Plastiche degradabili da fonti rinnovabili, da combustibili fossili

Da molti anni si lamenta l’inquinamento causato dalla plastica con danni all’ecosistema perciò sono state ottenute 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 . 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.

Plastiche degradabili o fotodegradabili

I poliidrossibutanoati (PHA) sono delle plastiche biodegradabili 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. Inoltre è 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). Esso è usato come film per avvolgere alimenti, rivestimenti per carta e per usi medici tra cui rivestimenti per farmaci.

Plastiche da combustibili fossili

Vi sono poi le plastiche degradabili 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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