Idrogeli modificati di PVA: studio del comportamento di fase del PVA in presenza di sali semplici e polimeri

Il poli(vinilalcol) PVA atattico è il polimero idrosolubile sintetico più prodotto negli Stati Uniti ed in Giappone, a causa delle svariate potenzialità applicative che vanno dall’impiego nell’industria tessile alla produzione di membrane per gli imballaggi. Tra le principali caratteristiche del PVA va menzionato il carattere semicristallino nonostante la sua scarsa stereoregolarità, ed una forte tendenza a formare legami idrogeno intra ed intermolecolari a causa della massiccia presenza dei gruppi sulle sue catene. Inoltre le soluzioni acquose di PVA possono dare luogo alla formazione termoreversibile di idrogeli, sotto opportune condizioni. Fin dai primi lavori pionieristici di Pines and Prins, è stato proposto che una separazione di fase delle soluzioni acquose in una fase più ricca di polimero ed un’altra più ricca di solvente fosse alla base della formazione di idrogeli in soluzioni acquose diluite. Komatsu, investigando la relazione tra la gelificazione e la separazione di fase delle soluzioni acquose di PVA in un ampio intervallo di concentrazioni e temperature, ha ottenuto un diagramma di fase, trovando che la formazione dell’idrogelo è determinata dalla segregazione di fase; consistentemente con i risultati di Pines e Prins, la gelificazione parte con la formazione di legami idrogeno seguita dalla cristallizzazione di parte delle catene di PVA. Il ruolo della separazione di fase liquido-liquido nella gelificazione del PVA è stato anche investigato da Wu che ha descritto la struttura degli hydrogels di PVA in termini di un insieme di due fasi: una più ricca ed un’altra più povera di polimero. La dimensione dei domini ricchi di polimero è dell’ordine dei ed è responsabile dell’aspetto opaco degli idrogeli di PVA. Un metodo comunemente impiegato per preparare gli idrogeli di PVA consiste nell’aggiungere ad una soluzione acquosa di polimero sostanze addizionali come il dimetilsolfossido (DMSO). L’organizzazione strutturale degli idrogelo così ottenuti è stata indagata da Kanaya e Takeshita mediante misure di scattering neutronico ad alti e bassi angoli, ed esperimenti di light scattering. Le investigazioni di questi autori hanno mostrato che l’idrogelo consiste di piccole regioni cristalline (cristalliti) le cui dimensioni lineari sono dell’ordine di ~ 70Å, e le distanze dell’ordine di 150-200 Å. Inoltre questi idrogeli posseggono un’organizzazione supramolecolare dovuta alla presenza di domini ricchi in polimero, la cui dimensione è dell’ordine di qualche micron .