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Sep 03, 2023

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Scientific Reports volume 12,

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 19616 (2022) Citare questo articolo

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In alcuni casi, le miscele contenenti PVC e LLDPE mostrano una bassa compatibilità. L'aggiunta di gomma stirene-butadiene alle miscele PVC/LLDPE porta ad un notevole aumento della resistenza alla trazione e della compatibilità delle mescole. Inoltre, si osserva un miglioramento della resistenza alla trazione dopo aver incorporato il compatibilizzante SBR, con conseguenti dosi di irradiazione gamma completamente diverse. Priva di compatibilizzante, la miscela presenta una fase distribuita di PVC e LLDPE con dimensioni e forme variabili; anche una parte considerevole dei domini assomiglia a goccioline. La gomma stirene butadiene (SBR) e le radiazioni gamma rendono le miscele di (PVC/LLDPE) più compatibili. Lo studio SEM delle miscele ha dimostrato che l'aggiunta del compatibilizzante ha prodotto morfologie della miscela più fini con meno ruvidità. Allo stesso tempo, l'irradiazione gamma ha ridotto questa gocciolina e ha dato una superficie più liscia. Il poli(cloruro di vinile) (PVC) è stato modificato chimicamente con quattro diversi composti amminici, tra cui etilendiammina (EDA), anilina (An), p-anisidina (pA) e dimetilanilina (DMA) per migliorare la conduttività elettrica e la capacità di rimozione dell'olio del polimero miscelato. Tutti gli ionomeri sono stati preparati mediante sostituzione nucleofila in un sistema solvente/non solvente in condizioni blande. Questa novità di lavoro mostra un percorso sostenibile per la produzione di materiali per l'assorbimento dell'olio riciclando i rifiuti di plastica. Dopo il processo di amminazione del poli(cloruro di vinile) l'adsorbimento dell'olio risultava significativamente migliorato.

A livello globale solo il 18% dei rifiuti di plastica viene riciclato e il 24% viene bruciato. Il restante 58% finisce in discarica o viene rilasciato nell'ambiente, dove la plastica si assembla e resiste per molto tempo1. Una delle maggiori preoccupazioni ora è la quantità di detriti di plastica che finiscono negli oceani. Le fonti di questo materiale sono strettamente legate alla mancanza di infrastrutture efficienti per la gestione dei rifiuti2. Secondo le stime, solo 10 fiumi in Asia o in Africa contribuiscono per circa il 90% ai rifiuti di plastica nell’oceano. Poco più della metà di tutti i polimeri di scarto sono costituiti da poli(cloruro di vinile) (PVC) e polietilene (PE)3. Il riciclo di questi polimeri sarebbe una soluzione auspicabile al problema ambientale, che non fa altro che aggravarsi4. Ma la scelta di rifiuti polimerici dello stesso tipo generico per il riciclaggio aggiunge un ulteriore passo costoso. Riciclare insieme i rifiuti polimerici sarebbe una soluzione auspicabile. La lavorazione e il riprocessamento delle combinazioni PVC/PE rivelano numerose problematiche connesse a tale processo5. A causa della debole adesione delle fasi dovuta all'incompatibilità termodinamica, è improbabile che la lavorazione di miscele PVC/PE dia prodotti con le qualità meccaniche richieste6. Esistono modi per migliorare la situazione alterando opportunamente (compatibilità) le sostanze chimiche che migliorano le condizioni interfacciali tra le fasi7. Di conseguenza, l'energia interfacciale delle fasi immiscibili viene ridotta, determinando una dispersione più fine durante la miscelazione e una stabilità più eccellente contro la separazione delle fasi. È fondamentale combinare il PVC con l'LLDPE, che ha una buona stabilità al calore e fluidità della fusione8. Tuttavia, le potenziali proprietà della soluzione e del prodotto delle miscele incompatibili di PVC/polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) sono indesiderabili a causa delle diverse strutture e della scarsa compatibilità8.

Le miscele di polimeri sono state affrontate per il loro potenziale teorico e pratico9. Miscele omogenee, in cui i componenti sono miscibili, e miscele eterogenee, in cui i componenti sono immiscibili, sono le due classificazioni principali delle miscele polimeriche10. A causa della loro bassa entropia combinatoria e dell’elevata entalpia di miscelazione, la maggior parte delle miscele polimeriche sono immiscibili, il che spesso si traduce in scarse qualità meccaniche a causa dell’elevata tensione interfacciale e dell’adesione11. Di conseguenza, è necessaria la compatibilizzazione per le miscele di polimeri immiscibili. Aggiungendo un terzo componente chiamato "compatibilizzatore", la compatibilizzazione può essere forzata in una miscela binaria incompatibile12. Un compatibilizzante è spesso un copolimero a blocchi o a innesto costituito da polimeri reattivi impiegati come componente interfacciale attivo. Si prevede che funzionino come tensioattivi a causa della loro miscibilità con i polimeri componenti13. Una plastica standard dotata di diverse caratteristiche vantaggiose, tra cui non infiammabilità, convenienza e flessibilità di formulazione, è il cloruro di polivinile (PVC). Il PVC deve affrontare sfide nell’espandere la sua applicazione a causa della debole stabilità termica durante la lavorazione, della bassa tenacità e della bassa temperatura di rammollimento14. I polimeri per la plastificazione e l'uso migliorato della distorsione termica sono solubili in PVC. Miscelando il PVC sono state create idonee miscele polimeriche15. Uno dei tipi più popolari di gomma sintetica è la gomma stirene butadiene (SBR), che ha capacità di lavorazione e caratteristiche fisiche simili a quelle della gomma naturale (NR)16. SBR offre prestazioni migliori di NR in alcune aree, tra cui resistenza all'usura, resistenza al calore e resistenza all'invecchiamento. L'SBR viene qui impiegato come agente compatibilizzante per la sua eccezionale resistenza all'usura17.