Plastiche degradabili

Le materie plastiche presentano innumerevoli vantaggi  tra i quali:

–           facilità di lavorazione

–           idrorepellenza

–           resistenza alla corrosione

–           inattaccabilità da parte di batteri e funghi

–           economicità e versatilità

I rifiuti plastici, tuttavia, non sono biodegradabili, né possono essere bruciati perché genererebbero diossina e costituiscono un problema di impatto ambientale a danno dell’ecosistema. Inoltre le materie plastiche sono ottenute, nella maggior parte dei casi, da combustibili fossili non rinnovabili. Sono in via di sviluppo metodi atti a riciclare tali sostanze tra i quali la conversione di polimeri in monomeri e  il cracking dei polimeri stessi, ma i chimici stanno studiando soluzioni alternative come, ad esempio, le plastiche prodotte da fonti rinnovabili o fotodegradabili.

I poliidrossibutanoati (PHA) sono delle plastiche degradabili ottenute da fonti rinnovabili e rivestono particolare interesse per le loro proprietà fisiche, chimiche, meccaniche e di biodegradabilità. Sono dei poliesteri termoplastici sintetizzati da oltre 90 generi di batteri Gram + e Gram -.

In condizioni particolari di coltura quale la carenza di qualche nutriente come azoto, fosforo e zolfo, si accumulano nei batteri sotto forma di granuli microscopici attraverso la fermentazione di zuccheri o lipidi. Hanno formula:

struttura

Tra questi polimeri il più conosciuto è il poliidrossibutanoato (PHB) noto anche con il nome di poliidrossibutirrato prodotto dalla fermentazione di soluzioni di glucosio a cui è stato aggiunto acido propanoico.

polimero

E’ un polimero termoplastico, isotattico ad elevata cristallinità simile al polipropilene isotattico, ma a differenza di questo ha un temperatura di transizione vetrosa troppo elevata e una resistenza all’urto troppo bassa. E’ insolubile in acqua e resistente alle radiazioni U.V. Viene inoltre idrolizzato facilmente dagli acidi e pertanto può essere facilmente degradato.

A questa categoria di macromolecole appartiene i copolimero noto con il nome di Biopol. Esso è un copolimero di tipo random a blocchi di PHB e di poliidrossipentanoato noto anche con il nome di poliidrossivalerato (PHV). Viene usato come film per avvolgere alimenti, rivestimenti per carta e per usi medici tra cui rivestimenti per farmaci.

Vi sono poi le plastiche ottenute da combustibili fossili che, nonostante non siano ottenute da processi biologici, sono comunque degradabili. Un esempio è costituito da polimeri sintetici come il polietilene che presenta dei granuli incapsulati nella struttura. Tali granuli possono essere degradati da batteri e i minuscoli frammenti prodotti ottenuti si degradano molto più rapidamente rispetto al tradizionale polietilene.

Un altro polimero degradabile ottenuto da combustibili fossili è il policaprolattone (PCL)

Policaprolattone

Esso, a causa dei legami esterei, si degrada per idrolisi con lo stesso meccanismo che avviene nel corpo umano; pertanto è utilizzato in campo medico per la realizzazione di impianti di lunga durata. Il polimero è un solido bianco che se riscaldato può essere facilmente modellato.

Vi sono poi polimeri fotodegradabili il cui processo di degradazione avviene per azione della luce solare. Essi presentano gruppi funzionali quali i gruppi carbonilici che assorbono la radiazione U.V. e immagazzinano energia sufficiente per rompere i legami frammentando così il polimero. Tali frammenti degradano più rapidamente rispetto alle catene lunghe. Tuttavia essi presentano lo svantaggio di essere ottenuti da combustibili fossili.

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Author: Chimicamo

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