NANOCOMPOSITI POLIMERO/SILICATO LAMELLARE

1. Professore: Antonio Licciulli Studente: Fania Palano Università degli studi di Lecce Corso di laurea in Ingegneria dei Materiali Corso di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici NANOCOMPOSITI POLIMERO/SILICATO LAMELLARE

2. Definizione nanocompositi I nanocompositi sono una nuova classe di materiali caratterizzati da una dispersione delle fasi ultrafine, tipicamente dell’ordine di pochi nanometri. In virtù di questa dispersione, essi possiedono proprietà uniche non condivise dai convenzionali compositi o microcompositi, offrendo nuove opportunità tecnologiche ed economiche

3. Nanoparticelle isodimensionali Nanotubi (whiskers) Nanolamine aumentano le interazioni rinforzo/matrice Dimensioni del rinforzo

4. Nanocompositi polimero/silicato lamellare • Matrice: polimero (es. nylon 6) • Rinforzo: silicato lamellare (es.montmarillonite)

5. Silicati lamellari • I silicati lamellari comunemente usati nei nanocompositi appartengono alla famiglia strutturale dei fillosilicati. Le lamine si organizzano a formare pile con una galleria al centro detta interstrato.I cristalli lamellari sono caratterizzati dalla presenza all’interno dell’interstrato di ioni e molecole di acqua legati da legami di tipo ione-dipolo. La presenza di questi ioni è dovuta al fatto che le lamine dell’argilla non sono neutre, ma presentano delle cariche residue generate dalla sostituzione isomorfa degli atomi costituenti il cristallo , che sono compensate dagli ioni intercalati.

6. Montmarillonite

7. Argille modificate Le lamine della montmarillonite presentano una carica negativa e quindi attraggono ioni positivi. I cationi sono debolmente legati alla superficie dell’argilla e quindi possono essere sostituiti da cationi di piccole molecole

8. Compositi polimero/silicato lamellare

9. Morfologia dei nanocompositi • struttura intercalata • struttura delaminata

10. Nanocomposito nylon 6/montmarillonite

11. XRD TEM DSC Identifica le strutture intercalate mediante lo spostamento del picco di diffrazione Identifica le strutture delaminate mediante l’analisi di un campione rappresentativo del materiale Identifica le strutture intercalate mediante l’aumento della temperatura di transizione vetrosa Tecniche di caratterizzazione dei nanocompositi

12. XRD Legge di Bragg  =2d sin

13. Micrografie TEM

14. Preparazione del nanocomposito • Intercalazione-esfoliazione da soluzione • Polimerizzazione intercalativa in situ • Intercalazione- esfoliazione da fuso • Intercalazione diretta per sintesi

15. Proprietà del nanocomposito nylon 6/montmarilonite

16. Proprietà dei nanocompositi • Aumento della resistenza a trazione • Aumento del modulo elastico • Riduzione del coefficiente di espansione termica • Riduzione della permeabilità • Resistenza ai solventi • Resistenza alla fiamma

17. Modulo elastico

18. Tenacità

19. Calorimetro a cono

20. Resistenza alla fiamma • Diminuzione della velocità di rilascio di calore • Diminuzione della temperatura d’innesco dell’incendio • Formazione del char • Ridotta produzione di CO e fuliggine • Bassa permeabilità

21. Settori di applicazione dei nanocompositi • Automobilistico • Alimentare • Elettronico • Medico • Protezione ambientale

22. Cinghia di trasmissione

23. Pellicole per confezionamento