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    Trasferimento efficiente della catena per la stampa 3D di fotopolimeri resistenti

    Credito:Wiley

    Un numero sempre crescente di rivestimenti, comprese vernici e inchiostri da stampa, così come le otturazioni dei denti, sono curati con la luce. Ancora, omogeneo, su misura, reti polimeriche non possono essere prodotte, e i materiali tendono ad essere fragili, che limita l'uso di fotopolimeri in applicazioni come la stampa 3D, biomedicina, e microelettronica. Nel diario Angewandte Chemie , ricercatori presentano un metodo mediante il quale a base di metacrilato, reticolato in modo omogeneo, su misura, è possibile realizzare polimeri resistenti, anche ad alta risoluzione per la stampa 3D.

    La fotopolimerizzazione è solitamente una polimerizzazione a catena radicale. Un iniziatore viene suddiviso in radicali dall'energia luminosa. Questi poi attaccano il monomero, come il doppio legame C=C in un gruppo vinilico, che forma un nuovo radicale che diventa punto di partenza di una rete polimerica in crescita attaccando più monomeri e legandosi ad essi.

    I metodi più recenti per controllare meglio la fotopolimerizzazione radicale e le proprietà del materiale dei prodotti tendono a rallentare il processo di polimerizzazione, che non è l'ideale per la stampa 3D. Una breve fase di irraggiamento è fondamentale per un'elevata risoluzione spaziale e tempi di produzione economici.

    Un nuovo approccio per la produzione su misura di fotopolimeri a base di metacrilato senza inibire il processo di polimerizzazione è stato sviluppato da un team guidato da Robert Liska dell'Università tecnica di Vienna (Austria). Il loro successo si basa sull'aggiunta di un estere vinile solfonato attivato estere (EVS), che funge da agente di trasferimento di catena. Si attiva perché si scinde facilmente una porzione di se stesso.

    Se la crescente rete di polimeri attacca EVS invece del successivo monomero, un intermedio si forma e si divide rapidamente per formare una catena polimerica terminata nella rete e un radicale altamente reattivo (radicale tosile), che avvia una nuova reazione a catena. Più SVE viene aggiunto, minore è la lunghezza media della catena nella rete polimerica. Poiché le catene polimeriche più corte rimangono mobili più a lungo, il pericolo di crepe da ritiro durante l'indurimento è notevolmente ridotto. A differenza dei tradizionali agenti di trasferimento di catena, la polimerizzazione non è inibita, perché non sono coinvolti intermedi stabili o fasi di reazione reversibili. Viene favorita la scissione del radicale tosile.

    I ricercatori hanno preparato una struttura del campione simile a un'impalcatura utilizzando un copolimero di metacrilato. I singoli strati con uno spessore di 50 µm erano spazialmente ben risolti. Il materiale è molto omogeneo, solido ma elastico e resistente agli urti con elevata resistenza alla trazione. Queste proprietà possono essere regolate modificando la quantità di SVE aggiunta. Senza SVE, il materiale era molto fragile. Questo nuovo approccio prepara la strada a dure, fotopolimeri per applicazioni in biomedicina, come polimeri a memoria di forma per la crescita dei tessuti e come otturazioni per i denti.


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