Riassunto analitico
Obiettivo della ricerca è lo studio della polimerizzazione radicalica controllata del 4-vinilbenzene solfonato di sodio (NaSS) tramite ARGET-ATRP (Activators ReGenerated by Electron Transfer - Atom Transfer Radical Polymerization). La tecnica ATRP è già stata riportata in letteratura per la polimerizzazione di NaSS in soluzioni idroalcoliche, e si tratta di un metodo che permette la sintesi di catene polimeriche di lunghezza predeterminata con una distribuzione dei pesi molecolari controllata, a differenza delle più comunemente impiegate polimerizzazioni a radicale libero in cui le catene crescono in modo incontrollato generando distribuzioni di pesi molecolari inevitabilmente larghe. In questo lavoro di tesi si applica, per la prima volta sul NaSS, la versione ARGET dell’ATRP: si sfrutta la presenza di un opportuno riducente (acido ascorbico) per permettere al catalizzatore di essere introdotto in forma ossidata e di venir poi ridotto in situ, così da far partire il ciclo catalitico. Peculiare è l’uso di sola acqua come solvente di reazione, essendo sia il monomero che il polimero solubili in questo ambiente mentre, ad oggi, gli studi pubblicati in letteratura prevedono l’utilizzo di un co-solvente (metanolo), necessario per il controllo della reazione. Nel caso oggetto di studio, invece, la reattività del sistema può essere controllata agendo sulla quantità di acido ascorbico e, in secondo luogo, sul pH, che definisce la frazione di acido ascorbico deprotonato presente nell’ambiente di reazione. L’anione ascorbato, infatti, mostra un maggior potere riducente rispetto al corrispettivo protonato. Agendo sul pH è quindi possibile influenzare l’equilibrio di protonazione/deprotonazione dell’agente riducente e, di conseguenza, la concentrazione di radicali generati. L’obiettivo della ricerca è quello di studiare la cinetica di polimerizzazione in ARGET-ATRP del NaSS in un sistema modello al fine di identificare le possibili leve che possono essere utilizzate per modificare la concentrazione di radicali e di conseguenza la velocità della reazione, nonché il controllo in termini di dispersità (Ð, definita come il rapporto tra il peso molecolare medio ponderale e quello numerale) e deviazione dei pesi molecolari dai valori teorici. Le variabili studiate sono: la temperatura (nel range 20–35°C), il pH (nel range pH = 5–7), la concentrazione di monomero e la quantità di riducente. Combinando quindi il solvente in cui viene condotta la reazione (acqua), il riducente utilizzato (acido ascorbico), il sistema catalitico (CuCl2/TPMA) e le basse temperature di polimerizzazione (massimo 35°C) è evidente come lo studio rispetti i requisiti di ecosostenibilità sempre più importanti nel mondo odierno. A conclusione di questo studio vengono poi estesi i concetti appresi sul sistema modello a nuovi catalizzatori (proteici e/o che impiegano ferro al posto del rame).
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