Descrizione:
L’attività di tesi, che si inserisce in un progetto finanziato dalla Regione Veneto, ha forte connotazione industriale in quanto l’incremento di alcune caratteristiche di polimeri biodegradabili è un tema di interesse da parte di alcuni distretti produttivi della regione Veneto come il Distretto del Packaging e quello della Gomma e delle Materie Plastiche e di numerose imprese, anche locali, che operano in settori quali packaging, ingegneria civile, trasporti, ecc.
La biodegradabilità di molti biopolimeri è attribuibile in prima approssimazione alla elevata permeabilità al vapor acqueo e alla elevata capacità di assorbire l’acqua, dando luogo a fenomeni di rigonfiamento, che portano ad un aumento significativo della permeabilità a gas e ad un acceleramento del processo di degradazione. I polimeri a base di amido ad esempio mostrano una permeabilità all’ossigeno molto bassa (43 cm³/m²/min/bar mentre quella dell’LDPE è pari a 1880) che li renderebbe molto interessanti per molte applicazioni nel campo del packaging. La permeabilità al vapor acqueo al contrario è molto alta (4708 cm³/m² mentre quella dell’LDPE è pari a 0.7). Questa sensibilità all’umidità e il rapido invecchiamento che ne deriva rende tali materiali inutilizzabili per molte applicazioni. Alcuni dei biopolimeri più interessanti per l’impiego in settori di commodity hanno inoltre altri tipi di problemi come insoddisfacenti proprietà meccaniche e di processabilità o una bassa stabilità termica. E’ il caso per esempio del PLA, che avendo una Tg di 55-59 °C non permette di essere utilizzato sopra i 50 °C. Oltre alle proprietà termiche anche le proprietà meccaniche dovrebbero essere migliorate, è un polimero rigido e fragile e questo limita fortemente il campo di applicazione.
Lo svolgimento della tesi prevede la preparazione attraverso melt blending di diversi materiali a base di polimeri biodegradabili mediante l’aggiunta di diverse percentuali di nanocariche opportune disponibili nel mercato per il miglioramento di alcune performances del polimero stesso.
La caratterizzazione dei materiali avverrà mediante utilizzo di microscopio a scansione elettronica, microscopio a forza atomica, termogravimetria, spettrofotometria IR e micro-Raman, ecc. Verranno inoltre valutate la permeabilità ai gas e le caratteristiche meccaniche dei materiali ottenuti.
La scelta di modificare il polimero mediante miscelazione nel fuso con macchinari già normalmente presenti nelle aziende che trasformano materie plastiche e di impiegare in primo luogo cariche micro e nanometriche già esistenti in commercio sono fattori che rendono la ricerca particolarmente vicina a una applicabilità industriale.