Preparazione e caratterizzazione di vetrimeri e nanocompositi vetrimerici mediante trasformazione reattiva = Preparation and characterization of vitrimers and vitrimer nanocomposites by reactive transformation

La presente tesi approfondisce la ricerca nell’ambito dei materiali vetrimerici con l’obiettivo di produrli mediante miscelazione dal fuso in sostituzione alla produzione via solvente impiegata per la realizzazione dei primi materiali vetrimerici. In questo modo è possibile impiegare un metodo di produzione già consolidato come l’estrusione reattiva, poiché attualmente impiegato per la produzione dei materiali polimerici convenzionali, sostenibile economicamente e da un punto di vista ambientale considerando che consente di accorciare le tempistiche di produzione e di eliminare il problema associato allo smaltimento dei solventi. I materiali oggetto di questa tesi appartengono a due classi di vetrimeri poliolefinici: i primi a base di polietilene, precedentemente funzionalizzati con gruppi idrossilici pendenti e successivamente reticolati con bis-trialcossi silani, i secondi a base di un polimero fenossidico previa funzionalizzazione con gruppi acetilacetonato e successiva reticolazione con diammine. La reticolazione dinamica ha trasformato il polimero di partenza in un vetrimero con una viscosità che aumenta all’aumentare del contenuto di reticolante come dimostrato dalle prove termomeccaniche e reologiche. Per i vetrimeri a base polietilene, all’aumentare del contenuto di reticolante la produzione in estrusore è diventata più difficoltosa pertanto sono state escluse le formulazioni vetrimeriche a più alto contenuto di reticolante. Come dimostrato dalle prove reologiche e di gel fraction, il vetrimero fenossidico al più alto contenuto di reticolante estruso prodotto in questa tesi ha mostrato una reticolazione superiore rispetto a quello prodotto via solvente confermando che mediante il processo di estrusione reattiva è possibile ottenere un grado di reticolazione superiore. Mediante l’impiego di un distaccante in camera di estrusione è stato possibile ampliare la processabilità di questi vetrimeri fenossidici altrimenti problematici da lavorare in estrusore. In questo lavoro viene anche esplorata la possibilità di produrre nanocompositi vetrimerici utilizzando come agente di rinforzo una nanoargilla, la sepiolite, attualmente non ancora investigata in questo settore, sia mediante estrusione reattiva che attraverso una tecnica innovativa denominata Press and Fold, impiegata per la produzione di nanocompositi convenzionali, al fine di valutare la variazione della distribuzione e dispersione della carica e di conseguenza delle proprietà meccaniche passando dall’estrusore al Press and Fold. Mediante la tecnica di Press and Fold è stato possibile realizzare in questo lavoro anche nanocompositi con un contenuto di carica elevato, difficilmente realizzabili con un mini-estrusore, fino al 50% in peso di carica. Considerando che lo smaltimento delle materie plastiche non riciclabili è una problematica attuale, i vetrimeri in oggetto sono stati sottoposti ad uno studio di riciclabilità mediante 3 cicli successivi di stampaggio ottenendo dei promettenti risultati in termini di prestazioni meccaniche.