Compositi biodegradabili con elevate proprietà meccaniche e termiche

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Lo sviluppo di plastiche biodegradabili a basso costo ed ecologiche consente di ridurre la quantità di rifiuti di plastica, che ormai è il primo problema ambientale del pianeta. Tra i polimeri completamente biodegradabili sviluppati fino ad oggi, il “polibutirrato“, poli(butilene adipato-co-tereftalato) (PBAT), è considerato l’alternativa più adatta al polietilene a bassa diversità, con cui condivide molte proprietà importanti, tra cui la flessibilità e la capacità di assorbire energia di deformazione elastica in seguito ad urto, proprietà nota come resilienza.

Il PBAT è principalmente usato come additivo per materie plastiche biodegradabili rigide, per le quali aumenta la flessibilità. Ad esempio, il PBAT è ideale per formare miscele con altri polimeri biodegradabili che hanno un modulo elastico e una resistenza elevati, ma sono molto fragili, come ad esempio il PLA, acido polilattico. Le miscele PBAT/PLA hanno eccellenti proprietà meccaniche, in particolare un’elevata tenacità.

Tuttavia, il PBAT ha qualche inconveniente. Innanzi tutto è un derivato del petrolio e questo va contro la tendenza a favorire il più possibile l’uso delle sostanze provenienti da fonti rinnovabili. Inoltre, sebbene sia in commercio ormai da qualche decennio, il suo uso negli imballaggi non si è ancora largamente diffuso a causa degli elevati costi di produzione e delle sue proprietà meccaniche e termiche non all’altezza dei polimeri non biodegradabili che oggi vengono usati.

Se si riuscisse a migliorare le proprietà del PBAT, si potrebbe immaginare un utilizzo molto più ampio del PBAT in un prossimo futuro. Una strategia efficace per migliorare le proprietà meccaniche e termiche del PBAT è il suo inserimento in compositi assieme ad agenti di rinforzo. Un materiale composito è un materiale costituito da due o più fasi diverse, le cui proprietà sono spesso molto migliori di quelle delle singole fasi che lo costituiscono.

Esempi di materiali compositi presenti in natura sono il legno, in cui le fibre di cellulosa sono disperse in una fase di lignina. Ovviamente le proprietà del prodotto finale dipendono non solo dalle proprietà di partenza delle singole fasi, ma anche dal loro grado di compatibilità, dalla microstruttura e dalla morfologia del composito finale, che sono caratteristiche non sempre facili da ottenere.

Il presente è un’anticipazione dell’articolo che uscirà sul prossimo numero  della Rivista Macchine Alimentari. Per avere maggiori informazioni potete scrivere a redazione@macchinealimentari.it

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