Sommario
1. Introduzione
61.1 Il problema del biofouling marino 6
1.2 Il processo biovegetativo 7 1.3 Come affrontare il problema del biofouling 8 1.4 Rivestimenti antivegetativi 9
1.4.1 Rivestimenti antivegetativi a base di biocidi 9 1.4.2 Rivestimenti non tossici 11
1.4.2.1 Superfici micro/nano strutturate 11
1.4.2.2 Superfici Fouling- release 12
1.5 Proprietà delle vernici fouling-release 13
1.5.1 Tensione superficiale e modulo elastico 13
1.5.1.1 Relazione fra angolo di contatto ed energia superficiale 14
1.5.2 Struttura chimica 19
1.5.2.1 Proprietà dei polimeri siliconici 19
1.5.2.2 Proprietà dei polimeri fluorurati 20
1.5.2.3 Caratteristiche dei polimeri ossietilenici 21
1.5.3 Rivestimenti anfifilici micro/nano-strutturati 22
1.6 Fotopolimerizzazione 24
1.6.1 Meccanismo 25
2. Scopo della tesi
283. Risultati e discussione
313.1 Monomeri e omopolimeri 31
3.2 Preparazione dei film polimerici 33
3.3 Caratterizzazione termica 45
3.3.1 Analisi TGA 45
3.3.2 Analisi DSC 47
3.4 Analisi dinamico-meccanica delle miscele polimeriche 51
3.5 Proprietà di bagnabilità 56
3.5.1 Angoli di contatto e tensione superficiale dei film polimerici 56
3.5.2 Angoli di contatto e tensione superficiale dei film polimerici dopo immersione 60
II
3.6 Analisi chimica della superficie 65
3.7 Studio delle prestazioni biologiche 75
3.7.1 Studio eco tossicologico 75
3.7.1.1 Saggio di tossicità con Vibrio fischeri 75
3.7.1.2 Saggio di tossicità con Dunaliella tertiolecta 76
3.7.1.3 Saggio di tossicità acuta e cronica con Artemia salina 77
3.7.2 Studio di adesione e distacco di diversi organismi marini 78
3.7.2.1 Rimozione della micro-alga Navicula salinicola 78
3.7.2.2 Adesione e rimozione del serpulide F. enigmaticus 80
4. Conclusioni
835. Parte sperimentale
865.1 Solventi e reagenti commerciali 86
5.1.1 Acido solforico 86
5.1.2 Perossido di Idrogeno 86
5.1.3 Benzoin etil etere 86
5.1.4 2-Idrossi-2metilpropiofenone 86
5.1.5 Diclorometano 86
5.1.6 Etil acetato 86
5.1.7 α,α,α-Trifluorotoluene (TFT) 86
5.1.8 Dietilenglicol dimetil etere (diglima) 86
5.1.9 α,α’ Azo-bis(isobutirronitrile) (AIBN) 86
5.1.10 3-(Metacrilossipropil) trimetossisilano 86
5.1.11 Copolimero (metacrilossipropil metil silossano)–dimetil silossano (S) 5.1.12 Polietilengliocol metiletere metacrilato 87
5.1.13 2-(Perfluoroesil)etil acrilato (F) 87
5.2 Preparazione dell’omopolimero p(F) 87
5.3 Preparazione dell’omopolimero p(P3) 88
5.4 Preparazione dei film polimerici 88
5.4.1 Film depositati su vetro 88
5.4.2 Film “free-standing” 90
5.5 Caratterizzazione dei prodotti 91
5.5.1 Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) 91
5.5.2 Spettroscopia di assorbimento infrarosso (FT-IR) 91
5.5.3 Cromatografia di permeazione su gelo (GPC) 91
5.5.4 Analisi termogravimetrica (TGA) 91
III
5.5.6 Misure di spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) 93
5.5.7 Misure di angolo di contatto statico 93
5.5.8 Test meccanici (DMTA) 93
5.5.9 Rigonfiamento 94
5.5.10 Irraggiamento UV 94
5.6 Saggi Biologici 94
5.6.1 Saggi di tossicità 94
5.6.2 Saggio di tossicità con Vibrio fischeri 95
5.6.2.1 Campo di applicazione del saggio biologico 95
5.6.2.2 Reagenti e materiali 95
5.6.2.3 Tossici di riferimento 96
5.6.2.4 Procedure 96
5.6.2.5 Strumentazione 98
5.6.3 Saggio di tossicità con la microalga Dunaliella tertiolecta 98
5.6.4 Saggio di tossicità con il crostaceo Artemia salina 99
5.6.4.1 Strumentazione 99
5.6.5 Saggi biologici con diatomee 100
5.6.5.1 Allestimento delle colture algali 100
5.6.5.2 Adesione delle cellule ai rivestimenti 101
5.6.5.3 Valutazione della forza di adesione delle diatomee mediante applicazione del getto d’acqua diretto 102
5.6.6 Saggi biologici con policheti 102
