Studio di formulazioni a base di cellulosa e suoi derivati per filatura ad umido ed elettrofilatura

Abstract

Il lavoro di tesi si è focalizzato sulla produzione di nanofibre a partire da derivati della cellulosa e sulla loro caratterizzazione morfologica. Le membrane a base di cellulosa sono state prodotte tramite la tecnica di elettrofilatura a partire da soluzioni in acetone: acido acetico 1:3, mediante l’impiego del polietilenossido (PEO) come agente di co-filatura. Inizialmente, è stato affrontato lo studio delle caratteristiche e delle proprietà della cellulosa e dei suoi derivati, mediante tecniche di caratterizzazione quali l’analisi termogravimetrica (TGA), la calorimetria differenziale a scansione (DSC), la spettroscopia ad infrarossi (IR) e la diffrazione a raggi X (XRD). Successivamente, sono stati effettuati dei test di solubilità dei campioni in diverse soluzioni. A seguire, è stato effettuato lo studio reologico delle soluzioni a base di cellulosa e dei suoi derivati per identificare le viscosità ottimali delle soluzioni per il processo di elettrofilatura. Quindi le membrane ottenute dall’elettrofilatura sono state caratterizzate tramite la tecnica di spettroscopia ad infrarossi e l’analisi termogravimetrica, per investigare l’eventuale influenza del PEO sulle proprietà della membrana ottenuta ed infine, con la microscopia elettronica a scansione (SEM), è stato possibile studiarne la morfologia e la struttura.

This work focused on the production of nanofibers from cellulose derivatives and on their morphological characterization. Cellulose-based membranes were produced by electrospinning from acetone:acetic acid 1:3 solutions, using polyethylene oxide (PEO) as a co-spinning agent. Initially, the study of the characteristics and properties of cellulose and its derivatives was addressed, by means of characterization techniques such as thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (IR) and X-ray diffraction (XRD). Subsequently, solubility tests of the samples in different solutions were carried out. Subsequently, the rheological study of the cellulose-based solutions and its derivatives was carried out to identify the optimal viscosities of the solutions for the electrospinning process. Then, the membranes obtained by electrospinning were characterized by infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis, to investigate the possible influence of PEO on the properties of the obtained membrane and finally, with scanning electron microscopy (SEM), it was possible to study their morphology and structure.