Il processo di impregnazione assistita dal biossido di carbonio in condizioni supercritiche (“CO2 supercritica”) sta emergendo come un metodo efficace per incorporare composti attivi nei polimeri.
La CO2 non è infiammabile, è insapore, inodore e ha basso costo, bassa tossicità e basso impatto ambientale. Il biossido di carbonio è un gas in condizioni di temperatura e pressione ambiente (25°C e 1 atm), mentre è un solido chiamato ghiaccio secco quando è congelato. Se la temperatura e la pressione sono entrambe aumentate oltre il punto critico (31,10°C e 72,9 atm), la CO2 si comporta come un fluido supercritico, cioè adotta proprietà a metà strada tra un gas e un liquido: come un gas, espande il suo volume per riempire completamente il suo contenitore, ma ha la stessa densità che avrebbe se fosse un liquido.
Il processo di impregnazione assistita da CO2 supercritica è attualmente usato su scala industriale per la tintura dei tessuti, a causa dei numerosi vantaggi offerti rispetto al tradizionale processo di tintura ad acqua. Infatti, la CO2 ha un’elevata diffusione e questo processo consente di ottenere tessuti tinti senza usare solventi ed operando a basse temperature, il che consente di utilizzare con tranquillità anche sostanze termolabili.
Inoltre, alla fine del processo non è necessario far evaporare l’acqua dal materiale colorato, non si hanno acque reflue da trattare e da smaltire. Questo esempio fa intuire il grande potenziale che questo processo può avere su scala industriale per altre applicazioni, come ad esempio quelle correlate ai materiali per il packaging alimentare. Nell’industria alimentare, questo processo si sta diffondendo come una tecnica alternativa ai processi convenzionali di estrusione e di coating per incorporare i composti attivi in un polimero, sia per proteggerli contro la degradazione sia per lo sviluppo di imballaggi attivi.
In questo quadro, un articolo di A. Rojas et al., del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari dell’Università di Santiago del Cile (Critical reviews in food science and nutrition, pubblicato sul web il 7 febbraio 2019), riassume i vantaggi associati al processo di impregnazione assistita dalla CO2 supercritica. In questo processo, il potere solvente della CO2 nei riguardi del composto attivo, la diffusività della miscela formata dal composto attivo e dalla CO2 supercritica nella matrice polimerica e la bassa tensione superficiale della CO2 supercritica, cioè la sua bassa forza di coesione tra le molecole superficiali, sono i parametri chiave che consentono l’incorporazione di un composto attivo in una matrice polimerica.
