Polimeri: PLA

PLA

Polimeri: Acido polilattico

molecola di dimensioni molto grandi e di peso molecolare molto elevato

Cos'è un polimero?

Con polimero si intende una formata dalla ripetizione in catena da uguali legate tra loro da .

macromolecola

unità strutturali

legami covalenti

non è sinonimo di monomero, che invece è il reagente da cui si forma il polimero

legame chimico in cui due atomi mettono in comune delle coppie di elettroni

Classificazione dei Polimeri

Classificazione dal diagramma sforzo-deformazione

Classificazione per struttura

Classificazione in base al peso molecolare

Altre classificazioni

Diagramma sforzo-deformazione

Una delle classificazioni dei polimeri può essere attuata in base al loro comportamento se sottoposti ad uno sforzo. Il grafico mostra la deformazione di tre categorie di polimeri in funzione dello sforzo. Queste tre categorie sono:

• Fibre
• Resine
• Elastomeri

Sono costituiti da catene lineari, poco ramificate. Diventano malleabili quando vengono riscaldati e tornano allo stato solido quando si raffreddano. Possono essere fusi e rimodellati molte volte, senza subire alterazioni chimiche o degradazioni.

Le resine si dividono a loro volta in composti e .

termoplastici

Sono fatti di catene polimeriche reticolate, il che rende il materiale rigido e insolubile: non può essere fuso senza andare incontro a degradazione chimica. Questo comportamento è dovuto al fatto che le reticolazioni ostacolano la mobilità delle macromolecole, dando luogo a un comportamento fragile.

termoindurenti

Struttura

Classificazione dei polimeri secondo la loro struttura tridimensionale

A rami incrociati

Lineari

Ramificati

Reticolati

Le unità ripetitive, appartenenti ad una singola catena, sono 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

Peso molecolare

102 g/mol

Il peso molecolare serve a dare un'idea delle dimensioni della catena di un polimero. Si misura in g/mol. Corrisponde al grado di polimerizzazione, ovvero il numero medio di unità ripetitive appartenenti ad una catena.

Catene corte e quindi polimeri allo stato liquido o gassoso.

>104 g/mol

103 g/mol

Grado di polimerizzazione elevato, sono solidi e sono anche detti alti polimeri.

Grado di polimerizzazione intermedio, sono solidi cerosi o resine morbide.

Natura dei polimeri

Naturali: composti presenti in natura come i polisaccaridi.

Artificiali: ottenuti dalla modificazione di polimeri naturali.

Sintetici: polimerizzati artificialmente come ad esempio PVC e PET.

Altre Classificazioni dei polimeri

Come si ottengono

Reazioni di addizione: addizione di monomeri insaturi alla catena.

Reazioni di condensazione: reazione di due diversi gruppi funzionali o due diversi monomeri.

PLA: Biopolimero

La bioplastica biodegradabile e compostabile

Occorrono circa 500 anni prima che una bottiglia di plastica finita in mare possa essere attaccata dai batteri.

I biopolimeri sono materiali derivati da fonti rinnovabili di origine vegetale.

Un materiale per essere classificato biopolimero deve essere sia compostabile che biodegradabile.

PLA o acido polilattico

Il PLA è un biopolimero ottenuto dalla polimerizzazione dell'acido lattico

Idrolisi

Fermentazione

Purificazione

L'acido lattico viene separato dalla miscela di fermentazione e purificato prima della polimerizzazione.

Il glucosio viene fatto fermentare da batteri Lactobacillus per ottenere acido lattico, il monomero dell'acido polilattico.

L'amido, estratto dalla biomassa ottenuta con la macinazione del mais, è convertito in glucosio con idrolisi enzimatica.

Polimerizzazione

Proprietà ed impieghi

Grazie alla sua trasparenza, alla stabilità a basse temperature, all'impermeabilità e alla resistenza alle sostanze grasse il PLA viene adoperato principalmente nell'industria alimentare per imballaggi, bottiglie, buste, bicchieri e posate.

Inoltre la sua natura termoplastica e il basso punto di fusione lo rendono un materiale adatto all'estrusione per stampa 3D, rendendolo uno dei materiale più utilizzati in questo campo.

Polimeri: PLA