Paola SCARFATO | Progetti

SVILUPPO E PROCESSABILITÀ  DI SILICATI MODIFICATI CON ORGANOSILANI

Il progetto di ricerca si pone come obiettivo primario lo studio della modifica chimica della montmorillonite sodica con organosilani e lo scale up del processo di funzionalizzazione per la realizzazione su piccola scala di sistemi ibridi organici-inorganici sililizzati da inserire in matrici polimeriche. In particolare, si prevede di utilizzare polimeri eco-compatibili di origine naturale, come l'acido polilattico (PLA). Il progetto si pone altresì come obiettivo la valutazione dell'idoneità degli organoclay, precedentemente sintetizzati, ad essere utilizzati come nanofiller per la produzione di nanocompositi polimerici attraverso l'uso delle convenzionali tecnologie di trasformazione delle materie plastiche. Ad oggi, infatti, non ci sono prodotti commerciali a base di nanoparticelle sililizzate, e gli studi disponibili sulla funzionalizzazione chimica dei silicati con organosilani e sul loro utilizzo in matrici polimeriche sono molto scarsi.La sperimentazione verrà effettuata sviluppando i seguenti punti:1) Sintesi di silicati ibridi organici-inorganici, funzionalizzati con organosilani aventi diversa lunghezza, polarità e struttura chimica della catena alchilica. Per ciascun modificante organico verrà messa a punto la metodologia di sintesi più appropriata e verranno ottimizzati i parametri di reazione più critici (temperatura e tempi di reazione, condizioni di agitazione, ecc.) per garantire una efficace funzionalizzazione del silicato.2) Caratterizzazione chimico-fisica dei silicati funzionalizzati mediante l'uso di diverse tecniche analitiche (diffrazione dei raggi X, microscopia SEM, spettrofotometria FT-IR e UV-Vis, termogravimetria, calorimetria DSC) per valutare l'efficacia delle metodologie di funzionalizzazione adottate, la composizione, la morfologia e la stabilità termica dei sistemi ottenuti.3) Scale up del processo di funzionalizzazione, per l'ottenimento di quantità di materiale sufficiente per essere alimentato in impianti pilota in scala di laboratorio di melt compounding e filatura cast, per la produzione di nanocompositi polimerici.4) Valutazione preliminare dell'idoneità degli organoclay, precedentemente sintetizzati, ad essere utilizzati come nanofiller per la produzione di nanocompositi polimerici, attraverso la preparazione di film nanocompositi a base di PLA e/o altre matrici.5) Caratterizzazione prestazionale dei film nanocompositi prodotti, per valutarne alcune proprietà di maggior interesse ai fini di una loro potenziale applicazione nel settore dell'imballaggio. In particolare, i film nanocompositi verranno sottoposti ad indagini morfologiche (diffrazione dei raggi X, microscopia SEM e TEM) per analizzare il grado di dispersione del nanofiller nella matrice polimerica e la cristallinità del polimero, ad analisi termiche e spettrofotometriche (TGA, DSC, FT-IR, UV-Vis, colorimetria) per valutare la stabilità termica, l'esistenza di eventuali interazioni polimero-nanofiller e la trasparenza dei manufatti ottenuti, a misure di permeabilità all'ossigeno e a test per la determinazione dell'angolo di contatto e quindi della bagnabilità superficiale.