Sintesi, modifica e caratterizzazione di polimeri da fonti rinnovabili
Synthesis, modification and characterization of polymers from renewable resources
Creators: name: Cruciani, Letizia <1983>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2013
Subjects: ING-IND/22 Scienza e tecnologia dei materiali

description: Gli argomenti trattati all’interno di questa tesi di dottorato riguardano la sintesi e la modifica di polimeri ottenuti a partire da fonti rinnovabili.

L’acido polilattico (PLA) è stato modificato per ottenere film estensibili per uso alimentare. La scelta del materiale si è basata sull’analisi del suo ciclo di vita e perché è riconosciuto come sicuro per l’utilizzo nel campo alimentare. Le formulazioni testate, a base di PLA, sono state preparate con l’aggiunta di una serie di additivi utilizzati per migliorare le proprietà meccaniche del materiale. La lavorazione è stata eseguita mediante estrusione, ottenendo dei pellet a composizione omogenea successivamente lavorati nell’estrusore a bolla, modalità industriale di produzione dei film estensibili.

È stata poi effettuata la sintesi diretta di nuovi poliesteri insaturi a base di dimetil succinato e 1,6-esandiolo. L’insaturazione della catena è stata ottenuta mediante l’uso, durante la sintesi, di derivati dell’olio di ricino, l’acido ricinoleico e il suo derivato insaturo metil undecenoato. Un’altra molecola insatura utilizzata è stata il citronellolo, scelto tra i terpeni.
I polimeri così ottenuti sono stati modificati tramite reazioni radicaliche indotte con radiazioni UV utilizzando sostanze antibatteriche (sale 3-esadecil-1-vinilimidazolo bromuro) al fine di ottenere materiali con attività biocida a lungo termine e senza rilascio.

Si è proceduto inoltre alla polimerizzazione reversibile di monomeri furanici con oli vegetali utilizzando una strategia di tipo double click. Si è partiti dalla sintesi di monomeri derivanti da oli vegetali contenenti eterocicli furanici attaccati mediante addizione tiol-enica (prima reazione click chemistry) e si è proseguito con la loro successiva polimerizzazione attraverso una reazione di tipo Diels-Alder con molecole con gruppi maleimmidici (seconda reazione click chemistry). I polimeri così ottenuti sono materiali potenzialmente auto-riparanti, grazie alla possibilità di spostare l’equilibrio verso i prodotti o i reagenti semplicemente variando le condizioni di temperatura.
description: The topics covered in this thesis concern the synthesis and modification of polymers produced from renewable resources.

The poly(lactic acid) (PLA) has been modified with the addition of several additives to improve its mechanical properties and to get stretched films for food applications. The choice of the material was based on the analysis of its LCA, and because its safety is recognized by the Food and Drug Administration. The formulations tested were processed by extrusion in order to obtain homogeneous pellets and then they were processed by bubble extrusion to get stretched film.

New unsatured polyesters, based on dimethyl succinate and 1,6-hexanediol, were synthesized. The unsaturation was achieved by adding during the synthesis castor oil derivatives such as ricinoleic acid and methyl undecenoate. Another unsaturated molecule used was citronellol, selected from terpenes.
The polymers thus obtained were modified via radical reactions induced by UV radiation using antibacterial substances (3-hexadecyl-1-vinylimidazolium bromide) in order to obtain materials with long term biocidal activity and without release.

Monomers based on plant oil derivatives bearing furan heterocycles appended through thiol-ene click chemistry were prepared and, subsequently, polymerized via a second type of click reaction, the Diels-Alder polycondensation between furan and maleimide complementary moieties. The application of the retro-DA reaction to these polymers confirmed their thermoreversible character, the clean-cut return to their respective starting monomers. This original feature opens the way to original macromolecular materials with interesting applications, like mendability and recyclability.