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“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


- PROPRIETÀ TERMOMECCANICHE

- PROPRIETÀ BARRIERA

- STUDI DI FOTOOSSIDAZIONE

- PROPRIETÀ DI RITARDO ALLA FIAMMA

PROBLEMATICHE


Gruppo PlastAL - DISAT


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


CASI STUDIO


• 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


PLA_20PHB_Cl

PLA_50PHB_Cl

L’analisi SEM mostra una buona distribuzione della nanocarica

Caratterizzazione Morfologica



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 Meccaniche – Utilizzo di cariche naturali

D. Battegazzore et al. J Polym Environ (2014) 22:88-98


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


Fotossidazione: Studio dei meccanismi


S. Bocchini et al. / Biomacromolecules 2010, 11, 2919-2926

Fotossidazione: Studio dei meccanismi


S. Bocchini et al. / eXPRESS Pol. Lett. 2013, 7, 431-442

Fotossidazione: effetto delle cariche


Ritardo alla fiamma: prove di infiammabilità

W. Ping et al., European Polymer Journal, 49 (2013) 932-939


SOURCE

VOLATILE PRODUCTS

O2

FLAME

AIRFLOW

HEAT

O2

BALANCE

POLYMER

SOURCE

Ritardo alla fiamma: comportamento alla combustione


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


Una opportunità di sviluppo

Grazie

Alberto Frache

Politecnico di Torino

Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia

Problematiche del PLA?

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