Progettazione e verifica della resistenza all'usura di superfici gerarchiche auto-protettive, ottenute mediante stampaggio ad iniezione di elastomeri termoplastici

La funzionalizzazione di superfici in materiale polimerico trova applicazione in settori quali l'industria biomedica, l'ottica e le tecnologie di anticontraffazione, grazie alla capacità di generare effetti ottici complessi e difficilmente replicabili. Tuttavia, questa grande versatilità è spesso limitata dalla scarsa durabilità delle strutture superficiali, che ne compromette le funzionalità quando i componenti sono esposti a sollecitazioni ambientali esterne. Il presente lavoro di tesi esplora l'impiego di elastomeri termoplastici (SEBS), per migliorare la resistenza all'usura di superfici funzionalizzate mediante strutture gerarchiche. Tali superfici combinano LIPSS, nanostrutture ottenute tramite ablazione con laser pulsato ultraveloce (picosecondi), con griglie protettive su scala microscopica, progettate per proteggere le delicate strutture nanometriche da sollecitazioni meccaniche. Un ulteriore obiettivo è stato quello di approfondire la potenziale industrializzazione di queste superfici. A tal fine, è stato studiato il comportamento del SEBS nel processo di micro-stampaggio a iniezione, un aspetto ancora poco chiaro nella letteratura scientifica. Lo studio ha permesso di valutare l’influenza dei parametri di processo sul comportamento dell’elastomero all’interno della cavità, individuando quelli più rilevanti per ottenere una replicazione ottimale delle strutture. I risultati, ottenuti da prove di usura accelerate con PDMS, hanno mostrato un significativo miglioramento della resistenza all’usura rispetto alle strutture analoghe realizzate in polipropilene (PP). Questi risultati aprono prospettive promettenti sull’impiego di elastomeri termoplastici per migliorare la resistenza all’usura di superfici funzionalizzate, garantendo al contempo la possibilità di una produzione su larga scala.