Chimica : polimero PHA

PHA

poliidrossialcanoati

Polimero

un polimero è una macromolecola a elevata massa molecolare, ottenuta dalla ripetizione di molecole semplici chiamate monomeri e legate tra loro da legami covalenti.

Classificazione dei polimeri in base al campo di applicazione

Fibre

Elastomeri

Resine

Struttura polimeri

A rami incrociati

Reticolata

Ramificata

Lineare

Unità monomeriche che si ripetono tutte uguali lungo la catena, unite da un estremo all’altro

Dalla catena partono ramificazioni laterali, generati da reazioni laterali che avvengono durante il processo di sintesi

I monomeri formano tre o più legami covalenti formando reti tridimensionali

Le catene lineari adiacenti sono unite in vari punti da legami covalenti

IL PHA

I poliidrossialcanoati (PHA) sono poliesteri lineari prodotti dalla fermentazione batterica di zuccheri e lipidi.Questi materiali sono biodegradabili e sono usati nella produzione di bioplastiche. (Biopolimeri)

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Procedimento biosintesi

02

03

01

Isolamento e purificazione

Miscelazione e trasformazione in granulo.

Fermentazione

Proprietà ed applicazioni

I poliidrossialcanoati sono polimeri termoplastici, possono essere lavorati con attrezzature convenzionali, e sono, a seconda della loro composizione, duttili e più o meno elastici, differiscono nelle loro proprietà in base alla loro composizione chimica. Sono stabili all' UV, a differenza di altri tipi di bioplastiche derivate da polimeri come l'acido polilattico (PLA), e mostrano una bassa permeabilità all'acqua. La cristallinità può essere compresa nell'intervallo di piccole percentuali o fino al 70%. La lavorabilità, la resistenza all'urto e la flessibilità migliorano con una percentuale maggiore di valerato nel materiale.

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Grazie!

Resine

A seconda del loro comportamento al calore si distinguono in termoplastici e termoindurenti.• I composti termoplastici, come il polietilene, se riscaldati, fondono, potendo così essere sagomati in stampi dove solidificano per raffreddamento. Il processo di fusione e solidificazione è reversibile. • I termoindurenti, come le resine epossidiche e fenoliche, se sottoposti a calore, subiscono trasformazioni chimiche irreversibili e non mostrano un comportamento plastico.

Elastomeri

Gli elastomeri, o gomme, sono materiali che hanno la caratteristica di potersi allungare in modo significativo sotto sforzo, con un rapido ritorno alle dimensioni originarie una volta cessato il carico che ne ha provocato l'allungamento. Attualmente sono utilizzati soprattutto elastomeri sintetici, sia per limitare il consumo di gomma naturale, sia perché la sintesi permette di ottenere materiali con caratteristiche tecnologiche decisamente superiori.

Fibre

Le fibre polimeriche, infine, come dice il termine stesso, sono materiali che si presentano sotto forma di filamento o che possono essere preparati in questa forma . Le fibre possono essere sia naturali (cotone, lino, seta) sia sintetiche, come il nylon. Quelle di più recente sintesi (come le fibre di carbonio, le microfibre e le fibre di vetro) presentano eccezionali proprietà di leggerezza e resistenza.

Biopolimeri

I biopolimeri sono materiali derivati da fonti rinnovabili di origine vegetale (amido di mais, patate o frumento, lignina e cellulosa) e da materiali di scarto di varia provenienza; hanno la caratteristica di essere biodegradabili e compostabili.

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Fermentazione

La produzione di PHA inizia con una coltura batterica su scala ridotta, poi trasferita in un reattore più grande come fonte di carbonio per la sintesi di PHA. Gli scarti dello zucchero alimentano la crescita batterica e l'accumulo di PHA. Questo processo ad alto rendimento produce un PHA biodegradabile adatto a molteplici usi.

Isolamento e purificazione

Dopo che le cellule batteriche hanno accumulato PHA, si procede all'isolamento del polimero. La membrana cellulare viene rotta per estrarre la sostanza contenente PHA, che viene poi essiccata per rimuovere l'umidità e lavata per eliminare eventuali impurità. Infine, il PHA viene ridotto in polvere per semplificarne la lavorazione e la successiva trasformazione.

Miscelazione e trasformazione in granulo

La polvere di PHA ottenuta viene miscelata con additivi o modulatori desiderati e trasformata in granuli attraverso processi di fusione e granulazione. Questi granuli di PHA sono quindi pronti per essere impiegati in diverse applicazioni, come la produzione di film, imballaggi e altri articoli in plastica biodegradabile.