Biopolimeri

Molecole altamente biodegradabili dalle caratteristiche simili alla plastica convenzionale

Sebbene la parola biopolimero indichi genericamente una macromolecola di interesse biologico, il termine si riferisce oggi soprattutto alle bioplastiche caratterizzate da un elevato grado di biodegradabilità.

La biodegradazione è un processo di decomposizione naturale irreversibile, il cui risultato finale è la modificazione completa delle proprietà e della struttura del materiale originario. Una volta che la biodegradazione giunge al termine, le sostanze di partenza saranno state trasformate negli elementi chimici di base che le compongono: acqua, anidride carbonica e sali minerali.

In condizioni ambientali naturali, i materiali biodegradabili si decompongono per azione di agenti biologici come batteri, piante, animali e altri fattori, quali il sole e l’acqua.

I biopolimeri si suddividono in tre categorie:

I polimeri da sintesi chimica, come PGA (acido poliglicolico), PLA (acido polilattico), alcol polivinilico, PEO (ossido polietilenico), che non possiedono tutte le proprietà delle plastiche convenzionali.
Le plastiche biodegradabili a base di amido, che sono biodegradabili solo in parte perché composte da un mix di amido e plastiche.
I poliidrossialcanoati, che vantano proprietà simili a quelle delle plastiche convenzionali offrendo l’ulteriore vantaggio di essere totalmente biodegradabili.

L’acido polilattico: il polimero biocompatibile derivato dall’acido lattico

L’acido polilattico è noto fin dal 1932. Viene sintetizzato su scala industriale a partire dall’acido lattico, il quale può a sua volta essere prodotto attraverso la fermentazione batterica di mais, grano, canna da zucchero o materiali di scarto di lavorazioni agricole, che contengono amido.

Si tratta di un materiale biocompatibile, ovvero che non ha effetti nocivi sull’organismo con il quale entra in contatto. Vanta inoltre proprietà ottiche, meccaniche, termiche e di barriera paragonabili a quelle di plastiche convenzionali come PP, PS e PET.

I poliidrossialcanoati: i polimeri derivati dalla fermentazione di zuccheri

I poliidrossialcanoati (PHA) sono poliesteri lineari, termoplastici, non idrosolubili, biodegradabili e biocompatibili sintetizzati attraverso la fermentazione batterica di zuccheri o la sintesi chimica.

Alcuni poliidrossialcanoati hanno caratteristiche simili al polipropilene, altri a quelle del polietilene a bassa densità. Tra i PHA, il polimero più utilizzato è il poliidrossibutirrato (PHB): è stato scoperto negli anni Venti sotto forma di granuli all’interno di batteri, che lo accumulano come fonte di energia in risposta allo stress fisiologico.

L’alcol polivinilico: il polimero organico derivato dall’idrolisi degli esteri polivinilici

L’alcol polivinilico (PVOH) è un polimero organico di sintesi composto da unità ripetute del monomero di alcol vinilico, e ottenuto indirettamente per idrolisi alcalina dell’acetato di polivinile (PVA).

Durante la fase di sintesi chimica, il monitoraggio di fattori quali il peso molecolare, la quantità di reticolazioni e il grado di idrolisi permette di controllare le proprietà fisiche delle molecole di PVOH da ottenere: robustezza, fragilità, solubilità in acqua e altre ancora.

L’alcol polivinilico è un polimero solubile in acqua, resistente agli oli e ai solventi, totalmente biodegradabile e che si dissolve rapidamente.

Biopolimeri

Molecole altamente biodegradabili dalle caratteristiche simili alla plastica convenzionale

L’acido polilattico: il polimero biocompatibile derivato dall’acido lattico

I poliidrossialcanoati: i polimeri derivati dalla fermentazione di zuccheri

L’alcol polivinilico: il polimero organico derivato dall’idrolisi degli esteri polivinilici

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