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Tesi etd-09242018-184950


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
CHINELLO, DANIELE
URN
etd-09242018-184950
Title
Impiego del poliisobutilene anidride succinica (PIBSA) per la preparazione di materiali nanocompositi e otticamente responsivi
Struttura
CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
Corso di studi
CHIMICA INDUSTRIALE
Commissione
relatore Prof. Pucci, Andrea
relatore Prof. Picchioni, Francesco
controrelatore Dott. Lipparini, Filippo
Parole chiave
  • nanotubi di carbonio
  • materiali meccanocromici
  • nanocompositi
  • PIBSA
Data inizio appello
25/10/2018;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Il lavoro svolto in questa tesi si basa sull’utilizzo della poliisobutilene anidride succinica (PIBSA) ed è articolato in due parti principali:
- Realizzazione di nanocompositi a matrice polimerica contenenti nanotubi di carbonio a parete multipla, allo scopo di conferire ai materiali proprietà di conducibilità elettrica
- Sintesi di nuovi polimeri con caratteristiche meccanocromiche per applicazioni all’interfaccia
I polimeri elettroconduttori risultano essere molto promettenti come sostituti dei convenzionali materiali conduttori inorganici per molte applicazioni; la maggior parte dei più comuni polimeri non possiede però la capacità di condurre l’elettricità, risulta quindi necessario aggiungere filler conduttivi in modo tale da conferire appunto questa proprietà.
Il problema principale di questa strategia risulta essere quello di garantire una dispersione omogenea nella matrice polimerica. La dispersione disomogenea è dovuta alle forze attrattive tra gli aggregati (nano) e non può essere trascurata. In accordo con la letteratura, una fase fondamentale riguarda la stabilizzazione dei filler mediante una funzionalizzazione, la quale può essere sia di natura covalente che non covalente, quest’ultima impiegata in questo lavoro.
A tale proposito, la matrice polimerica è stata funzionalizzata con gruppi chimici "reattivi" verso quelli presenti. Questa procedura si basa sull'idea che tali gruppi creino efficaci interazioni non covalenti con i filler conduttivi. Nello specifico, sono stati impiegati la furfurilammina (FA), amminopropilimidazolo (API) e amminometilpirene (AMP), in modo di indagare l'influenza dei diversi gruppi al fine di selezionare il miglior candidato in grado di migliorare la dispersione dei filler.
Dopo caratterizzazione, i prodotti sono stati miscelati con quantità diverse di nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNTs) al fine di stabilire l'effetto di diversi gruppi sulla soglia di percolazione. Infine, i nanocompositi ottenuti che hanno mostrato le migliori caratteristiche sono stati dispersi in in SBS, in modo tale da indagare l’effetto della PIBSA come disperdente di nanotubi in SBS.
L’altro argomento trattato in questa tesi si inserisce in un progetto più ampio che riguarda il controllo sulle interfacce tra differenti materiali polimerici in miscela o come compositi. Infatti, il deteriorarsi nel tempo di tali interfacce legato a stress sia meccanici che termici, che può ad esempio risultare in una diminuzione dell’adesione, può essere particolarmente deleterio per le performance del materiale. L’obiettivo del progetto, è quello di sviluppare sistemi cromogenici che permettano di rilevare tale deterioramento mediante una risposta nella variazione di fluorescenza del materiale stesso.
In questo lavoro, si è deciso di studiare un sistema che permettesse di rilevare la diminuzione della coesione all’interfaccia tra i domini di butadiene e stirene del copolimero SBS, scelto per via delle sue caratteristiche di durabilità e resistenza. Il sistema cromogenico messo a punto, ha visto come precursore il poliisobutilene anidride succinica (PIBSA) il quale è stato funzionalizzato con due molecole cromoforiche derivati del pirene quali l’1-amminometilpirene (AMP) e l’1-amminopirene (AP). Tale sistema intende sfruttare la variazione dell’emissione di fluorescenza legata alla disaggregazione delle unità di pirene dei polimeri sintetizzati, a seguito di stress fisici.
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