Peculiarities in the structure - properties relationship of epoxy-silica hybrids with highly organic siloxane domains

Epoxy-silica hybrids were produced from a diglycidyl ether of bisphenol-A resin using Jeffamine 230 hardener with a two-step in situ generation of siloxane domains. The siloxane component was obtained by hydrolysis and condensation of a mixture of γ-glycidoxypropyl-trimethoxysilane and tetraethoxysilane, which was added to the epoxy resin after removal of the formed alcohols and water. The morphological structure of the hybrids was examined by TEM, SAXS and WAXS analysis, and confirmation of the identified co-continuity of the constitutive phases for nominal silica contents greater than 18%wt was obtained by TGA and DMA analysis. While the loss modulus was found to increase monotonically over the entire range of siloxane content, the glass transition temperature exhibited a stepwise increase upon reaching the conditions for phase co-continuity. Molecular dynamics simulations were used to produce model structures for silsequioxanes cage-like structures, as main constituents of the siloxane phase. The predicted interdomain distance between the silsequioxane structures was in agreement with the SAXS experimental data

Hybrid Graphenene Oxide/Cellulose Nanofillers to Enhance Mechanical and Barrier Properties of Chitosan-Based Composites

Chitosan-based hybrid nanocomposites, containing cellulose nanocrystals (CNCs), graphene oxide (GO), and borate as crosslinking agents, were successfully prepared by solution-casting technique. The synergistic effect of the two fillers, and the role of the cross-linker, in enhancing the structural and functional properties of the chitosan polymer, was investigated. XPS results confirm the chemical interaction between borate ions and hydroxyl groups of chitosan, GO, and CNCs. The morphological characterization shows that the GO sheets are oriented along the casting surface, whereas the CNC particles are homogenously distributed in the sample. Results of tensile tests reveal that the presence of graphene oxide enhances the elastic modulus, tensile strength, elongation at break, and toughness of chitosan, while cellulose and borate induce an increase in the elastic modulus and stress at the yield point. In particular, the borate-crosslinked chitosan-based sample containing 0.5 wt% of GO and 0.5 wt% of CNCs shows an elongation at a break value of 30.2% and a toughness value of 988 J*m−3 which are improved by 124% and 216%, respectively, compared with the pristine chitosan. Moreover, the water permeability results show that the presence of graphene oxide slightly increases the water barrier properties, whereas the borate and cellulose nanocrystals significantly reduce the water vapor permeability of the polymer by about 50%. Thus, by modulating the content of the two reinforcing fillers, it is possible to obtain chitosan-based nanocomposites with enhanced mechanical and water barrier properties which can be potentially used in various applications such as food and electronic packaging

Peculiarities in the structure - Properties relationship of epoxy-silica hybrids with highly organic siloxane domains

7siEpoxy-silica hybrids were produced from a diglycidyl ether of bisphenol-A resin using Jeffamine 230 hardener with a two-step in situ generation of siloxane domains. The siloxane component was obtained by hydrolysis and condensation of a mixture of gamma-glycidoxypropyl-trimethoxysilane and tetraethoxysilane, which was added to the epoxy resin after removal of the formed alcohols and water. The morphological structure of the hybrids was examined by TEM, SAXS and WAXS analysis, and confirmation of the identified co-continuity of the constitutive phases for nominal silica contents greater than 18%wt was obtained by TGA and DMA analysis. While the loss modulus was found to increase monotonically over the entire range of siloxane content, the glass transition temperature exhibited a stepwise increase upon reaching the conditions for phase co-continuity. Molecular dynamics simulations were used to produce model structures for silsequioxanes cage-like structures, as main constituents of the siloxane phase. The predicted interdomain distance between the silsequioxane structures was in agreement with the SAXS experimental data.partially_openembargoed_20170331Piscitelli, F.; Buonocore, G.G.; Lavorgna, M.; Verdolotti, L.; Pricl, S.; Gentile, G.; Mascia, L.Piscitelli, F.; Buonocore, G. G.; Lavorgna, M.; Verdolotti, L.; Pricl, Sabrina; Gentile, G.; Mascia, L

STABILIZZAZIONE DELLA SCORIA DI SECONDA FUSIONE DEL PIOMBO: RECUPERO ED INERTIZZAZIONE

In questo lavoro sono state prese in considerazione scorie di seconda fusione del piombo di recupero da batterie per autotrazione esauste. Il rifiuto è pericoloso (CER 10.04.01) e viene prodotto in Italia in quantità pari a 10000 ton/anno. La sperimentazione è stata orientata verso la stabilizzazione per mezzo di matrici cementizie con il duplice scopo di ottenere manufatti riutilizzabili nel settore dei materiali da costruzione con un contenuto massimo di scoria del 30% in peso, nonché prodotti adatti ad un più sicuro smaltimento in discarica con un contenuto di scoria nettamente superiore fino all’85%. I risultati hanno evidenziato che nel primo caso i prodotti hanno proprietà tecnologiche, comportamento al rilascio e caratteristiche di ecotossicità adeguate per il reimpiego previsto. Nel secondo caso è stato dimostrato che, l’incorporazione della scoria in misura pari all’85% nei prodotti stabilizzati, consente uno smaltimento in discarica in piena sicurezza a patto di ottimizzare opportunamente la composizione della matrice legante

Tecnologia innovativa per la riqualificazione edilizia: scenari progettuali per l???impiego di un materiale ibrido poliuretano cemento "Hypucem"

Nell???ambito del dibattito culturale di respiro internazionale avente ad oggetto il tema dell???innovazione tecnologica in chiave sostenibile, costituisce obiettivo prioritario l???innesco di processi di ricomposizione ecologica del capitale manufatto e naturale. La cultura del recupero edilizio e ambientale è chiamata oggi a confrontarsi con le istanze di sviluppo sostenibile dettate dalla consapevolezza della fragilità ecosistemica di contesti insediativi particolarmente stressati, quali quelli urbani, in cui assume un ruolo cruciale il patrimonio costruito esistente, caratterizzato da elevati indici di emissività inquinanti e di consumi energetici. Sviluppata in seno all???attuale politica programmatica comunitaria la promozione di tecnologie ecoinnovative per il settore edilizio è acquisita quale principio guida dello studio, finalizzata alla prefigurazione di soluzioni compatibili e abilitanti per l'energia e l'ambiente in grado di proporsi quali occasioni di riqualificazione per l'edificato. Il contributo intende riferirsi all'attività di ricerca, condotta secondo una modalità pluridisciplinare, finalizzata ad individuare le potenzialità di impiego per il costruito di un materiale innovativo ibrido poliuretano-cemento, ???Hypucem??? brevettato dal gruppo di ricerca del CNR/IMCB e dell???Università Federico II di Napoli [1]. Tale ibrido evidenzia molti vantaggi dovuti al contributo sinergico delle diverse fasi presenti: polimero poliuretanico, cemento, gas e vapori di espansione (CO2 e acqua). La fase cementizia rende l???ibrido traspirante al vapore acqueo, resistente al fuoco (anche in assenza di ritardanti di fiamma), aderente verso i materiali lapidei (intonaci, malte) e proprietà meccaniche paragonabili ai convenzionali calcestruzzi alleggeriti. Le fasi poliuretano e gas, invece, contribuiscono a rendere l???ibrido isolante termico, isolante termo-acustico nonché conferiscono proprietà di leggerezza, dovuto alla bassa densità, come quelle dei pannelli espansi (polistirene-EPS, poliuretano-PUR e calcestruzzi cellulari) e di facile processabilità