Oltre al miglioramento delle proprietà barriera, l’incorporazione delle nanoargille nei polimeri porta i seguenti vantaggi aggiuntivi:
• miglioramento delle proprietà meccaniche, della stabilità termica e della resistenza al fuoco di diversi polimeri, come ad esempio il polietilene, il polipropilene, il nylon 6 e il polietilene tereftalato;
• alleggerimento del materiale da imballaggio, con conseguente risparmio nei costi di trasporto, di stoccaggio e di smaltimento finale;
• aumento della biodegradabilità;
• eliminazione di costosi processi secondari, come ad esempio la laminazione per aumentare le proprietà barriera oppure la finitura meccanica delle superfici, oltre ad un facile riciclo dovuto alla minor complessità dei materiali nanostrutturati;
• riduzione dei tempi e delle temperature di processo, conseguenti al cambiamento delle proprietà fisiche e termiche dei polimeri.
Oltre all’argilla nanometrica, altri nanomateriali possono essere aggiunti ai polimeri a dare materiali innovativi con migliori proprietà meccaniche e di barriera, come ad esempio i nanotubi di carbonio, i rivestimenti nanometrici di ossido di silicio e di ossido di argento. In particolare, una grande attenzione è attualmente focalizzata sui nanotubi di carbonio, sia come monostrati di spessore pari ad un singolo atomo (quindi con ordini di grandezza degli angstrom, dove 1 angstrom è 1 decimo di nanometro), sia come diversi nanotubi concentrici.
I nanotubi hanno modulo elastico e resistenza alla trazione straordinariamente alti (1 TPa e 200 GPa, rispettivamente), quindi l’aggiunta di nanotubi di carbonio a diversi polimeri quali il polipropilene, la poliammide e l’acido polilattico porta ad un significativo miglioramento della resistenza a trazione, del modulo elastico, della durezza e della velocità di trasmissione del vapore acqueo del materiale finale. Sono stati fatti alcuni studi anche sull’aggiunta di nanoparticelle di silice al polipropilene, in cui si è visto che il materiale finale ha migliori proprietà meccaniche e di barriera del polipropilene “puro”. Dagli studi condotti finora, si può quindi concludere che i nanomateriali polimerici sono materiali da imballaggio innovativi con performance migliori rispetto ai materiali esistenti. Attualmente ci sono già diversi alimenti e bevande con imballaggi nanotecnologici sul mercato. Le indagini di mercato prevedono per questi materiali il raggiungimento di un giro di affari di miliardi di dollari nel il settore alimentare per i prossimi 5 anni. Tuttavia, affinché questi materiali innovativi basati sulle nanotecnologie possano avere un pieno successo, occorre che siano soddisfatti tutti i requisiti in materia di sicurezza alimentare (controllo della crescita microbica, ritardo dell’ossidazione e aumento di visibilità di eventuali manomissioni), di qualità del prodotto (mantenimento di sapori e di aromi volatili), e infine di convenienza e sostenibilità.
Bibliografia
C. Silvestre et al., Progress in Polymer Science 36, 2011, 1766
