Applicazione e caratterizzazione di un nuovo PVDF

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 3429 (2023) Citare questo articolo

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I rivestimenti su legno devono talvolta conferire protezione estetica e di base agli elementi in legno e impedire lo sviluppo e la trasmissione di microrganismi. A questo scopo sono già stati offerti diversi polimeri contenenti diverse nanoparticelle. La ricerca presenta un nuovo composito polimerico di poli(vinilidene fluoruro-co-esafluoropropilene) (PVDF-HFP)/polivinilpirrolidone (PVP) con nanofili MoO3 con la capacità di formare pellicole di rivestimento su legno. Le pellicole del rivestimento sviluppato mostrano un comportamento elastico, che dipende dallo spessore della pellicola di rivestimento [spessori testati della pellicola bagnata (90, 180 e 360) µm]. Il rivestimento ha mostrato la capacità di interagire bene con la superficie del legno comune di faggio (Fagus sylvatica L.), in termini di bagnabilità (angoli di contatto di 15,6°), veloce spargimento sulla superficie, buona penetrazione del rivestimento nella struttura e formazione del legno di film spessi fino a 40 µm con eccellente forza di adesione al pull-off (6 MPa). Una maggiore ruvidità del legno rivestito con C + MoO3 era una conseguenza dell'attacco del legno da parte del solvente dimetilformammide presente nel rivestimento. Inoltre, la presenza di C + MoO3 sul legno lo rendeva considerevolmente più idrofobo, con un angolo di contatto dell'acqua che saliva a 123° rispetto ai 46° iniziali misurati su legno non rivestito. L'irradiazione delle superfici di legno con luce ultravioletta ha provocato cambiamenti di colore visibili sia sul legno non rivestito che su quello rivestito. Il legno rivestito con C+MoO3 ha una buona resistenza all'acqua, all'alcol e al calore secco (grado da 3 a 4). I test antimicrobici hanno dimostrato che la presenza di MoO3 nel rivestimento svolge un ruolo importante nella resistenza del legno rivestito ai funghi che azzurrano e allo sviluppo di muffe. Il rivestimento PVDF-HFP/PVP/MoO3 sviluppato ha un'eccellente capacità di interagire con la superficie del legno e ha il potenziale per essere utilizzato come protezione per il legno in ambienti sensibili.

Microrganismi come batteri, virus e muffe sono presenti intorno a noi e hanno colonizzato tutti gli habitat del mondo, compreso il legno e le superfici in legno. Se le condizioni ambientali sono adatte, questi organismi possono rimanere vitali e trasmissibili per un numero considerevole di giorni se non mesi1. Le spore fungine nell'ambiente di vita si diffondono per lo più da persona a persona attraverso il flusso d'aria e attraverso il contatto con superfici, come porte, piani di tavoli, sedute, maniglie e simili. In generale, la crescita di muffe di solito non influisce sulle proprietà meccaniche del legno, ma se il legno rimane umido per un tempo sufficientemente lungo, un ulteriore sviluppo di funghi può causare la formazione di marciume molle, che può deteriorare le proprietà meccaniche del legno2. Inoltre, come riportato da Møller e collaboratori3 e Viitanen e collaboratori4, la presenza di funghi e muffe come Aspergillus sp. (es. Aspergillus fumigatus), Aureobasidium pullullans, Alternaria alternata, Cladosporium sp. (es. Cladosporium herbarum, Cladosporium sphaerospermum), Mucor sp., Penicillium sp. (es. Penicillium brevicompactum), Stachybotrus sp. (es. Stachybotrus atra), e Fusarium solani, crescendo su elementi lignei installati in ambienti abitativi, possono rappresentare un grave pericolo per la salute umana. Pertanto, la protezione antimicrobica delle superfici aiuta a prevenire la diffusione di infezioni e malattie causate da microrganismi nella popolazione umana5.

La suscettibilità dei materiali a base di legno alle infezioni microbiche può essere determinata monitorando la crescita di muffe e funghi su superfici non rivestite o rivestite6. In generale ogni risorsa di rivestimento per il trattamento superficiale degli elementi in legno deve soddisfare diversi requisiti fondamentali. Per garantire con successo le funzioni attese di protezione superficiale e l'aspetto estetico desiderato, le corrette interazioni tra il substrato in legno e il rivestimento sono di cruciale importanza7. In questo modo, una buona bagnatura del supporto in legno, una sufficiente fuoriuscita e penetrazione del rivestimento nella struttura del legno determinano l'ancoraggio meccanico e l'adesione del film di rivestimento al supporto. Allo stesso tempo, le prestazioni fisiche e le proprietà di resistenza del sistema superficiale formato sono indicate dall'idrofobicità superficiale, dalla resistenza ai liquidi freddi e dai cambiamenti nell'aspetto superficiale causati dall'irradiazione della luce ultravioletta (UV).