Descrizione della commessa "Sistemi polimerici multifasici ad elevata stabilità termica e ad elevata resistenza all’invecchiamento ambientale (PM.P02.001)"

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  • Descrizione della commessa "Sistemi polimerici multifasici ad elevata stabilità termica e ad elevata resistenza all’invecchiamento ambientale (PM.P02.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I materiali realizzati si inquadrano in settori tecnologici con forte impatto sulla collettività, come l'energia, il controllo dell'inquinamento ambientale, l'elettronica per uso domestico o industriale, i trasporti. (literal)
Strumentazione
  • Analisi Termica ·Calorimetri differenziali a scansione Mettler e Perkin-Elmer; ·Apparecchiature per analisi termogravimetrica Mettler e Perkin-Elmer Spettroscopia Molecolare ·Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer mod. System 2000 con microscopio IR mod. Autoimage ·Spettrometro FTIR, Perkin-Elmer mod. Spectrum GX ·Spettrometro FT-Raman Nicolet Nexus 670 .Spettrometro Raman confocale Jobin-Yvon, Mod. Labram-Aramis Microscopia elettronica ·Microscopio elettronico a scansione Philips Xl20 ·Sistema di evaporazione Balzers mod 020 Proprietà meccaniche ·Dinamometro Instron mod. 4505 (carico massimo 100 kN) ·Dinamometro Instron mod. 5564 (carico massimo 1.0 kN) ·Dinamometro Instron mod. 1122 (carico massimo 5.0 kN) ·Pendolo strumentato di frattura tipo Charpy (energia massima 25 J). ·Pendolo strumentato di frattura tipo Charpy (energia massima 50 J) ·Analizzatori dinamico-meccanici (DMTA) mod. Pyris Diamond Perkin-Elmer .Ultramicrobilance operanti in atmosfera controllata con gas e vapori puri o in miscela. .Dilatometro per misure PVT ad alte pressioni su fusi polimerici. .Permeabilimetri per gas, vapori e loro miscele, operanti nel range 0 -150 °C e 0 – 30 atm. (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività della Commessa è strutturata in due moduli: Modulo 1. Stabilità termo- e foto-ossidativa di sistemi polimerici multifasici. Verte sulla realizzazione e lo studio di sistemi polimerici a matrice poliimmidica, epossidica e bismaleimmidica con migliorate caratterisctiche prestazionali, con particolare riferimento alla stabilità termo- e foto-ossidativa. Modulo 2. Stabilità di sistemi polimerici multifasici all'azione di sostanze a basso peso molecolare (umidità, gas in pressione e solventi organici). Verte sullo studio e la modellazione della stabilità di materiali funzionali per le tecnologie innovative all'azione di sostanze a basso peso molecolare. In particolare, l'attività è focalizzata sull'analisi dei meccanismi che determinano la stabilità di sistemi polimerici vetrosi. Sono attive due linee di ricerca riguardanti a) la modellazione della termodinamica e delle proprietà di trasporto di massa delle miscele polimero/penetrante per il caso di polimeri allo stato gommoso e vetroso e b) lo sviluppo di metodologie sperimentali innovative di caratterizzazione della termodinamica e cinetica di assorbimento mediante spettroscopia FTIR e Raman. (literal)
Competenze
  • . Sintesi e funzionalizzazione di poliimmidi. . Progettazione, realizzazione e caratterizzazione di materiali ibridi a matrice poliimmidica con morfologia micrometrica o nanometrica mediante tecniche sol-gel. . Relazioni proprietà struttura di sistemi polimerici con enfasi sulla termodinamica di soluzioni polimeriche e sul trasporto di massa in sistemi polimero - penetrante. . Durabilità di sistemi polimerici e loro compositi, membrane per separazione, membrane polielettrolitiche per celle a combustibile, rilascio controllato di farmaci, sensori polimerici, polimeri per food packaging. . Preparazione di nanocompositi a matrice epossidica mediante miscelazione reattiva. . Tecniche preparative per film ultrasottili (spin-coating). . Caratterizzazione molecolare mediante spettroscopia FTIR, FT-NIR, Raman ed NMR stato solido. . Caratterizzazione strutturale con metodi diffrattometrici ai raggi X (WAXS, SAXS). . Analisi termica mediante DSC, DSC modulato, TGA. . Microscopia elettronica a scansione (SEM) e a trasmissione (TEM). . Proprietà meccaniche, mec (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I potenziali impieghi dei prodotti della ricerca riguardano i seguenti settori 1.Membrane 2.Aeronautica, aerospazio 3.Industria automobilistica 4.Microelettronica e optoelettronica 5.Energia 6.Adesivi, coatings (literal)
