione dei nanocompositi con dispersione dei nanofiller identificati (CNF/epoxy e CEGs/epoxy);3.Valutazione delle proprietà di trasporto di H2O (assorbimento e diffusione) e valutazione delle proprietà termofisiche dei nanocompositi formulati.4.Confronto dei risultati ottenuti con l’utilizzo di nanoparticelle di CEG e CNFs con i sistemi epossidici caricati con (CNTs).Di seguito è riportato il dettaglio delle varie fasi dell’attività di ricerca prevista.I.Studio e caratterizzazione della formulazione epossidica per la matrice polimerica di baseLa matrice polimerica sarà formulata utilizzando una resina epossidica ad elevate prestazioni meccaniche basata sulla reticolazione di un precursore epossidico tetrafunzionale curato con ammine aromatiche primarie. Il precursore epossidico sarà opportunamente miscelato con diluenti reattivi atti a controllare la fluidità della miscela nella fase di preparazione del nanocomposito. Le caratteristiche chimico-fisiche della miscela epossidica così formulata saranno accuratamente analizzate prima di procedere alla fase di incorporazione del nanofiller nella matrice. Questa indagine ci permetterà di studiare le effettive proprietà della sola matrice polimerica e l’influenza delle nano cariche di CEGs e CNFs sulle proprietà della resina.II.Formulazione dei nanocompositi CEG/resina e CNF/resina.Per l’ottenimento dei nanocompositi, saranno considerate diverse tecniche di incorporazione del nanofiller nella matrice polimerica tra cui: miscelazione meccanica; high energy ball milling e sonicazione. I parametri relativi alle condizioni di dispersione saranno accuratamente ottimizzati controllando il livello di dispersione del nanofiller nella matrice epossidica attraverso indagini di microscopia elettronica. Il metodo di dispersione che si rivelerà più efficiente sarà utilizzato per formulare i compositi nanocaricati. La scelta delle migliori condizioni di cura da adoperare sarà effettuata preliminarmente attraverso un’indagine spettroscopica all’infrarosso (FT/IR) per individuare la temperatura e il tempo a cui si attivano le reazioni di reticolazione. Ottimizzato il ciclo di cura si effettueranno anche le necessarie valutazioni quantitative tramite calorimetrica differenziale a scansione (DSC). Le formulazioni, a diversa percentuale in peso di nanocarica, che presenteranno il più elevato grado di cura (per le quali è atteso il comportamento meccanico migliore) saranno utilizzate per preparare provini di materiale nanocomposito idonei per la valutazione delle proprietà termofisiche e di assorbimento e diffusione di H2O. III.Studio del trasporto di H2O e delle proprietà termofisiche dei nanocompositi formulati a base di CEGs e CNFs.La valutazione dei processi di assorbimento e diffusione dell’H2O sarà effettuata mediante test di assorbimento in acqua distillata alla temperatura di 25°C su provini opportunamente preparati e condizionati sotto vuoto per almeno 24 ore. Rilevando periodicamente il peso degli provini, con una risoluzione di 0.01 milligrammi, si procederà a determinare l’assorbimento % di H2O nei campioni utilizzando un'opportuna relazione che tiene conto del peso del campione che ha assorbito acqua al tempo t e del peso iniziale del campione secco. Le proprietà termofisiche saranno valutate con prove Termogravimetriche (TGA) e prove di Calorimetria Differenziale a Scansione (DSC) mentre quelle di trasporto termico nel materiale verranno quantificate, in accordo con la norma ISO 22007-2, tramite l’utilizzo del metodo Transient Plane Source (TPS) che, operando in modalità transitoria, permette la misura della conducibilità e della diffusività termica dei materiali in modo rapido e riproducibile.