Tipologie di plastiche biodegradabili e come vengono prodotte
preliminare
La plastica convenzionale è diventata una risorsa essenziale nella vita di tutti i giorni, utilizzata in una varietà di applicazioni, dagli imballaggi alimentari ai prodotti di consumo. Tuttavia, il suo impatto negativo sull'ambiente ha stimolato la ricerca di alternative più ecocompatibili, tra cui la plastica biodegradabile. La plastica biodegradabile è un tipo di plastica che può essere scomposta dai microrganismi in composti innocui per l'ambiente. Questo articolo illustrerà i vari tipi di plastica biodegradabile disponibili e il loro processo di produzione.
Tipi di plastica biodegradabile
1. Acido polilattico (PLA)
Il PLA è una plastica biodegradabile prodotta da risorse rinnovabili, come mais o canna da zucchero. Viene spesso utilizzato per bottiglie, imballaggi alimentari e persino come filamento per la stampa 3D. Il PLA si decompone in ambienti di compostaggio industriale entro 1-6 mesi.
2. Poliidrossialcanoati (PHA)
Il PHA è un poliestere naturale prodotto da microrganismi attraverso la fermentazione di zuccheri o lipidi. Il PHA ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui la produzione di sacchetti di plastica, imballaggi e persino alcune applicazioni mediche. Il PHA è completamente biodegradabile e può decomporsi sia in ambienti marini che nel suolo.
3. Materie plastiche a base di amido
Le plastiche a base di amido sono miscele di amido naturale (solitamente derivato da mais, patate o grano) con plastiche sintetiche o altre plastiche biodegradabili. Le plastiche a base di amido possono essere utilizzate per realizzare sacchetti per la spesa, pellicole alimentari e per diverse applicazioni agricole.
4. Acido poliglicolico (PGA)
Il PGA è un tipo di plastica biodegradabile spesso utilizzato in applicazioni mediche, come ad esempio le suture chirurgiche biodegradabili. Il PGA possiede eccellenti proprietà di biodegradazione e può decomporsi completamente in pochi mesi se esposto a un ambiente umido.
5. Succinato di polibutilene (PBS)
Il PBS è un poliestere biodegradabile con proprietà meccaniche e termiche simili alle plastiche convenzionali (come il polietilene). Il PBS è spesso utilizzato negli imballaggi, nelle stoviglie monouso e in applicazioni agricole. Il PBS si decompone nel terreno e nell'acqua.
6. Materie plastiche a base di cellulosa
Le materie plastiche a base di cellulosa sono prodotte a partire dalla cellulosa, il componente principale delle pareti cellulari delle piante. Queste materie plastiche sono spesso utilizzate nella produzione di pellicole, rivestimenti e in diverse applicazioni di imballaggio. La cellulosa si decompone naturalmente in un arco di tempo che varia da mesi ad anni, a seconda delle condizioni ambientali.
Come realizzare plastica biodegradabile
Il processo di produzione della plastica biodegradabile varia a seconda del tipo di plastica da produrre. Ecco alcuni metodi comuni utilizzati nella produzione di plastica biodegradabile:
Acido polilattico (PLA)
1. Estrazione dello zucchero
Questo processo inizia con l'estrazione dello zucchero da piante come il mais o la canna da zucchero. Questo zucchero viene poi fermentato dai batteri per produrre acido lattico.
2. Polimerizzazione
L'acido lattico risultante viene quindi sottoposto a un processo di polimerizzazione per formare il polilattide, che è una forma polimerica del PLA.
3. Formazione del prodotto finale
Il PLA liquido viene versato in stampi o estruso per formare prodotti finali come fogli di plastica, bottiglie o filamenti per la stampa 3D.
Poliidrossialcanoati (PHA)
1. Fermentazione
I microrganismi, come i batteri, vengono coltivati in un mezzo di fermentazione ricco di carbonio, ad esempio zuccheri o lipidi. Questi microrganismi producono PHA come riserva energetica sotto forma di inclusioni all'interno delle loro cellule.
2. Estrazione e purificazione
Successivamente, il PHA viene estratto dai microrganismi e purificato per rimuovere gli ingredienti non-PHA.
3. Formazione del prodotto finale
Questa miscela di PHA viene poi ulteriormente lavorata in base alle esigenze industriali, ad esempio, trasformata in sacchetti di plastica o materiali di imballaggio.
Materie plastiche a base di amido
1. Estrazione dell'amido
L'amido viene estratto da fonti naturali come mais, patate o grano.
2. Miscelazione con altre materie plastiche
L'amido estratto viene quindi miscelato con altre plastiche biodegradabili o agenti leganti, ottenendo un materiale composito che può essere utilizzato per una varietà di applicazioni.
3. Formazione del prodotto finale
Questo materiale composito viene quindi trasformato, tramite un processo di stampaggio o estrusione, in un prodotto finale come una borsa della spesa o un involucro alimentare.
Acido poliglicolico (PGA)
1. Polimerizzazione del glicolide
Il PGA viene prodotto attraverso la polimerizzazione dei glicolidi, che sono diesteri dell'acido glicolico.
2. Purificazione
Dopo la polimerizzazione, il PGA viene cristallizzato e purificato per rimuovere i reagenti residui e i residui del processo di polimerizzazione.
3. Formazione del prodotto finale
Il PGA pronto all'uso può quindi essere trasformato in prodotti finali come suture chirurgiche biodegradabili o altri materiali per impianti medici.
Succinato di polibutilene (PBS)
1. Polimerizzazione
Il PBS viene prodotto dalla copolimerizzazione di succinato e butandiolo attraverso un processo di polimerizzazione convenzionale.
2. Purificazione
Dopo la polimerizzazione, il PBS viene purificato per rimuovere i monomeri e i catalizzatori residui.
3. Formazione del prodotto finale
Il PBS purificato può essere estruso o stampato per produrre prodotti finali come posate monouso o pellicole di plastica.
Materie plastiche a base di cellulosa
1. Estrazione della cellulosa
La cellulosa viene estratta da fonti naturali come il legno o il cotone.
2. Modifica chimica
La cellulosa estratta viene poi modificata mediante processi chimici come l'esterificazione o l'eterificazione per migliorarne le proprietà come plastica.
3. Formazione del prodotto finale
La cellulosa modificata viene infine utilizzata nella produzione di prodotti finali mediante stampaggio o estrusione.
conclusione
Le plastiche biodegradabili offrono una soluzione più ecologica rispetto alle plastiche convenzionali, con una varietà di tipologie e metodi di produzione adatti a diverse applicazioni. Comprendendo le tipologie di plastiche biodegradabili e i relativi metodi di produzione, potremo, si spera, scegliere e utilizzare i prodotti in plastica in modo più consapevole, contribuendo così alla salvaguardia dell'ambiente.
Riferimento
– Leja, K., & Lewandowicz, G. (2010). Biodegradazione dei polimeri e polimeri biodegradabili: una rassegna. Polish Journal of Environmental Studies, 19(2), 255-266.
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A., & Ahmed, S. (2008). Degradazione biologica delle materie plastiche: una revisione completa. Biotechnology advances, 26(3), 246-265.
