Sviluppo di media nanostrutturati per applicazione in emodialisi

The central topic of the thesis concerns the study of the behavior of PMMA (Polymethylmethacrylate) in the production process of yarns based on nanofibers, for applications in the filtration of organic fluids, such as plasma and blood. The main differences between PMMA and PAN (Polyacrylonitrile), a polymer already widely studied previously, which has given excellent results, have been analyzed. The reason why it is worth studying PMMA in depth lies in the fact that it is more absorbent than PAN, therefore if combined with the right process conditions, it could represent a significant advance in the field of hemodialysis. The entire study was conducted using a high voltage machine, and which at controlled temperature and humidity, allows the production of yarns, i.e. threads with which balls of yarn are subsequently made necessary for the filtration of organic fluids. Despite the use of high molecular weight PMMA, difficulties were encountered in obtaining flexible and resistant yarns, unlike what was previously obtained with PAN, which instead showed excellent performance. Therefore, the optimal concentration of PMMA was studied and an attempt was made to optimize the process, through modifications to the molecular weight, increasing it, since in the previous study a low molecular weight PMMA was used. Furthermore, variations were also made to the temperature, humidity and solvent. Although several attempts were made, none of them led to satisfactory results. Consequently, the use of a blend of PMMA and PAN, the first with positive polarity and the second with negative polarity, is proposed in order to obtain highly absorbent and at the same time resistant yarns.

L'argomento centrale della tesi riguarda lo studio del comportamento del PMMA (Polimetilmetacrilato) nel processo di produzione di yarn a base di nanofibre, per applicazioni nella filtrazione di fluidi organici, come plasma e sangue. Sono state analizzate le principali differenze tra il PMMA e il PAN (Poliacrilonitrile), un polimero già ampiamente studiato in precedenza, il quale ha dato ottimi risultati. La motivazione per cui vale la pena approfondire lo studio del PMMA risiede nel fatto che questo risulti più assorbente rispetto al PAN, dunque se combinato con le giuste condizioni di processo, potrebbe rappresentare un significativo avanzamento nel campo dell'emodialisi. L'intero studio è stato condotto utilizzando un macchinario ad alta tensione, e che a temperatura e umidità controllate, permette la produzione degli yarn, ossia dei fili con i quali vengono successivamente realizzati dei gomitoli necessari per la filtrazione dei fluidi organici. Nonostante l'uso di PMMA ad elevato peso molecolare, si sono riscontrate difficoltà nell’ottenere yarn flessibili e resistenti, a differenza di quanto ottenuto precedentemente con il PAN, il quale ha invece mostrato ottime prestazioni. Pertanto, è stata studiata la concentrazione ottimale di PMMA e si è cercato di ottimizzare il processo, attraverso modifiche al peso molecolare, aumentandolo, poiché nel precedente studio era stato utilizzato un PMMA a basso peso molecolare. Inoltre le variazioni sono state apportate anche alla temperatura, all’umidità e al solvente. Nonostante siano state fatti diversi tentativi, nessuno di essi ha condotto a risultati soddisfacenti. Di conseguenza, si propone l'utilizzo di una miscela di PMMA e PAN, il primo a polarità positiva e il secondo a polarità negativa, al fine di ottenere degli yarn altamente assorbenti e al tempo stesso resistenti.