AMBIENTE

Nel periodo 2007-2009 Femto Engineering, con il sostegno della Regione Toscana (Decreto dirigenziale n.6427 del 21.12.2007. Progetto 2008/1322), ha sviluppato un progetto relativo allo “studio, individuazione e messa a punto di un processo produttivo finalizzato all’ uso di materie plastiche biodegradabili, per la produzione di parti meccaniche in ambito di electronics packaging” .
Tale studio ed il successivo sviluppo, ha quindi riguardato la messa a punto di un materiale innovativo e del relativo processo produttivo finalizzato all’ottenimento di uno specifico risultato applicativo quale appunto un prodotto tecnico in grado di costituire una valida alternativa alle classiche produzioni in tecnopolimero, fino ad arrivare alla produzione di un prototipo operativo.

Durante lo svolgimento del progetto è stato validato l’uso di uno specifico compound attraverso un’attenta caratterizzazione prestazionale.

La maggior parte dei rifiuti solidi urbani eè composta da beni di consumo e da imballaggi, materiali prodotti a partire da combustibili fossili, che vanno a costituire una fonte di rifiuti non degradabili, il cui smaltimento rappresenta una problematica di vasto interesse.

Il riciclaggio anche se in qualche maniera riduce il problema, ha un peso notevole in termini economici ed energetici per la raccolta dei rifiuti, la separazione, il lavaggio, l’asciugatura, la grigliatura e la rilavorazione. Questo processo rende il materiale più costoso mentre la qualità delle plastiche riciclate è inferiore al quella del materiale vergine.

A partire da queste tematiche si è sviluppato un forte interesse nel mondo della ricerca e dell’industria verso il settore dei polimeri eco-compatibili.

Si tratta di sintetizzare materiali alternativi a quelli di origine petrolchimica, ottenibili da fonti naturali e rinnovabili, senza sottoprodotti inquinanti o dannosi.

L’obiettivo della ns. ricerca è stato quello di valutare e motivare l’applicazione dei polimeri eco-compatibili anche in settori apparentemente più distanti da questo tipo di materiali, operando una attività di caratterizzazione dell’intero processo basata sul confronto fra tali materiali e quelli tradizionalmente disponibili.

Il settore applicativo individuato, è stato quello relativo alle applicazioni legate alla produzione di particolari “tecnici”, quali contenitori e componenti di tipo meccanico. Gran parte degli oggetti di consumo oggi in commercio e’ realizzato facendo uso di polimeri termoplastici derivanti dal petrolio e dai gas naturali. In mezzo secolo questi polimeri hanno saputo conquistare un gran numero di applicazioni grazie al basso costo di produzione ed alla grande versatilità di impiego. Le loro caratteristiche principali sono la rigidezza, la resistenza all’urto, l’impermeabilità all’acqua e la possibilità di ottenere proprietà specifiche attraverso l’uso di additivi quali stabilizzanti, plastificanti, lubrificanti, coloranti.

I polimeri biodegradabili rappresentano una innovazione sviluppata dall’industria chimica basate sull’impiego di fonti rinnovabili come colture agricoli e batteri. Esistono anche polimeri biodegradabili provenienti da fonti non rinnovabili, ma questi non sono stati oggetto del nostro. sviluppo.

I polimeri di origine naturale possono essere divisi in tre categorie fondamentali:

• polimeri ottenuti direttamente da biomasse: polisaccaridi come amido o cellulosa a proteine come la caseina o il glutine;
• polimeri prodotti per sintesi chimica a partire da monomeri rinnovabili prodotti per fermentazione dei carboidrati, come il PLA (acido polilattico);
• polimeri prodotti da microrganismi e batteri geneticamente o non geneticamente modificati.

Consideriamo la seconda categoria: oggi la tecnologia ci permette di isolare l’amido dagli altri componenti della pianta e di trasformarlo in destrosio. Il destrosio, o lo zucchero, viene fatto fermentare per creare l’acido lattico da cui si ricava una molecola chiamata lattide. Eliminando il contenuto di acqua la molecola cristallizza creando un polimero ad alte prestazioni – polilattide (PLA) – la base per realizzare una grande varieta’di materie plastiche e fibre

Nel nostro lavoro di ricerca e sviluppo ci siamo concentrati su gli eco-polimeri maggiormente disponibili in commercio, che peraltro rappresentano le prime due categorie tra quelle sopraelencate.

Le possibilità di impiego di tali polimeri sono limitate dalla loro sensibilità all’umidità, dalla elevata permeabilità al vapor d’acqua e da caratteristiche meccaniche in generale inferiori rispetto a quelle dei polimeri derivati da fonte petrolchimica, ed è per tale motivo che il nostro studio si è rivolto verso una direzione ben precisa, finalizzata al superamento dei limiti indicati. In particolare abbiamo agito lungo due direzioni fondamentali:

• miglioramento delle caratteristiche chimico/fisiche dei materiali al fine di superare i limiti prestazionali propri;
• individuazione e caratterizzazione delle operazioni di preparazione e di post-trattamento necessarie per un processamento tecnologico ottimale del materiale, in termini di omogeneita’ di plastificazione e di massimizzazione delle proprietà meccaniche finali.

I risultati ottenuti sono stati positivi, consentendoci di ottenere un prodotto con ottime caratteristiche chimico/fisiche, tali da portarci a produrre oltre 30mila apparecchi telefonici cordless con le componenti tutte rigorosamente in eco-polimero PLA.

A seguito di tale attività di ricerca abbiamo selezionato uno specifico tipo di compound che costituisce una scelta naturale per molte applicazioni attualmente in uso fornendo un non trascurabile vantaggio competitivo per i nostri clienti anche in termini di costo e di produttività.

La resina è ideale per una grande varietà di applicazioni, con il vantaggio di avere un effetto serra “significantly reduced“, combinando performance con benefici ambientali non trascurabili.