7.5
ACRYLIC ACID - CELLULOSE1
1) Irradiazione
medianti elettroni
2)
polimerizzazione
acido acrilico
Acido
acrilico
5
1
3) Shifting 1,5
dell’idrogeno
4)
reticolazione
5) grafting
Cellulosa
Campione secco
Rigonfiato
PBS pH 2
Rigonfiato
H2O
TIPOLOGIA
XYZ
X = frazione acido acrilico
Y = frazione cellulosa
Z = intensità radiazione
208035
208050
307035
307050
406035
Rigonfiato
PBS pH 5
Rigonfiato
PBS pH 7
406050
CARATTERIZZAZIONE REOLOGICA
- Prove condotte, a 25°C e 37°C, mediante un reometro a stress controllato Haake
Rheo-Stress RS150 equipaggiato con un dispositivo di misura a piatti paralleli
zigrinati (HPP20: diametro 20 mm)
- Misure eseguite sotto campana di vetro con presenza di stoffa imbevuta d’acqua
per evitare l’evaporazione dell’acqua dal gel
- Scelta ottimale distanza dei piatti
75000
Prove di stress sweep brevi
(1Hz, 2 < s < 10 Pa):
determinazione
G’
medio
sull’intervallo di tensione
G'(Pa)
65000
55000
45000
35000
25000
15000
0.5
1
1.5
Gap(mm)
2
PROVE DI STRESS SWEEP (1 Hz)
G’(PA) 25°C
100000
G’(PA) 37°C
10000
G’’(PA) 25°C
1000
G’’(PA) 37°C
208035
100
0.001
0.01
0.1
1
g%
10
100
PROVE DI FREQUENCY SWEEP (g% = 0.1)
G’(PA) 25°C
100000
G’(PA) 37°C
10000
208035
G’’(PA) 25°C
G’’(PA) 37°C
1000
0.01
0.1
1
-1
w(s )
10
100
G*
G'2 (G' ' )2
100000
100000
25°C
37°C
G*(Pa)
G*(Pa)
10000
0.01
0.1
G* 208035
G* 307035
G* 406035
G* 208050
G* 307050
G* 406050
G* 208035
G* 307035
G* 406035
1
-1
w (s )
10
10000
100 0.01
0.1
G* 208050
G* 307050
G* 406050
1
10
w (s )
-1
100
INTERPRETAZIONE DEI FREQUENCY SWEEP
1) Fitting con Maxwell Generalizzato
n 1
(λ i ω) 2
G' GE Gi
2
1
(
λ
ω
)
i 1
i
ω λi
G ' ' Gi
;
2
1 (λ i ω)
i 1
n
ID
l1(s)
G1(Pa)
G2(Pa)
G3(Pa)
G4(Pa)
G5(Pa)
GE(Pa)
F(5,34)
= 2.5
208035
0.036 ±
0.006
3158 ±
264
1738 ±
264
1458 ±
414
6422 ±
1304
-
38548 ±
1890
200
208050
0.029 ±
0.007
3642 ±
295
1207 ±
255
2164 ±
367
4023 ±
714
-
42975 ±
1719
171
307035 0.0064 ±
3342 ±
2405
2098 ±
528
1419 ±
215
1369 ±
173
3268 ±
354
36468 ±
1294
198
1864 ±
164
1314 ±
86
1678 ±
80
-
46270 ±
709
1012
0.001
6218 ±
365
406035
0.156 ±
0.04
1444 ±
212
478 ±
230
1643 ±
4277
-
-
27236 ±
1878
68
406050
0.045 ±
0.0066
2637 ±
201
1204 ±
177
1188 ±
187
1682 ±
431
-
44526 ±
1434
245
0.008
307050 0.0088 ±
2) Stima modulo di taglio G
N
G Gi
i 1
3) Stima densità di reticolazione rx (teoria di Flory)
ρ x G RT
4) Stima diametro medio maglia polimerica x (teoria del reticolo equivalente)
ξ 3 6 πρ x N A
208035
rx(moli/cm3)
* 105
x(nm)
406035
406050
1.8 ± 0.7
2.8 ± 0.6
5.2 ± 0.07 5.2 ± 0.01 5.0 ± 0.07 4.8 ± 0.02 5.7 ± 0.08
4.9 ± 0.03
2.2 ± 0.1
208050
307035
307050
2.3 ± 0.07 2.5 ± 0.07 2.8 ± 0.03
PROVE DI DIFFUSIONE
UV
C D C
2C
R
D 2
t
R R R
Z
FIBRA
OTTICA
CONDIZIONI INIZIALI
C(Z, R) = C0
- Zc Z Zc
0 R Rc
Cr = 0
Ambiente
di rilascio
CONDIZIONI AL CONTORNO
GEL
AGITATORE
CAMICIA TERMOSTATICA
C(Z, Rc, t) = C(±Zc, R, t) = kp Cr(t)
Z c Rc
Vr Cr (t ) Rc2 2Z c C0 C ( Z , R, t ) 2R dR dZ
0 0
120
Rilascio di Teofillina
ID
F(1,235) < 4
208035
3121
208050
24510
307035
11651
307050
19187
406035
19617
406050
16365
100 Ct/Cinf
100
80
208035
208050
307035
307050
406035
406050
60
40
20
0
0
1
2
t(h)
3
4
ID
D(cm2/s)
* 106
ID
xD(nm)
xR(nm)
208035 2.8 ± 0.02
208035
1.3 ± 0.01 5.2 ± 0.07
208050 1.6 ± 0.01
208050
1.0 ± 0.01 5.2 ± 0.07
307035 4.5 ± 0.02
307035
2.1 ± 0.01 5.2 ± 0.07
307050 3.2 ± 0.01
307050
1.5 ± 0.02 5.2 ± 0.07
406035 3.8 ± 0.01
406035
1.7 ± 0.02 5.2 ± 0.07
406050 3.1 ± 0.01
406050
1.4 ± 0.01 5.2 ± 0.07
D 2r
φ
1 exp Y
D0
ξ
1 φ
Y=1
D0 = 8.2*10-6 cm2/s
r = 0.4 nm
f ~ 0.14
LF NMR: RELAXATION
120
208035 37°C
Intensity (%)
100
80
Experimental
Model
T21 = 713 ms A1 = 32
T22 = 361 ms A2 = 49
T23 = 126 ms A3 = 12
T24 = 18 ms
A4 = 7
60
40
20
0
0
500
1000
1500
2000
2500 3000
time(ms)
LF NMR: PFG
k = 35.6 ms/mm
T = 37°C
3.50E-09
x1 = 20 mm
xav = 12 mm x2 = 10 mm
x3 = 3.6 mm
x4 = 0.5 mm
3.00E-09
2.00E-09
2
D(m /s)
2.50E-09
A1 = 32
A2 = 49
A3 = 12
A4 = 7
1.50E-09
Experimental
Linear Model
1.00E-09
5.00E-10
0.00E+00
0
0.0525
0.105
0.1575
0.5
0.5
td (s )
0.21
0.2625
208035 SURFACE
208035 CROSS SECTION
REFERENCES
1) Grassi M. et al., Carbohydrate Polymers, 2009, 78, 377
.
