4green RICERCA / I POLIMERI BIODEGRADABILI
PBSeT ( Polibutilensebacatotereftalato )
Un altro polimero disponibile commercialmente è indicato come PBST anche se sarebbe più corretto indicarlo come PBSeT . Si tratta di una modifica del PBAT in cui acido adipico viene sostituito con l ’ acido sebacico da fonte vegetale , per ottenere un prodotto parzialmente da fonte rinnovabile . I prodotti disponibili commercialmente sono composti da una percentuale di carbonio da fonte rinnovabile di circa il 40 % del carbonio totale contenuto . Un ’ altra possibilità è la sostituzione dell ’ acido sebacico con l ’ acido azelaico prodotto di cui parla la Novamont in varie pubblicazioni . Esiste anche un terpolimero dove al posto dell ’ acido sebacico viene usato l ’ acido succinico spesso anche questo prodotto viene indicato come PBST , anche se più correttamente andrebbe chiamato PBSuT , ha in genere una percentuale di carbonio da fonte rinnovabile tra il 28 ed il 30 %.
Amido ( Poliglucoside )
L ’ amido è un polisaccaride prodotto dalla maggior parte delle piante ed utilizzato come riserva energetica nelle cellule vegetali . Esso è il costituente più abbondante del frumento e dei cereali in genere , tuttavia esso è presente anche da altre parti esempio nei legumi . L ’ amido è il carboidrato di riserva delle piante , immagazzinato come fonte energetica , è sintetizzato per via enzimatica a partire dal glucosio , a sua volta prodotto dalla fotosintesi clorofilliana . L ’ amido ossia la parte ( l ’ alimento ) necessaria al germe per la sua crescita si trova nell ’ endosperma . Nel processo di sintesi si generano due prodotti , l ’ amilosio ( amorfo ) e l ’ amilopectina ( cristallino ) e dalla loro unione si forma l ’ amido . Esso è immagazzinato in forma di granuli , aventi un diametro compreso tra i 2- 100 micron ( a seconda della sua provenienza ). Per estrarre l ’ amido il granturco viene lasciato fermentare 32-48 ore così da rendere facile la separazione del germe dall ’ endosperma . Successivamente l ’ endosperma viene macinato , filtrato , centrifugato ... per eliminare qualsiasi residuo di fibre , proteine o residui di germe . Una volta essiccato è pronto per la commercializzazione . L ’ amido chimicamente è un polimero dell ’ alfa-glucosio ( poliglucoside ) nel quale si distinguono due costituenti : l ’ amilosio e l ’ amilopectina . L ’ amilosio presenta una struttura lineare , dove le singole unità ripetitive sono legate tra loro mediante il legame alfa-1,4 . La struttura lineare fa sì che il comportamento dell ’ amilosio sia simile a quello dei più comuni polimeri sintetici . Il peso molecolare di questo particolare polisaccaride varia a seconda della sua provenienza ( amido di mais , amido di patate …) e dalle condizioni di processo utilizzate in fase di estrazione . Solitamente è compreso tra 10 5 e 10 6 . L ’ amilopectina invece è caratterizzata da una struttura ramificata costituita da piccole catene lineari , uguali a quelle dell ’ amilosio , collegate alla catena principale tramite legami alfa 1,6 . Le dimensioni dell ’ amilopectina sono decisamente più grandi ( il suo peso molecolare oscilla tra 107 e 109 ) le sue ramificazioni riducono la mobilità delle catene impedendo che esse si orientino e si avvicinino in modo da formare legami ad idrogeno . Il rapporto tra amilosio e amilopectina è molto importante perché , al variare di quest ’ ultimo , corrispondono nei materiali con caratteristiche e proprietà differenti . La maggior parte degli amidi sono semicristallini e il grado di cristallinità varia tra il 20 % e il 45 %. Da un punto di vista tecnologico la proprietà più importante dell ’ amido è la sua capacità di assorbire acqua . Esistono principalmente due modi di impiegare l ’ amido in applicazioni collegate alle materie plastiche 1 ) quella in cui è usato come filler senza modificazioni , 2 ) quella in cui l ’ amido opportunamente trattato con un plastificante diviene esso stesso un polimero termoplastico ( chiamato TPS ) e solitamente viene usato in blend con altri polimeri quali PVOH , PBS , PBAT , PLA , ecc .
PVOH
Infine , non è possibile concludere un articolo sui polimeri biodegradabili senza citare un polimero molto noto anche se non necessariamente per la sua proprietà di essere biodegradabile : il Polivinl alcool è un polimero idrosolubile . Il PVOH ha un punto di fusione di 180-190 ° C . Ha un peso molecolare compreso tra 26.000 e 30.000 . Il PVOH è facilmente biodegradabile , il monomero , l ’ alcool vinilico , esiste quasi esclusivamente come forma tautomerica , l ’ acetaldeide . Il PVOH viene preparato mediante idrolisi parziale o completa del polivinil acetato . Ovviamente la reazione può anche essere parziale per cui oltre ai gruppi OH ne restano una parte di acetato . Il PVOH è una polvere granulare inodore , traslucida , bianca o color crema . Può essere usato come film protettivo per compresse quali quelle degli integratori alimentari e / o farmaci . Il PVOH come il PVC necessità di un plastificante per essere lavorato come un comune polimero termoplastico , di solito il plastificante utilizzato è la glicerina . Il PVOH ha ottime proprietà emulsionanti ed adesive . Resiste agli oli , ai grassi e a diversi solventi . Ha elevata resistenza alla trazione e flessibilità , nonché elevate proprietà di barriera all ’ ossigeno e agli aromi . Tuttavia , queste proprietà dipendono dall ’ umidità , in altre parole , quando è esposto all ’ umidità ambientale tende ad assorbire acqua , perdendo via via la resistenza alla trazione del PVOH . Il PVOH è completamente degradabile e si scioglie in acqua abbastanza rapidamente . Il polivinil alcool è il polimero sintetico , solubile in acqua , più prodotto nel mondo . Il meccanismo di biodegradazione generalmente accettato è attraverso un processo in due fasi ossidazione del gruppo idrossile seguito da idrolisi . La biodegradazione del PVOH è influenzata dalla configurazione stereo-chimica dei gruppi idrossilici di PVOH . Il materiale isotattico di PVOH è più facilmente degradabile . È stata studiata la degradazione microbica del PVOH , nonché la sua degradazione enzimatica da parte dei batteri del suolo del ceppo Pseudomonas . Il PVOH è stato studiato ampiamente a causa della sua buona biodegradabilità e delle proprietà meccaniche , esso è un candidato per la sostituzione delle plastiche tradizionali negli articoli monouso e biodegradabili . La sua solubilità , la reattività e la biodegradabilità lo rendono un materiale potenzialmente utile in aree biomediche , agricole .
30 I GIUGNO 2022 I PLAST4GREEN