Produzione e caratterizzazione di nanocompositi a matrice poliolefinica per impieghi in agricoltura

Abstract

Obiettivo di questo lavoro di tesi era l’ottimizzazione delle caratteristiche dei nanocompositi a matrice polietilenica al fine di una loro utilizzazione nella produzione di teli da serra. Sono stati perciò preparati, generalmente attraverso miscelazione nel fuso con argille organofile, sia commerciali che sintetizzate in laboratorio, numerose classi di nanocompositi a partire da matrici diverse: polietileni con diversa struttura, polietileni aggraffati con anidride maleica, copolimeri etilene-acido acrilico e copolimeri etilene-vinil acetato. I polietileni, miscelati nel fuso con le argille, danno dei microcompositi, a causa della scarsa affinità polimero/modificante organico; occorre quindi aggiungere dei polietileni funzionalizzati che facilitino l’interazione con l’argilla disperdendola nella matrice polietilenica. I polietileni aggraffati con anidride maleica sono quelli che hanno maggiore affinità con le argille organofile. Infatti, purché il contenuto di argilla sia contenuto entro certi limiti (in genere al di sotto del 10% in peso), essi forniscono nanocompositi completamente esfoliati. Tuttavia, i nanocompositi a base di polietileni prodotti usando questi polimeri come compatibilizzanti hanno mostrato una fragilità troppo elevata per poter essere utilizzati nei teli da serra. I copolimeri etilene-acido acrilico ed etilene-vinilacetato riescono a disperdere bene le argille, soprattutto quelle con il modificante M2HT2 (ione di ammonio quaternario con 2 metili e due catene alchiliche idrogenate), fornendo dei nanocompositi con morfologia mista intercalata-esfoliata, nei quali il grado di intercalazione è indipendente dalla quantità di argilla, dal contenuto di comonomero polare e dalla concentrazione di tensioattivo presente nell’argilla. L’utilizzo di questi polietileni funzionalizzati come compatibilizzanti ha portato a buoni risultati solo quando, come matrice dei nanocompositi, sono stati usati polietileni, come ad es. LDPE, con struttura tale da risultare miscibili con i compatibilizzanti stessi. Sono quindi stati prodotti film nanocompositi per estrusione in bolla utilizzando, come matrici, miscele LDPE/EVA14 in concentrazioni diverse e argille modificate con il tensioattivo M2HT2. Questi film mostrano buone proprietà meccaniche e ottime proprietà ottiche. Tuttavia, lo studio della foto-ossidazione di questi film ha evidenziato la necessità della aggiunta di opportuni agenti stabilizzanti, dal momento che la presenza dell’argilla sembra portare ad una accellerazione di tali processi degradativi