SINTESI E CARATTERIZZAZIONE DI SUPERFICI GHIACCIOFOBICHE DI SILICE MODIFICATA PREPARATE MEDIANTE TECNICA SOL-GEL

Con il presente lavoro di tesi si è voluto sviluppare dei rivestimenti con proprietà antighiaccio, l’importanza di questi rivestimenti è sempre maggiore soprattutto per quando riguarda il campo aeronautico, infatti, la formazione di ghiaccio su un velivolo ne compromette l’efficienza aerodinamica oltre che un aumento di peso, i quali sono fattori da evitare sia in ottica di sicurezza che per il risparmio di carburante. Sono stati messi a punto test di icing, sliding e di frosting per verificare le proprietà ghiacciofobiche dei coating TO e LIS, il primo basato sulla funzionalizzazione della superficie attraverso un film a base di silice modificata (TEOS+OTES) contenente catene alchiliche a 8 atomi di carbonio, il secondo basato sull’impregnazione di nanoparticelle depositate sulla superfice con un olio. Per ogni coating si sono cercate le migliori condizioni di deposizione. Per il coating TO, depositato utilizzando il dip-coating, le condizioni migliori si sono ottenute al 50% di umidità relativa e 35 rpm di velocità di estrazione, in queste condizioni il coating era omogeneo con angolo di contatto statico pari a 105,1° ± 1,4°, angolo di avanzamento pari a 108,9° ± 0,4 e isteresi 11,2° ± 0,7°, con uno spessore del rivestimento di 464 nm. Per il coating LIS, preparato a partire da nanoparticelle di silice funzionalizzate con OTES, è stato misurato il diametro medio delle nanoparticelle utilizzando il SEM e, nelle condizioni ottimali, si sono ottenute nanoparticelle con un diametro di 51 nm. Le nanoparticelle sono state depositate per spray coating e impregnate con olio siliconico, dopo l’impregnazione si sono ottenuti un valore di angolo di contatto statico pari a 108,6° ± 0,4°, un angolo di avanzamento pari a 108,9° ± 0,9° e un’isteresi di 3,4° ± 0,9°. Per entrambi i rivestimenti i risultati ottenuti sono soddisfacenti, in generale ritardano la formazione del ghiaccio sulla superficie, in particolare la probabilità di ghiacciamento su TO è di 21% mentre sulla LIS è di 17%, decisamente migliore di quella del silicio di 45% usato come riferimento. È stato ottenuto un tempo di ghiacciamento medio di 16,5 s e 27,8 s, rispettivamente per TO e LIS, maggiore rispetto al riferimento che è di 13,6 s. Le proprietà di bagnabilità rimangono costanti anche a temperature inferiori allo 0, tuttavia, la durabilità del TO è migliore rispetto a quella della LIS perché resiste a 25 cicli di ghiacciamento/sghiacciamento, rispetto ai 15 cicli della LIS. I rivestimenti sintetizzati si sono rivelati due alternative promettenti per applicazioni antighiaccio, altri test sono da mettere a punto come quello dell’adesione del ghiaccio, prima di poter confermare che la loro applicazione possa diventare di carattere commerciale.