notizie dettagliate

Valutare le prestazioni di barriera all'ossigeno dei materiali polimerici è da tempo un compito impegnativo per ricercatori e ingegneri. I metodi tradizionali sono spesso macchinosi, richiedono molto tempo e sono suscettibili a vari fattori interferenti. Tuttavia, un nuovo approccio che utilizza la polarografia potrebbe rivoluzionare questo campo.

Questo articolo esplora un metodo innovativo per determinare il coefficiente di permeabilità all'ossigeno dei film polimerici in soluzioni acquose attraverso la misurazione polarografica. Essenzialmente, valuta la capacità di barriera all'ossigeno di un materiale misurando la velocità con cui l'ossigeno permea attraverso la membrana. Questa tecnica affronta elegantemente diverse sfide inerenti agli approcci di misurazione convenzionali, rendendo i test di permeabilità più efficienti e accurati.

La polarografia è un metodo di analisi elettrochimica che esamina la relazione tra corrente e tensione durante l'elettrolisi per analizzare la composizione e la concentrazione delle sostanze. In questa applicazione, i ricercatori impiegano la polarografia per monitorare il processo di permeazione dell'ossigeno attraverso le membrane polimeriche.

L'allestimento sperimentale consiste in un contenitore diviso dalla membrana polimerica di prova, con soluzioni acquose su entrambi i lati. Una vigorosa agitazione di queste soluzioni minimizza efficacemente gli effetti dello strato limite che potrebbero distorcere i risultati della misurazione. Il fenomeno dello strato limite si riferisce al gradiente di concentrazione che si forma vicino alle superfici della membrana a causa del flusso più lento del liquido, che può interferire con la diffusione dell'ossigeno. Implementando una forte agitazione, i ricercatori possono virtualmente eliminare questo gradiente, consentendo una misurazione più accurata della permeabilità intrinseca della membrana.

• Velocità di agitazione: Variando le velocità di agitazione, i ricercatori hanno valutato gli effetti dello strato limite sui coefficienti di permeabilità. Idealmente, quando l'agitazione raggiunge un'intensità sufficiente, il coefficiente di permeabilità si stabilizza, indicando l'eliminazione con successo dell'interferenza dello strato limite.
• Spessore e area della membrana: L'alterazione di questi parametri ha permesso la verifica della loro relazione con i coefficienti di permeabilità. Secondo la legge di Fick, la velocità di permeazione dovrebbe essere direttamente proporzionale all'area della membrana e inversamente proporzionale allo spessore. La conferma sperimentale di queste relazioni ha ulteriormente convalidato l'accuratezza del metodo.

• Politetrafluoroetilene (PTFE): Un fluoropolimero con eccezionale stabilità chimica e resistenza al calore, comunemente utilizzato in materiali resistenti alla corrosione.
• Polistirene (PS): Una plastica versatile ampiamente utilizzata negli imballaggi e nell'elettronica.
• Polidimetilsilossano (PDMS): Una gomma siliconica flessibile e traspirante, frequentemente utilizzata in dispositivi medici e applicazioni di tenuta.
• Copolimero di poli-4-metil-1-pentene-acrilato: Modificato tramite copolimerizzazione per migliorare proprietà come la resistenza al calore e la resistenza meccanica.
• Idrogel: Polimeri altamente assorbenti comunemente presenti in lenti a contatto e sistemi di rilascio di farmaci.

Questa vasta selezione di materiali dimostra l'ampia applicabilità del metodo a diversi tipi di polimeri e usi industriali.

• Misurazioni multiple da singoli campioni: Regolando l'area della membrana, i ricercatori possono condurre test ripetuti sullo stesso campione, migliorando l'affidabilità dei dati.
• Valutazione rapida: Per materiali con bassi coefficienti di permeabilità (P M ^{≤30 × 10 −10} cm 3
• (STP)-cm/cm

-sec-cmHg), è possibile ottenere risultati accurati in un'unica misurazione, riducendo significativamente i tempi di test.

Determinazione della permeabilità assoluta: