Sintesi e caratterizzazione di compositi polimetilmetacrilato e nano-TiO2/-ZrO2

Progetto: Research project

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Questo progetto si inserisce nella collaborazione scientifica già avviata tra il gruppo di ricerca di "Sintesi e caratterizzazione di materiali nanostrutturati" del Dipartimetno di Chimica Fisica dell'Università di Palermo (Italia) e la Facoltà di Scienze Naturali dell'University of Free State (Qwaqwa Campus), Sudafrica.La creazione di nuovi materiali è la sfida di questo secolo. I nanomateriali hanno dimostrato diverse, nuove e, talvolta, inaspettate caratteristiche. La preparazione di materiali nanostrutturati polimerici ha spesso permesso di ottenere proprietà migliori rispetto alla matrice pura [1-3]. Il polimetilmetacrilato (PMMA) è un comune polimero plastico che è stato utilizzato commercialmente per molti anni in diversi settori, quali l'oftalmologia, l'ortopedia e il consolidamento di dipinti murali. I difetti principali di questo materiale sono l'invecchiamento nel tempo, la cristallizzazione, la fragilità e la conseguente perdita di trasparenza [4]. Il miglioramento delle proprietà di questo materiale (tra le quali, la stabilizzazione e la resistenza alla rottura) è l'obiettivo di questo progetto. I nanofiller che saranno dispersi nel polimero sono le nanoparticelle di titania (TiO2) e di zirconia (ZrO2). In particolare, esse saranno sintetizzate tramite trattamento meccanico e tramite metodologia sol-gel a partire dagli opportuni precursori organometallici dei rispettivi metalli. I successivi trattamenti termici sui materiali ottenuti permetteranno di modulare la cristallinità delle nanoparticelle e la loro dimensione. La preparazione del composito sarà effettuata tramite il metodo della polimerizzazione in situ. Tale metodo, infatti, garantisce una buona dispersione del filler nel polimero mantenendone le proprietà morfologiche e strutturali.La preparazione dei filler e dei compositi sarà monitorata tramite diffrazione di raggi X, scattering di raggi X a basso angolo, porosimetria a gas, scattering dinamico di luce, spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e microscopia elettronica a trasmissione. Tali analisi verranno effettuate presso i laboratori dell'Università di Palermo.Le proprietà termiche e meccaniche di questi materiali saranno determinate mediante calorimetria a scansione differenziale, analisi termogravimetrica, analisi dinamica termomeccanica, tensile e impact testing, presso i laboratori della Free State University (Qwaqwa Campus), in Sudafrica. L'influenza delle nanoparticelle sul meccanismo di degradazione del PMMA sarà studiata mediante calorimetria a scansione differenziale, analisi termogravimetrica e spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier. Anche quest'ultime caratterizzazioni saranno effettuate nei laboratori della Free State University.Inoltre, le informazioni ottenute sulle dimensioni, sulla polidispersione, sullo stato di aggregazione e sulla struttura cristallina dei filler nei compositi saranno utilizzate per trovare una correlazione tra proprietà strutturali e meccaniche.Riferimenti Bibliografici[1]Guido,K.B. Progr. Polym. Sci. 28 (2003) 83.[2]Pan,L.J. et al. Mater.Lett. 58 (2003) 176.[3]Althues, H. et al. Chem.Soc.Rev. 36 (2007) 1454.[4] Pawde,S. M. and Deshmukh, K. J. Appl. Polym. Sci. 114(4) (2009) 2169.
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/09 → …