Innesto di catene polimeriche sulla superficie di nanotube di carbonio mediante reazione di accoppiamento radicalico

La modifica di nanotubi di carbonio (CNT) attraverso innesto (grafting) di catene polimeriche sulla loro superficie è un metodo efficace per promuovere la dispersione di queste cariche a livello nanometrico in una matrice polimerica. La funzionalizzazione covalente di CNT con catene polimeriche viene generalmente ottenuta sia attraverso crescita controllata di polimeri a partire dalle pareti della nanocarica mediante metodi "grafting from" sia attraverso metodi di "grafting to" che si basano sulla reazione di condensazione tra polimeri preformati e CNT opportunamente modificati. In questo lavoro viene proposto un nuovo approccio di tipo "grafting to" per innestare catene polimeriche su CNT basato sulla reazione di accoppiamento tra il radicale nitrossilico opportunamente legato ai CNT e radicali del polimero. Ispirati da nostri precedenti studi [1,2] in cui nitrossidi funzionali derivati del TEMPO sono stati innestati su catene polimeriche (sia poliolefine che poliesteri alifatici) mediante reazione di accoppiamento tra il radicale TEMPO e il macroradicale generato per estrazione di idrogeno dalla catena polimerica, in questo lavoro il poli(butilene succinato) (PBS) è stato legato covalentemente a MWCNT con ancorate in superficie delle funzionalità nitrossiliche (MWCNT-g-TEMPO). I MWCNT-g-TEMPO sono stati preparati mediante click chemistry tra il derivato alchinico del TEMPO e MWCNT modificati in superficie con gruppi azidici. Il PBS è stato legato ai MWCNT-g-TEMPO attraverso reazione di accoppiamento tra radicali nitrossilici e il macroradicali generati mediante addizione di perossido. La presenza del radicale nitrossilico sulla superficie dei MWCNT-g-TEMPO così come l'avvenuto innesto delle catene di PBS sui nanotubi è stato dimostrato mediante analisi EPR. Le proprietà strutturali, reologiche, morfologiche e termiche del nanocomposito sono state confrontate con quelle di un campione preparato per miscelazione fisica tra i due componenti. I risultati evidenziano che il metodo è efficace nel promuovere l'innesto di catene polimeriche sui CNT immobilizzando la nanocarica e promuovendone la dispersione nella matrice polimerica.