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

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Sistemi polimerici multifasici ad elevata stabilità termica e ad elevata resistenza all’invecchiamento ambientale (PM.P02.001)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • La Commessa ha ottenuto un finanziamento regionale (bando POR misura 3.17) con il progetto \"Cuscinetto respingente a sacca liquida\" (CuRSaL), presentato con le aziende ASTRO srl e SRS ENGINEERING DESIGN srl. E' stata erogata la prima tranche di finanziamento; si attende la seconda ed ultima. La Commessa partecipa al progetto ATENA (capofila Barilla Spa) presentato nell'ambito del programma Made-in-Italy. Si attende l'erogazione della prima tranche di finanziamenti. La Commessa intende partecipare a \"calls\" del programma UE Horizon 2020 con un progetto di ricerca in corso di elaborazione. (literal)
Punti critici
  • Gli obiettivi sono da considerarsi altamente realizzabili sulla base delle competenze presenti, delle esperienze accumulate negli anni precedenti e dei finanziamenti attesi. Come punti critici si possono citare i seguenti: Per gli ibridi a matrice epossidica: a) applicazioni quantitative della spettroscopia bidimensionale di correlazione (2D-COS) all'analisi dei meccanismi di degradazione. b) Determinazione quantitativa dei segnali di fluorescenza mediante misure di spettroscopia Raman confocale. Per le poliimmidi: a) Ultramicrotomia di film sottili. b) misure di spettroscopia FTIR in risoluzione temporale ad altissime temperature (>= 500°C). Per i polimeri di coordinazione (MOFs): a) interpretazione quantitativa degli spettri vibrazionali (IR e Raman); b) misure di assorbimento gas a basse temperature (< 100°C). Le azioni da svolgere riguardano una più stretta collaborazione con i partner industriali nonchè l'ulteriore consolidamento della tradizionale collaborazione con il mondo accademico nazionale e internazionale. E' necessario inoltre reperire unità di personale a tempo determinato e/o inderminato a supporto delle attività in corso, e incentivare la partecipazione della Commessa a progetti nazionali ed europei. (literal)
Attività da svolgere
  • Verranno sviluppate tecniche spettroscopiche innovative basate sia sulla spettroscopia Raman confocale che sulla microspettroscopia FTIR per la valutazione dei profili di degradazione lungo lo spessore. In generale, i processi ossidativi, sia termo- che foto-indotti, dipendono dalla concentrazione di ossigeno nel substrato polimerico e, pertanto, tendono a generare, all'interno del campione degradato, un gradiente di concentrazione delle specie ossidate che ha valori massimi in superficie e decade esponenzialmente verso l'interno. La valutazione quantitativa di tali gradienti è essenziale per una completa caratterizzazione del fenomeno e le tecniche analitiche in grado di fornire questa informazione sono tuttora in uno stadio di sperimentazione. Verranno messi a punto due diversi approcci, entrambi basati su tecniche di microspettroscopia vibrazionale. Il primo sarà basato sulla spettroscopia Raman a campionamento confocale, che, sebbene limitata dalla notevole fluorescenza dei campioni degradati, può consentire di ricavare i profili delle specie ossidate quantificando opportunamente il segnale di fluorescenza. Questo metodo presenta il vantaggio di non richiedere alcuna preparazione del campione. Il secondo approccio sarà basato su misure di microscopia FTIR in modalità trasmissione. In questo caso occorrerà microtomare il campione nel senso dello spessore per poter ottenere sezioni sottili (0.1 - 0.3 micron) campionabili in trasmissione. Tale procedura può potenzialmente disturbare la superficie che s'intende analizzare, specie se molto degradata, ma, d'altra parte, la sensibilità della misura FTIR è considerevolmente superiore al Raman e la rende competitiva nonostante la maggiore criticità preparativa. Per quanto riguarda i sistemi a matrice poliimmidica si estenderanno le indagini in corso sulla sintesi, caratterizzazione e modifica di poliimmidi solubili da impiegare nel settore delle membrane. Verranno messi a punto nuovi metodi per la preparazione di sistemi ibridi poliimmide/silice e poliimmide/POSS. Verrà condotta un'approfondita analisi morfologica di tali sistemi impiegando la microscopia elettronica SEM e TEM. Verranno studiati i processi di annealing a temperature prossime alla Tg per determinare la loro influenza sull'organizzazione strutturale (ove presente) e sulle proprietà ultime (trasporto di massa, proprietà meccaniche e visco-elastiche). Sarà iniziata un'indagine spettroscopica sulla stabilità termo-ossidativa mediante misure FTIR in risoluzione temporale ad elevata temperatura (fino a 700°C). Parallelamente ai dati spettroscopici verrà condotta un'analisi termogravimetrica sia in scansione di temperatura che in modalità isoterma. Si prevede inoltre di iniziare lo studio della stabilità foto-ossidativa di questi sistemi ibridi mediante prove di invecchiamento accelerato in camera climatica. (literal)
Risultati attesi
  • Sintesi, caratterizzazione e modifica di nuove poliimmidi per l'utilizzo nei settori dell'elettronica e delle tecnologie di separazione. Realizzazione e caratterizzazione di sistemi ibridi a matrice poliimmidica con migliorate proprietà di trasporto, di selettività e di stabilità foto- e termo-ossidativa. Approfondimento delle correlazioni tra i parametri strutturali della matrice poliimmidica e le sue proprietà diffusive, visco-elastiche e meccaniche. Interpretazione molecolare dei processi di rilassamento sub-Tg di poliimmidi di sintesi e relativi ibridi mediante analisi dinamico-meccanica. Valutazione della stabilità foto- e termo-ossidativa di poliimmidi e relativi nanocompositi. Sviluppo di metodologie spettroscopiche basate su tecniche di \"imaging\" vibrazionale per l'analisi dei profili di degradazione in campioni epossidici o poliimmidici. Approfondimento dei meccanismi molecolari di stabilizzazione indotti dalla presenza di una fase inorganica a morfologia nanometrica in sistemi ibridi a matrice epossidica o poliimmidica. Sviluppo e caratterizzazione ottica e spettroscopica di substrati SERS (Surface enhanced Raman Scattering) realizzati mediante tecnologie EBL (Electron Beam Lithography, in collaborazione con l'Istituto di Cibernetica, CNR. Possibili utilizzi di tali substrati come biosensori e per l'analisi di contaminanti delle acque e del suolo. Messa a punto di strumenti teorici affidabili per l'analisi della termodinamica di assorbimento di sostanze a basso peso molecolare in polimeri allo stato vetroso, e in sistemi ibridi del tipo dei polimeri di coordinazione, che tengano conto anche di possibili interazioni specifiche polimero-penetrante. Caratterizzazione della termodinamica di assorbimento di gas a vari pesi molecolari in PPO semicristallini e in polimeri di coordinazione completamente cristallini per scopi di separazione ed adsorbimento. 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 e in sistemi ibridi nanoporosi. (literal)
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