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Thesis etd-08292011-112451


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
MARCORI, DARIO
email address
dario-mr@hotmail.it
URN
etd-08292011-112451
Thesis title
Nuovi polimeri stirenici con differenti caratteristiche di filia/fobia per applicazione in rivestimenti antivegetativi elastomerici
Department
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Course of study
CHIMICA INDUSTRIALE
Supervisors
relatore Prof. Galli, Giancarlo
controrelatore Dott. Geppi, Marco
Keywords
  • AFM
  • Anfifilici
  • Anfifobici
  • Angolo di Contatto
  • Antifouling
  • Antivegetativo
  • Copolimeri
  • Energia Superficiale
  • Film
  • Fluorurato
  • Fouling-Release
  • Nanostrutturate
  • Nanostrutturati
  • Ossietileniche
  • PDMS
  • PEG
  • Peghilato
  • Polidimetilsilossano
  • Rilascio di fouling
  • Rivestimenti
  • Siliconiche
  • Silossano
  • Tensione superficiale
  • Terpolimeri
  • Vernici
Graduation session start date
22/09/2011
Availability
Withheld
Release date
22/09/2051
Summary
Il lavoro è stato incentrato sullo studio di nuovi materiali polimerici contraddistinti da un grado di filia/fobia variabile di potenziale interesse per l’applicazione in rivestimenti antivegetativi. Abbiamo quindi progettato e preparato due serie di copolimeri, p(S-F)x/y e p(S-E)x/y, e una serie di terpolimeri, p(S-F-E)x/y/z, a partire da tre monomeri stirenici funzionalizzati con una catena polisilossanica idrofoba, S, una catena perfluorurata idrofoba/lipofoba, F, e una catena poliossietilenica idrofila, E, con rapporti molari, x/y/z, variati su un ampio intervallo di composizione.
La stabilità termica e le transizioni di fase dei polimeri sono state indagate tramite l’analisi termogravimetrica (TGA) e la calorimetria differenziale a scansione (DSC) per individuare i campi di stabilità e di esistenza delle fasi per sottoporre i campioni a diversi trattamenti di manipolazione senza incorrere in processi degradativi. Uno studio della struttura delle fasi è stato eseguito mediante diffrazione dei raggi X ad alto angolo (WAXD).
I polimeri preparati sono stati successivamente introdotti in una matrice elastomerica di SEBS (polistirene-b-(etilene-co-butilene)-b-stirene) o di PDMS (polidimetilsilossano) per produrre le corrispondenti miscele con una quantità percentuale, w; della matrice variabile. Le miscele sono state poste su uno strato di SEBS o PDMS (spessore ~ 150 250 μm) per produrre film a doppio strato. I polimeri tal quali sono stati depositati in film sottili monostrato (spessore ~ 300 nm).
Dei film a doppio strato abbiamo condotto un’indagine di microscopia a forza atomica (AFM) con lo scopo di analizzare la topografia e la morfologia della superficie. Tutti i film studiati risultavano lisci, evidenziando alcune morfologie da nano- a macro-separate.
Prima di procedere allo studio delle proprietà biologiche, abbiamo studiato in modo approfondito la bagnabilità dei film misurando gli angoli di contatto con acqua (θw) e con n-esadecano (θh) di film sia monostrato che doppio strato. Questi ultimi in particolare si dimostravano tipicamente idrofobi (θw > ~ 102°) e moderatamente lipofili (θh < ~ 59°). La tensione superficiale γsv dei film polimerici è stata calcolata dai valori di θw e θh, adottando tre metodi diversi tra loro, detti delle componenti additive di Owens-Wendt-Kaelbe, dell’equazione di stato di Neumann-Kwok e dei contributi energetici di Marmur-Valal. I film analizzati potevano essere classificati come film di bassa energia superficiale (γsv < 24,7 mN/m con il metodo OWK).
Infine abbiamo iniziato a verificare il potenziale applicativo dei film a doppio strato indagando la tossicità acuta con il batterio Vibrio fischeri, l’accumulo di biomassa in ambiente naturale e le prestazioni di rilascio delle diatomee Navicula salinicola e Navicula perminuta e della macroalga Ulva linza. Mentre per tutti i film era modesto il rilascio delle cellule adese delle due Navicula, risultava notevole il rilascio dei germogli dell’Ulva, specificatamente per i rivestimenti a base PDMS contenenti i copolimeri e terpolimeri più idrofili (rimozione > 70%).
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