Materiali ibridi e nanostrutturati derivati da copolimeri multiblocco polistirene-polibutadiene: sintesi e applicazioni

Abstract

Scopo della presente tesi di Dottorato di Ricerca in Chimica, avente ampio carattere di esplorazione e innovazione, è stato quello di sviluppare materiali ibridi di natura organica ed inorganica con controllo della morfologia a livello nanometrico. In particolare sono stati realizzati materiali a base di nanoparticelle di oro incluse in matrice di copolimeri multiblocco polistirene sindiotattico-co-1,4-cis-polibutadiene (sPSB). La idrofobicità, cristallinità e morfologia della matrice polimerica ha permesso il design di catalizzatori per l'ossidazione di alcoli che operano in condizioni eco-sostenibili. Infatti la reazione è stata condotta utilizzando ossigeno come agente ossidante ed, in alcuni casi, acqua come solvente. L'ossidazione di alcoli primari è stata condotta con alta selettività verso la formazione di aldeidi. Sono stati inoltre investigati alcuni aspetti del meccanismo di reazione ed è stata formulata una preliminare ipotesi di ciclo catalitico. Nuovi materiali polimerici funzionali nanostrutturati sono stati ottenuti mediante funzionalizzazione delle unità dieniche dei copolimeri sPSB con gruppi tioacetato, tiolo e solfonico. I copolimeri sPSB solfonati (sPSB−SA) si sono rivelati particolarmente stabili termicamente e film ottenuti per spin-coating di questi polimeri hanno manifestato una buona e selettiva conducibilità protonica trovata in domini di scala nanometrica. I copolimeri sPSB−SA sono anche catalizzatori acidi particolarmente efficienti. La reazione di esterificazione di acidi grassi e glicerolo, di potenziale interesse per il recupero di oli acidi grassi e conseguente produzione di bio-carburanti, è catalizzata efficacemente utilizzando 0.25÷1.0 % in peso di catalizzatore nell’intervallo di temperatura 120÷180°C.[a cura dell’autore]