Manipolazione di derma costituito da network di collagene con proprietà meccaniche ingegnerizzate per applicazioni nel settore conciario

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Paolina Zanella
8 anni fa
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1 Manipolazione di derma costituito da network di collagene con proprietà meccaniche ingegnerizzate per applicazioni nel settore conciario Ing. Maria Assunta Autiello, PhD

2 Progetto Processo di concia Inconvenienti Meccanismo diffusivo guidato dai gradienti di concentrazione La quantità di sostanze chimiche che riesce a penetrare attraverso il derma è bassa Viene utilizzato un eccesso di sostanze chimiche al fine di migliorare la diffusione attraverso il derma Bassa possibilità di funzionalizzare il cuoio

3 Stato dell arte Coating (PVC, PU, PTFE, ecc.) Impregnazione del lato fiore Componenti organici sottoforma di emulsione o dispersione La maggior parte di lavori è stata focalizzata sull impregnazione del derma allo stato wet Lato carne e lato fiore Lato fiore

4 Obiettivo del progetto Ottenere prototipi in pellame con proprietà macroscopiche ingegnerizzate quali resistenza allo strappo e recupero elastico Impregnazione dei campioni dry white usando un nuovo meccanismo di veicolazione basato sulla suzione capillare

5 Nuovo substrato DRY WHITE Vantaggi Meccanismi convettivi Conservazione dei campioni Riduzione della concentrazione di agenti inquinanti DRY BLUE

6 Fasi del progetto 1. Caratterizzazione del materiale pellame al fine di definire dei benchmarks 2. Identificazione di strategie di manipolazione chimico fisica e caratterizzazione dei campioni ingegnerizzati 3. Realizzazione e caratterizzazione dei prototipi ingegnerizzati DW DB B C D E

7 1 Step Caratterizzazione del pellame al fine di definire benchmarks DB Caratterizzazione morfologica DW Caratterizzazione termica Caratterizzazione meccanica Campioni Tc [ C] DW <100 DB, B,C,D,E >100 Sforzo vs deformazione E, E vs frequenza

8 2 Step Manipolazione chimico-fisica al fine di ottimizzare la resistenza allo strappo Polimerizzazione in situsintesi in situ in solventi non miscibili Nylon 6.10 Trattamenti polimerici Polidimetilsilossano Metodologia ad immersione Metodologia a spruzzo

2 Step Risultati: miglioramenti della resistenza allo strappo Caraterizzazione meccanica PDMS aumenta i valori di resistenza a trazione e i DW mostrano un maggiore aumento dei valori Il tratamento

9 2 Step Risultati: miglioramenti della resistenza allo strappo Caraterizzazione meccanica PDMS aumenta i valori di resistenza a trazione e i DW mostrano un maggiore aumento dei valori Il tratamento con Nylon diminuisce i valori di resistenza a trazione PDMS and Nylon aumentano la resistenza allo strappo DW+Nylon mostrano valori maggiori rispeto ai campioni DW tratat con PDMS Caratarizzazione termica Caraterizzazione morfologica DW+PDMS DW+Nylon

10 3 Step Risultati:miglioramenti della resistenza allo strappo Caraterizzazione meccanica Campioni ingegnerizzati e conciati Ctr vs campioni ingegnerizzati Variazioni % DW+30%PDMS 89% Campioni ingegnerizzati e conciati Ctr vs campioni ingegnerizzati DW+30%PDMS Variazioni% 25% Caraterizzazione termica Caraterizzazione morfologica

11 2 Step Manipolazione chimico-fisica al fine di ottimizzare il recupero elastico Trattamenti termici Parametri di processo Temperatura Pre-trattamento DW overnight at 90 C Trattamenti termici Dw (lato fiore e carne) conservati 24 h sottovuoto a 37 C + 8h a 140 C Dw (lato fiore e carne) conservati 24 h in incubatore (37 C,98%umidità) + 8h at 140 C Trattamenti polimerici Rotavapor Goccia a goccia Rullo PDMS (25%,30%, 40%) Nylon (17%) TPU Commerciale (3%, 5%,10%,15%) Copoliestere (1,4-butanediol, adipic acid, terephthalic acid ) (10%,20%)

12 2 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Trattamenti termici Caraterizzazione meccanica Efeto della temperatura sulla deformazione residua DW-90 C Lato carne essiccato Lato fore essiccato

2 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Trattamenti termici Caraterizzazione meccanica Efeto della temperatura sulla deformazione residua Campioni incubat:lato carne Campioni

13 2 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Trattamenti termici Caraterizzazione meccanica Efeto della temperatura sulla deformazione residua Campioni incubat:lato carne Campioni incubat :lato fore Caraterizzazione termica Campioni ingegnerizzati DW(GS) 8h at 140 C Caraterizzazione morfologica Tc [ C] 49±2.3 La temperatura non degrada il network di collagene La temperatura ha efeto solo sui campioni conservat in incubatore

14 2 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Caraterizzazione meccanica Efeto di diversi tratament polimerici sulla deformazione residua Caraterizzazione termica Campioni con TPU Trattamenti polimerici Basse concentrazioni di polimero Caraterizzazione morfologica

concentrazione polimerica Lato carne vs lato fore Otmizzazione

15 2 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Caraterizzazione morfologica Caraterizzazione meccanica Efeto della concentrazione polimerica Lato carne vs lato fore Otmizzazione Concentrazione :15%Elastollan Substrato :DW Lato:carne Metodo : rullo Efeto del metodo

685 Caraterizzazione termica (12.5 ±0.4)103 17% (10.3±1.

16 3 Step Risultati: miglioramenti dei valori di recupero elastico Caraterizzazione meccanica Carico vs spostamento Campioni Valori di GS deformazione Differenze % residua [nm] CTR -15%el %el.685 Caraterizzazione termica (12.5 ±0.4)103 17% (10.3±1.4)103 E, E vs frequenza Campioni E [Pa](1 hz) E [Pa](1 hz) Pellame (2.28±0.29)106 (3.64±0.46)105 15%Elast (2.75±0.35)106 (4.19±0.52)105 Caraterizzazione morfologica CTR

17 Conclusioni E meglio effettuare trattamenti sui substrati DW rispetto ai substrati semi lavorati Resistenza allo strappo I trattamenti con PDMS aumentano la resistenza allo strappo fino a valori dell 89% Recupero elastico I trattamenti termici hanno un effetto significativo solo su campioni precedentemente incubati I trattamenti con TPU migliorano il recupero elastico raggiungendo valori di diminuzione della deformazione residua di circa il 48% Sviluppi futuri Appeal Caratteristiche macroscopiche dei prototipi di pellame ingegnerizzati Morbidezza Tintura

18 Ringraziamenti Prof. Paolo Netti Prof.Maurizio Ventre Phd Dr. Barbara Ziaco Sig. Michele De Maio Dr.Diodato De Maio Dr. Giovanna Botta Dr.Gaetano Maffei Phd Dr. Francisco Ortega

19 Grazie per l atenzione

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