ciò vale anche quando tali polietileni funzionalizzati sono utilizzati come compatibilizzanti.

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4 CONCLUSIONI

Nel presente lavoro di tesi sono stati studiati un certo numero di nanocompositi a matrice polietilenica, compatibilizzati da polietileni aggraffati con anidride maleica, copolimeri etilene-acido acrilico a struttura lineare o ramificata e copolimeri etilene- vinilacetato; le nanocariche utilizzate sono argille lamellari organicamente modificate, sia commerciali che sintetizzate in laboratorio.

Il primo obiettivo di questa tesi riguardava uno studio dettagliato della struttura e della morfologia dei nanocompositi preparati con i diversi polietileni funzionalizzati a nostra disposizione al fine di ottenere indicazioni circa le prospettive di un loro impiego come compatibilizzanti per la produzione di nanocompositi a matrice polietilenica. I risultati ottenuti dalle analisi WAXD, TEM, POM e SEM hanno mostrato che:

- i polietileni funzionalizzati con anidride maleica danno nanocompositi con morfologie prevalentemente esfoliate, la completa esfoliazione però si ha soltanto se il rapporto in peso polimero/argilla è uguale o superiore a 10;

ciò vale anche quando tali polietileni funzionalizzati sono utilizzati come compatibilizzanti.

- I copolimeri etilene-acido acrilico danno invece nanocompositi con una struttura mista intercalata-esfoliata, il grado di intercalazione rimane lo stesso indipendentemente dalla quantità di argilla utilizzata e dalla quantità di tensioattivo presente negli spazi interlamellari, per le argille scambiate con M2HT2; anche i risultati riportati per questo tipo di argille evidenziano che la dispersione migliora con il contenuto di modificante organico. Stessi risultati sono stati ottenuti quando i copolimeri a struttura ramificata sono stati utilizzati come compatibilizzanti per nanocompositi a base di LDPE.

- I copolimeri etilene-vinil acetato danno nanocompositi che mostrano la stessa morfologia dei copolimeri etilene-acido acrilico con struttura ramificata; questa somiglianza di comportamento può essere attribuita sia alla stessa struttura, sia all’alto contenuto di gruppi funzionali che entrambi i tipi di copolimeri hanno.

Il secondo obiettivo riguardava lo studio delle relazioni proprietà struttura dei nanocompositi preparati, con particolare riferimento alla dipendenza della morfologia dal tipo di modificante organico dell’argilla e dalla struttura della matrice polietilenica. I risultati evidenziano che:

- per tutti i tipi di polimeri utilizzati le argille commerciali modificate con il tensioattivo M2HT2 sono quelle che permettono di ottenere il miglior livello di dispersione e nel caso dei copolimeri etilene-acido acrilico la dispersione dell’argilla aumenta all’aumentare della percentuale di modificante organico usato.

- il polietilene ad alta densità con acido acrilico aggraffato HDAA mostra un

comportamento simile a quello dei copolimeri ramificati, in quanto dà

nanocompositi intercalati con lo stesso grado di intercalazione

indipendente dal contenuto di argilla e di tensioattivo. Però i

diffrattogrammi ai raggi X mostrano che questi compositi hanno una

periodicità media più piccola rispetto a quella dei corrispondenti materiali a

base di EAA. Questo può essere attribuito al minor ingombro laterale delle

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catene lineari di HDAA, che causa un’espansione minore dei pacchetti di silicato lamellare.

- gli studi sulla miscibilità condotti al DSC, talvolta supportati dalle micrografie POM hanno evidenziato che, quando i nanocompositi a matrice polietilenica sono preparati per miscelazione nel fuso di un polietilene e un compatibilizzante entrambi con struttura lineare, si ottengono delle fasi omogenee nelle quali l’argilla è ben dispersa. Ciò indica che in questi casi anche il polietilene lineare non funzionalizzato riesce ad interagire con l’argilla. Quando invece la miscibilità è scarsa, come ad esempio per un polimero lineare e l’altro ramificato, si hanno due fasi distinte e l’argilla rimane segregata nei domini del compatibilizzante.

Il terzo obiettivo era quello di fare uno studio della dipendenza della struttura e della morfologia dei nanocompositi dalle tecniche di preparazione utilizzate, allo scopo di ottenere indicazioni per una ottimizzazione di queste ultime. È stato preparato, per miscelazione nel fuso, il nanocomposito EAA1/15A 100/5 con tempi diversi di miscelazione (5, 10 e 45 min). Utilizzando la microscopia POM, è stato messo in evidenza che, lavorando per un tempo di 5 min, rimangono presenti alcuni agglomerati di argilla di dimensioni fino a 50 µm e tattoidi più piccoli di alcuni micron. Se il composito viene lavorato per 10 min o per 45 min, questi aggregati scompaiono completamente. Questo significa che i tempi utilizzati per la preparazione delle miscele nel fuso sono sufficienti per raggiungere la morfologia finale. Tuttavia, in tutti i casi, la morfologia messa in evidenza attraverso l’analisi WAXD risultava praticamente la stessa.

L’ultimo obiettivo riguardava la definizione del processo di produzione di film nanocompositi a matrice polietilenica con caratteristiche tali da poter essere utilizzati come teli da serra. Gli studi sulle proprietà reologiche e meccaniche dei compatibilizzanti studiati hanno portato a scartare l’utilizzo dei polietileni funzionalizzati con anidride maleica, in quanto sono troppo rigidi e fragili. Presso l’Università di Palermo sono stati quindi prodotti e caratterizzati film nanocompositi a base di LDPE e EVA in diverse percentuali (100/0, 75/25, 25/75, 0/100) e due argille commerciali 15A e 72T contenenti lo stesso tipo di tensioattivo (M2HT2) in quantità diversa. Il processo di produzione del film prevede due stadi:

1- preparazione del nanocomposito per miscelazione nel fuso in estrusore 2- produzione del film nanocomposito per soffiaggio in bolla.

Le caratterizzazioni meccaniche mostrano che i film nanocompositi preparati hanno in generale proprietà meccaniche con un buon compromesso tra rigidità e flessibilità.

Per quanto attiene alle proprietà ottiche queste risultano notevolmente migliorate dalla presenza dell’argilla, sia nel campo degli UV che nel campo degli IR.

La fotoossidazione è invece accelerata dalla presenza dell’argilla, questo porta alla

conclusione che occorre aggiungere al nanocomposito opportuni stabilizzanti, che

annullino l’effetto del silicato lamellare, per utilizzarlo nella produzione di teli da

serra.