Tecnologie
  • In collaborazione con i gruppi di ricerca dei Proff. V. Barone e O. Crescenzi verranno impiegati metodi di modellistica molecolare per lo studio dei processi diffusivi e per l'approfondimento interpretativo delle varie tecniche spettroscopiche di più largo impiego(spettroscopia vibrazionale e dinamico-meccanica). Modelli termodinamici delle miscele polimero/penetrante e delle relative proprietà di trasporto. In collaborazione con l'Università di Trieste verranno impiegate metodologie di modellazione basate sulla dinamica molecolare per lo studio e la previsione dei fenomeni di trasporto di massa. (literal)
Obiettivi
  • . Progettazione, sintesi e caratterizzazione di poliimidi per l'utilizzo nel campo delle membrane di separazione delle miscele gassose. .Realizzazione di nanocompositi poliimmide/silice e poliimmide/biossido di Titanio mediante la tecnologia sol-gel, per impieghi nel settore delle membrane di separazione e nella microelettronica . Modifica delle poliimmidi sintetizzate mediante opportuni additivi inorganici della classe dei POSS e degli amminosilani funzionalizzati da impiegare come compatibilizzanti in sistemi ibridi Poliimmide/silice. . Realizzazione e caratterizzazione di nanocompositi a matrice epossidica con elevata stabilità foto- e termo-ossidativa e migliorate proprietà meccaniche per applicazioni nel settore aeronautico e degli adesivi. . Messa a punto di strumenti teorici affidabili per l'analisi della termodinamica di assorbimento di sistemi polimero-penetrante. . Messa a punto di procedure teorico/sperimentali basate su tecniche spettroscopiche FTIR e Raman per lo studio dell'assorbimento e separazione di miscele di sostanze a basso peso molecolare in polimeri. (literal)
Stato dell'arte
  • La commessa prende le mosse da un scenario dinamico in cui i materiali polimerici, sempre più pervasivi in tutti i settori di applicazione, evolvono rapidamente da opzioni 'cost-effective', a sistemi in grado di rispondere alle più sofisticate esigenze tecnologiche. Infatti le nuove tecnologie che emergono costantemente richiedono materiali funzionali con caratteristiche altamente specifiche. In questi settori ad elevato impatto applicativo la sfida è di riuscire a produrre nuovi polimeri o a modificarne di già esistenti per ottenere le prestazioni desiderate. Esempi significativi di settori tecnologici avanzati in cui la Commessa si inserisce sono: le tecnologie di separazione (poliimmidi e poliimmidi modificate), i materiali polimerici per la microelettronica e l'opto-elettronica (poliimmidi e relativi ibridi, nanocompositi polimero/metallo), i compositi per l'aeronautica e l'aerospazio (ibridi a matrice epossidica, poliimmidica e bismaleimmidica), gli adesivi e i coatings per il confinamento di rifiuti tossici e per la protezione e il consolidamento di Beni Culturali (epossidiche e relativi nanocompositi). (literal)
Tecniche di indagine
  • Le correlazioni struttura-proprietà sono studiate mediante tecniche di caratterizzazione molecolare, analisi morfologica, indagine strutturale, analisi termica e termogravimetrica, analisi delle proprietà meccaniche e dinamico-meccaniche e studio delle proprietà antimicrobiche, di trasporto e di barriera a gas e vapori. Tecniche spettroscopiche avanzate, come la risonanza magnetica nucleare allo stato solido (CP-MAS) e il Raman confocale con le relative tecniche di imaging, vengono impiegate per lo studio delle interfacce in sistemi a morfologia nanometrica e per l'analisi di sistemi polimerici multifasici. (literal)
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