Sviluppo di film a base di acido polilattico

Abstract

L’obbiettivo di questo studio è stato quello di migliorare le prestazioni e conferire nuove proprietà a film a base di acido polilattico (PLA), applicando la tecnica Layer by Layer (LbL) ed utilizzando reagenti a basso impatto ambientale per sviluppare una metodica sostenibile, dividendo lo studio in due progetti. Durante il primo progetto si è cercato di implementare resistenza alla fiamma e permeabilità ai gas di film a cui è stato additivato del policaprolattone a stella caratterizzato da terminali carbossilici e bassa massa molecolare (PCL-COOH), la cui presenza all’interno dei film ne migliora le proprietà meccaniche e li funzionalizza. La tecnica LbL è stata applicata depositando chitosano (CH) e DNA, essendo biodegradabili, biocompatibili e facilmente ottenibili da fonti naturali. Per questo sono stati studiati film di PLA/PCL-COOH su cui sono stati depositati fino a 20 bilayer, analizzandoli con diverse tecniche di caratterizzazione, tra cui misure di stabilità alla fiamma, permeabilità all’O2 e digestione enzimatica. Nel secondo progetto la tecnica LbL è stata applicata utilizzando soluzioni di chitosano e DNA, alle quali sono state aggiunte particelle magnetiche di cobalto ferrite (CoFe2O4) in dispersione. L’obbiettivo era quello di verificare l’applicabilità della metodica LbL anche utilizzando soluzioni eterogenee e conferire proprietà magnetiche e conduttive ai film, con il fine ultimo di rendere la plastica antistatica e facilmente separabile in sede di riciclo. La metodica è stata applicata a film di PLA tal quale, per cui è stato necessario attivare la superficie mediante reazione di amminolisi, la quale ha richiesto l’ottimizzazione attraverso varie prove a diversi tempi di reazione. Sono stati studiati campioni che presentavano fino a 20 bilayer depositati, analizzandoli con diverse tecniche di caratterizzazione. Le proprietà conduttive e magnetiche sono state studiate tramite prove fenomenologiche di attivazione magnetica e di elettrostaticità.

The objective of this study was to improve performance and give new properties to polylactic acid (PLA) film, applying the Layer by Layer (lbl) technique and using low environmental impact reagents to develop a sustainable method, dividing the studio into two projects. During the first project, efforts were made to implement flame resistance and gas permeability of films to which polycaprolactone with carboxyl terminals and low molecular mass (PCL-COOH) was added, whose presence inside the films improves their mechanical properties and functionalizes them. The lbl technique was applied by depositing chitosan (CH) and DNA, being biodegradable, biocompatible and easily obtainable from natural sources. For this reason, PLA/PCL-COOH films have been studied on which up to 20 bilayer have been deposited, analyzing them with different characterization techniques, including measurements of flame stability, O2 permeability and enzymatic digestion. In the second project the lbl technique was applied using chitosan and DNA solutions, to which magnetic particles of cobalt ferrite (CoFe2O4) in dispersion were added. The objective was to verify the applicability of the lbl method also using heterogeneous solutions and confer magnetic and conductive properties to the films, with the ultimate aim of making the plastic antistatic and easily separable during recycling. The method was applied to film of PLA as such, so it was necessary to activate the surface by reaction of aminolysis, which required optimization through various tests at different reaction times. Samples with up to 20 deposited balances were studied and analysed using different characterization techniques. The conductive and magnetic properties have been studied through phenomenological tests of magnetic activation and electrostaticity.