ACRYLIC ACID - CELLULOSE17.5

Acidoacrilico

2) polimerizzazione acido acrilico

15

Cellulosa

1) Irradiazione medianti elettroni

3) Shifting 1,5 dell’idrogeno

4) reticolazione

5) grafting

Campione secco

Rigonfiato H2O

Rigonfiato PBS pH 2

Rigonfiato PBS pH 5 Rigonfiato

PBS pH 7

TIPOLOGIA

X Y Z

X = frazione acido acrilicoY = frazione cellulosaZ = intensità radiazione

208035

208050

307035

307050

406035

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

Prove di stress sweep brevi (1Hz, 2 < < 10 Pa): determinazione G’ medio sull’intervallo di tensione

15000

25000

35000

45000

55000

65000

75000

0.5 1 1.5 2

Gap(mm)

G'(P

a)

100

1000

10000

100000

0.001 0.01 0.1 1 10 100

g%

PROVE DI STRESS SWEEP (1 Hz)

G’’(PA) 37°C

G’’(PA) 25°C

208035

G’(PA) 37°C

G’(PA) 25°C

PROVE DI FREQUENCY SWEEP (g% = 0.1)

1000

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100w(s-1)

G’’(PA) 37°C

G’’(PA) 25°C

208035

G’(PA) 37°C

G’(PA) 25°C

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100w (s-1)

G* 208035 G* 208050G* 307035 G* 307050G* 406035 G* 406050

G*(Pa)

10000

100000

0.01 0.1 1 10 100w (s-1)

G* 208035 G* 208050G* 307035 G* 307050G* 406035 G* 406050

G*(Pa)

37°C 25°C

22* )''(' GGG

INTERPRETAZIONE DEI FREQUENCY SWEEP

1) Fitting con Maxwell Generalizzato

1

12

i

2i

iE )ωλ(1

)ωλ('

n

i

GGG ;)ωλ(1

λω''

12

i

ii

n

i

GG

ID 1(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 ±

0.008

3342 ± 2405

2098 ± 528

1419 ± 215

1369 ± 173

3268 ± 354

36468 ± 1294

198

307050 0.0088 ±

0.001

6218 ± 365

1864 ± 164

1314 ± 86 1678 ± 80

- 46270 ± 709

1012

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

2) Stima modulo di taglio G

RTGxρ

N

i

G1

iG

3) Stima densità di reticolazione x (teoria di Flory)

3Axπρ6ξ N

4) Stima diametro medio maglia polimerica (teoria del reticolo equivalente)

208035 208050 307035 307050 406035 406050

x(moli/cm3) * 105

2.2 ± 0.1 2.3 ± 0.07 2.5 ± 0.07 2.8 ± 0.03 1.8 ± 0.7 2.8 ± 0.6

(nm) 5.2 ± 0.07 5.2 ± 0.01 5.0 ± 0.07 4.8 ± 0.02 5.7 ± 0.08 4.9 ± 0.03

PROVE DI DIFFUSIONE

2

2

Z

CD

R

CR

RR

D

t

C

C(Z, R) = C0 - Zc Z Zc 0 R Rc

Cr = 0

UV

AGITATORE

FIBRA OTTICA

GEL

CAMICIA TERMOSTATICA

Ambiente di rilascio

CONDIZIONI INIZIALI

CONDIZIONI AL CONTORNO

C(Z, Rc, t) = C(±Zc, R, t) = kp Cr(t)

ZRRtRZCCZRtCVc cZ R

dd2),,(2)(0 0

0c2crr

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4t(h)

100

Ct/C

inf

208035

208050

307035

307050

406035

406050

ID F(1,235) < 4

208035 3121

208050 24510

307035 11651

307050 19187

406035 19617

406050 16365

Rilascio di Teofillina

ID D(cm2/s)

* 106

208035 2.8 ± 0.02

208050 1.6 ± 0.01

307035 4.5 ± 0.02

307050 3.2 ± 0.01

406035 3.8 ± 0.01

406050 3.1 ± 0.01

ID D(nm) R(nm)

208035 1.3 ± 0.01 5.2 ± 0.07

208050 1.0 ± 0.01 5.2 ± 0.07

307035 2.1 ± 0.01 5.2 ± 0.07

307050 1.5 ± 0.02 5.2 ± 0.07

406035 1.7 ± 0.02 5.2 ± 0.07

406050 1.4 ± 0.01 5.2 ± 0.07

φ1

φexp

ξ

21

0

Yr

D

D Y = 1

D0 = 8.2*10-6 cm2/sr = 0.4 nm ~ 0.14

LF NMR: RELAXATION

0

20

40

60

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

time(ms)

Inte

ns

ity

(%

)

Experimental

Model

208035 37°C

T21 = 713 ms A1 = 32T22 = 361 ms A2 = 49T23 = 126 ms A3 = 12T24 = 18 ms A4 = 7

T = 37°C

0.00E+00

5.00E-10

1.00E-09

1.50E-09

2.00E-09

2.50E-09

3.00E-09

3.50E-09

0 0.0525 0.105 0.1575 0.21 0.2625

td0.5(s0.5)

D(m

2 /s)

Experimental

Linear Model

LF NMR: PFG

av = 12 m1 = 20 m A1 = 322 = 10 m A2 = 493 = 3.6 m A3 = 124 = 0.5 m A4 = 7

k = 35.6 ms/m

208035 SURFACE

208035 CROSS SECTION

REFERENCES

1) Grassi M. et al., Carbohydrate Polymers, 2009, 78, 377.