Sviluppo di resine polisilossaniche fotocurabili per la realizzazione di scintillatori innovativi tramite manifattura additiva

Lo sviluppo e l’utilizzo di scintillatori in materiale polimerico sono in costante crescita, data la loro elevata versatilità ed il loro costo contenuto. In particolare, l’interesse ricade su scintillatori a base polisilossano, che promettono maggiore stabilità chimica e migliori proprietà meccaniche rispetto ai polimeri a matrice carboniosa. Allo stesso tempo, molti settori scientifici e tecnologici richiedono scintillatori di forme complesse, raramente ottenibili sul mercato. Per soddisfare tali esigenze, accorre in aiuto la manifattura additiva, che permette la fabbricazione di componenti su piccola scala e con un grado di complessità difficilmente raggiungibile con i metodi convenzionali, senza costi aggiuntivi. In particolare, le tecniche di fotopolimerizzazione in vasca consentono di ottenere componenti con risoluzione inferiore a 100 µm. Lo scopo di questo lavoro è dunque quello di sintetizzare delle resine polisilossaniche fotocurabili attraverso il metodo sol-gel. Tali resine devono possedere un elevato contenuto di gruppi acrilici per poter reticolare a seguito di eccitazione luminosa nel campo UV. Devono inoltre essere ricche di gruppi fenilici, necessari ad aumentare la fluorescenza intrinseca del materiale e a garantire una migliore solubilità degli additivi quali fotoiniziatori, essenziali per la fotoreticolazione, e fluorofori, fondamentali per la scintillazione. Le analisi delle proprietà delle resine, con e senza additivi, e dei campioni reticolati, sono effettuate tramite tecniche di fotoreologia e spettroscopia IR e UV-VIS. Da ciò consegue un breve studio cinetico della reazione, che offre un punto di appoggio sia nel correggere o scartare la sintesi in corso, sia nella messa a punto di sintesi successive. Viene inoltre valutata la trasparenza e la resa luminosa dei campioni realizzati in appositi stampi, al fine dell'utilizzo come scintillatori. In conclusione, vengono selezionate le resine migliori, con lo scopo finale di essere formate tramite manifattura additiva. Ne viene quindi valutata la stampabilità, e le proprietà meccaniche della struttura ottenuta.