Sintesi e caratterizzazione di nanofiller e loro compositi polimerici

Cap.1.Nanocompositi Capitolo 1: Nanocompositi L'utilizzo di filler organici e inorganici all'interno di sistemi polimerici è diventato ormai usuale. I compositi polimerici sono prodotti commercialmente per diverse applicazioni, come attrezzi sportivi, componenti aerospaziali, parti di automobili, etc 1 . I fillers giocano ruoli importanti nel modificare le proprietà dei polimeri creando nuovi materiali dai costi contenuti. La quantità di filler utilizzata per variare considerevolmente le proprietà della matrice è molto bassa, ad esempio in materiali termoplastici si è osservata una drastica riduzione dell'allungamento e conseguente rottura, dopo l'aggiunta di una infinitesima quantità di argille 2 . A loro volta i polimeri permettono al materiale disperso di esprimere le proprie qualità al meglio nello spazio tridimensionale. Durante la formazione del composito è importante che il materiale disperso rimanga in sospensione, mantenendo una certa omogeneità, per garantire continuità al sistema. Le caratteristiche macroscopiche del composito sono direttamente correlate alla sua microstruttura; talvolta durante la sintesi alcuni parametri come la distribuzione del filler o l'interazione di contatto possono essere controllati al fine di ottenere il materiale desiderato. I metodi per la creazione di un materiale composito polimerico sono molti, tra i più frequenti polimerizzazione in situ, dispersione, estrusione, macinazione, scioglimento ed evaporazione 2 : la polimerizzazione in situ permette di disperdere il filler all'interno del monomero in forma liquida prima della polimerizzazione; la dispersione è sicuramente il metodo più veloce ed economico; l'estrusione, quando il polimero e il filler lo permettono, fonde i componenti consentendo una distribuzione omogenea; la macinazione ovvia al problema della solubilità; il scioglimento ed evaporazione ha come limitazione la solubilità del filler, ma risulta un ottimo metodo per la creazione di film sottili… Nella preparazione di compositi un aspetto importante è la stabilizzazione del secondo componente nel primo. Diventa di conseguenza importante nelle loro proprietà il metodo di preparazione utilizzato. In alcuni casi le proprietà chimico-fisiche del secondo componente, si presentano molto differenti dopo la formazione del composito, forse per la singolarità della dispersione o per le interazioni instaurate tra i componenti. Le caratteristiche del materiale composito possono quindi 1 D. W. Hatchett and M. Josowicz Chemical Reviews, 2008, 108, 2, 753 2 Tjong Materials Science and Engineering R 53 2006, 73–197 2