“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Problematiche del PLA per utilizzi durevoli: esempi di studi di ricerca
Politecnico di Torino
Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia
Department
of Applied Science
and Technology
Alberto Frache
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
- PROPRIETÀ TERMOMECCANICHE
- PROPRIETÀ BARRIERA
- STUDI DI FOTOOSSIDAZIONE
- PROPRIETÀ DI RITARDO ALLA FIAMMA
PROBLEMATICHE
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Gruppo PlastAL - DISAT
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Progetti di Ricerca
EDEN – Progetto europeo fotossidazione e ritardo alla fiamma BIOPACK- Progetto ministeriale – Made in Italy proprietà barriera e termomeccaniche ECOFOOD – Progetto regionale proprietà meccaniche e processing SAFEFOOD CONTROL – Progetto regionale utilizzo di cariche naturali
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
CASI STUDIO
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
• Polyhydroxybutyrate BIOMER P266
•Organic modified montmorillonite Cloisite 20A
Proprietà Termomeccaniche – blend con biopolimeri
O O O
O O
N+
CH3
CH3
HT
HT
• Polylactic acid 3051D (Natureworks)
OO
OO
O
O
O
O
O
* *n
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
PLA_20PHB_Cl
PLA_50PHB_Cl
L’analisi SEM mostra una buona distribuzione della nanocarica
Caratterizzazione Morfologica
Proprietà Termomeccaniche – blend con biopolimeri
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Sample Modulus
25 °C 85 °C
MPa MPa
PLA 2600 <10
PLACl 3900 12
PHB 1900 700
PHBCl 2100 800
PLA20PHB 2700 <10
PLA20PHBCl 2800 27
PLA50PHB 2600 200
PLA50PHBCl 2400 470
Nanocompositi PLA-PHB (20-50 PHB %) possono essere utilizzati avendo buone proprietà meccaniche ad alta temperatura.
Proprietà meccaniche
Proprietà Termomeccaniche – blend con biopolimeri
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Proprietà Meccaniche – Utilizzo di cariche naturali
D. Battegazzore et al. J Polym Environ (2014) 22:88-98
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Sospensione Carica +
Sospensione Carica -
Acqua di lavaggio
Acqua di lavaggio
+
+
_
+
_ 1 ciclo= 1 Bilayer (10-100 nm)
SUBSTRATE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
-------
-------
Proprietà Barriera – Tecnologia Layer by Layer
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014 13
Osservazione al microscopio SEM: struttura lamellare uniforme
Netto miglioramento delle proprietà barriera all’O2
Proprietà Barriera – Deposizione LbL
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Fotossidazione: Studio dei meccanismi
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
S. Bocchini et al. / Biomacromolecules 2010, 11, 2919-2926
Fotossidazione: Studio dei meccanismi
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
S. Bocchini et al. / eXPRESS Pol. Lett. 2013, 7, 431-442
Fotossidazione: effetto delle cariche
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
Ritardo alla fiamma: prove di infiammabilità
W. Ping et al., European Polymer Journal, 49 (2013) 932-939
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
SOURCE
VOLATILE PRODUCTS
O2
FLAME
AIRFLOW
HEAT
O2
BALANCE
POLYMER
SOURCE
Ritardo alla fiamma: comportamento alla combustione
“Opportunità Applicative del PLA: Problematiche e Aspettative” Alessandria, 25 Febbraio 2014
SAMPLE TTI (s)
pKHRR (MJ/m2)
THR (MW/m
2) PLA 67 415 63
PLA 1% Fl 71 410 62
PLA2.5% Cl20A 59 415 61
PLA5% Cl20A 60 364 60
PLA2.5% Cl30B 57 392 67
PLA5% Cl30B 59 303 62
PLA 1% GR 44 403 70
PLA 2.5% GR 42 395 67
PLA 5% GR 43 374 45
PLA 10% GR 58 293 55
Ritardo alla fiamma: comportamento alla combustione
W. Ping et al. Polymer 2013, 58 n°5, 361-364