IT202100032405A1 - Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche - Google Patents

Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche Download PDF

Info

Publication number
IT202100032405A1
IT202100032405A1 IT102021000032405A IT202100032405A IT202100032405A1 IT 202100032405 A1 IT202100032405 A1 IT 202100032405A1 IT 102021000032405 A IT102021000032405 A IT 102021000032405A IT 202100032405 A IT202100032405 A IT 202100032405A IT 202100032405 A1 IT202100032405 A1 IT 202100032405A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
powder
ligninocelluloside
celluloside
combination
group
Prior art date
Application number
IT102021000032405A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniele Bonacchi
Emiliano Ferroni
Original Assignee
Arianna Fibers Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arianna Fibers Srl filed Critical Arianna Fibers Srl
Priority to IT102021000032405A priority Critical patent/IT202100032405A1/it
Publication of IT202100032405A1 publication Critical patent/IT202100032405A1/it

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/126Polymer particles coated by polymer, e.g. core shell structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/002Methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82Heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/905Fillers or reinforcements, e.g. fibres with means for pretreatment of the charges or fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/92Wood chips or wood fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/128Polymer particles coated by inorganic and non-macromolecular organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/02Cellulose; Modified cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2397/00Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C08J2397/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/26Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2491/00Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2491/00Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
    • C08J2491/06Waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)

Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche?
CAMPO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione si inquadra nel settore degli additivi derivanti da fonti rinnovabili per il rinforzo di matrici plastiche. Pi? nello specifico, la presente invenzione riguarda un processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche con agenti compatibilizzanti cos? da rendere dette polveri compatibili con le matrici plastiche a cui vengono aggiunte come additivo.
STATO DELL?ARTE
Negli ultimi anni, numerosi studi si sono concentrati sulla possibilit? di aggiungere polveri derivanti da fonti rinnovabili come, ad esempio, polveri di legno o polveri derivanti dalla macinazione di frutta secca (noci, nocciole, mandorle, etc.), a matrici plastiche sia biodegradabili che non, allo scopo di migliorare sia le propriet? meccaniche che l?aspetto estetico dei materiali plastici finali risultanti, riducendo al contempo l?impatto ambientale di tali materiali.
Tra le varie applicazioni, una delle pi? comuni ? sicuramente quella dei cosiddetti materiali ?wood plastic composite (WPC)? realizzati mediante la dispersione di polveri di legno all?interno di matrici polimeriche.
Generalmente, nelle applicazioni sopra menzionate, sono impiegati dei cosiddetti agenti compatibilizzanti (polimeri o altre molecole contenenti specifici gruppi funzionali), ovvero composti che sono in grado di aumentare la compatibilit? di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche con la matrice plastica prescelta cos? da ottenere un prodotto plastico finale (definito anche come ?compound?) avente migliori propriet? rispetto ad un medesimo compound ottenuto mediante la semplice unione della matrice plastica con le polveri in assenza dei suddetti agenti compatibilizzanti.
Agenti compatibilizzanti noti allo stato dell?arte sono, ad esempio, oli vegetali con funzionalizzazioni sia a base epossidica (come, ad esempio, l?olio di lino epossidato) che maleica.
Le tecniche attualmente note e pi? comunemente impiegate prevedono l?aggiunta della matrice plastica prescelta all?interno di un estrusore assieme ai suddetti agenti compatibilizzanti e alla polvere da fonti rinnovabili in modo da disperdere e compatibilizzare in un unico momento. Un tale processo presenta tuttavia numerosi svantaggi.
Una prima difficolt? riguarda il fatto che, utilizzando direttamente un estrusore per entrambe le operazioni, il tempo di transito della polvere e degli agenti compatibilizzanti all?interno della matrice plastica fusa risulta essere molto breve (circa 1-2 minuti a seconda del set-up della strumentazione) e non consente un utilizzo ottimale degli agenti compatibilizzanti, generalmente utilizzati in eccesso, i quali rimangono spesso intrappolati nella matrice plastica (una volta che essa ? estrusa e raffreddata). Questo comporta lo sviluppo di reazioni parallele indesiderate e/o effetti di essudazione di tali agenti compatibilizzanti dal materiale plastico finale. Inoltre, questo processo non consente di eliminare l?umidit? residua presente nella polvere impiegata creando pertanto diversi problemi sia durante che post estrusione (come, ad esempio, bolle e/o difetti superficiali nel compound) i quali diventano ancora pi? marcati e gravi nel caso di matrici plastiche poliammidiche o a base di poliestere in quanto la presenza di acqua derivante dall?umidit? residua delle polveri promuove la degradazione per idrolisi della matrice plastica stessa.
Infine, ? importante considerare che un tale processo consente di utilizzare facilmente agenti compatibilizzanti solamente in forma di polvere ma, nel caso di compatibilizzanti in forma liquida o semiliquida, ? necessario predisporre specifiche apparecchiature aggiuntive in grado di gestire una tale tipologia di additivi liquidi o semiliquidi.
Anche con queste accortezze aggiuntive, tuttavia, un tale processo non permette l?utilizzo di agenti compatibilizzanti a base di polimeri dispersi in solventi come ad esempio solventi organici, soprattutto se tali solventi presentano temperature di ebollizione inferiori alle temperature di fusione del polimero della matrice plastica prescelta.
Appare pertanto chiaro come permanga nel settore la necessit? di trovare delle metodologie alternative per la funzionalizzazione e conseguente compatibilizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche con materiali plastici al fine di ottenere compound con le propriet? desiderate e senza gli svantaggi sopra elencati.
La presente invenzione risolve le problematiche sopra elencate mettendo a disposizione un processo che, grazie all?impiego di un miscelatore ad alta velocit?, permette di ottenere la funzionalizzazione e la compatibilizzazione di una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica con materiali plastici. Il processo secondo la presente invenzione non presenta problemi legati alla tipologia di agenti compatibilizzanti impiegabili, i quali possono essere utilizzati sia in forma di polvere che in forma liquida o semiliquida e/o dispersi in solventi come, ad esempio, solventi organici. Il processo secondo la presente invenzione permette inoltre di ridurre (e, preferibilmente, eliminare) l?umidit? residua nelle polveri funzionalizzate risultando particolarmente vantaggioso nel caso di applicazioni come additivi all?interno di matrici plastiche sensibili alla presenza di acqua.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un processo per la funzionalizzazione di una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica comprendente almeno un passaggio di miscelare detta polvere con un agente compatibilizzante mediante l?utilizzo di un miscelatore ad alta velocit?, detto passaggio essendo eseguito ad una temperatura di processo superiore a 70 ?C, preferibilmente superiore a 100 ?C, pi? preferibilmente superiore a 120 ?C. Preferibilmente, detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ? scelta nel gruppo costituito da: una polvere di legno, una polvere di gusci di frutta secca macinati, uno scarto agro-alimentare solido, o una loro combinazione.
Preferibilmente, detto agente compatibilizzante ? un polimero scelto nel gruppo costituito da: poliolefine, vinilacetato, polivinil alcol, acetato di cellulosa, o una loro combinazione oppure un composto scelto nel gruppo costituito da olio di lino, anidridi, acidi poliacrilici, silani, composti con funzionalit? maleica, preferibilmente anidridi maleiche, composti con funzionalit? epossidica, preferibilmente olio di lino epossidato, cera d?api, o una loro combinazione. Detto agente compatibilizzante pu? essere in forma liquida o semiliquida, preferibilmente disperso in un solvente polare o apolare scelto nel gruppo costituito da: acqua, etilen glicole, propilen glicole, polietilen glicole, polipropilen glicole, metil-etil chetone, alcool propilico, o una loro combinazione.
La presente invenzione ha per oggetto anche una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ottenibile con il processo sopra descritto e caratterizzata dall?essere funzionalizzata con l?almeno un agente compatibilizzante come sopra descritto.
Ai fini della presente invenzione, detta polvere funzionalizzata con detto almeno un agente compatibilizzante indica che le particelle di detta polvere risultano essere rivestite superficialmente da detto almeno un agente compatibilizzante il quale ? legato in modo covalente (i.e. mediante un?interazione di tipo chimico) e/o adsorbito (i.e. mediante un?iterazione di tipo fisico) sulla superficie di dette particelle di detta polvere.
La presente invenzione riguarda infine anche l?uso di detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica funzionalizzata come additivo per una matrice plastica.
Preferibilmente detta matrice plastica comprende almeno un materiale termoplastico scelto nel gruppo costituito da: acido polilattico (PLA), polibutilene succinato, polibutilene adipato tereftalato, polipropilene, polietilene, poliammide, poliestere, cellulosa, acetato di cellulosa, policaprolattone, policarbonato, polistirene, polivinil cloruro, poliuretano, poliidrossi alcanoato, poliarileterchetone, o una loro combinazione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Ai fini della presente invenzione i termini ?miscelatore ad alta velocit? periferica?, ?turbomiscelatore?, ?miscelatore ad alta velocit? (High Speed Mixer)? e ?miscelatore ad alta velocit? di taglio (High Shear Mixer)?, sono utilizzati come sinonimi.
Ai fini della presente invenzione le ?polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche? o ?cariche ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche? sono da considerarsi come ?polveri (o cariche) derivanti da fonti rinnovabili?.
Ai fini della presente invenzione la ?polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica? ? da considerarsi una polvere particellare, ovvero formata da ?particelle? di polvere aventi una determinata granulometria. Preferibilmente detta granulometria ? compresa tra 2 mm e 0 mm, preferibilmente tra 1 mm e 0 mm, ancora pi? preferibilmente inferiore a 300 ?m, ancora pi? preferibilmente inferiore a 200 ?m. Detta granulometria puo? avere anche un limite inferiore come, per esempio, tra 2 mm e 1 mm oppure tra 1 mm e 300 ?m oppure tra 1 mm e 200 ?m. Ai fini della presente invenzione i termini ?matrice plastica? e ?materiale plastico? sono utilizzati come sinonimi.
La presente invenzione ha per oggetto un processo per la funzionalizzazione di una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica comprendente almeno un passaggio di miscelare detta polvere con un agente compatibilizzante mediante l?utilizzo di un miscelatore ad alta velocit?, detto passaggio essendo eseguito ad una temperatura di processo superiore a 70 ?C.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto passaggio ? eseguito ad una temperatura di processo superiore a 100 ?C, preferibilmente superiore a 120 ?C.
Preferibilmente, detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ? scelta nel gruppo costituito da: una polvere di legno, una polvere di gusci di frutta secca macinati, uno scarto agro-alimentare solido, o una loro combinazione, ed ? preferibilmente caratterizzata dal possedere un diametro medio inferiore a 2 mm, pi? preferibilmente inferiore a 500 ?m, ancora pi? preferibilmente compreso tra 300 e 500 ?m, ancora pi? preferibilmente inferiore a 300 ?m.
Secondo una forma di realizzazione, detta polvere di legno pu? essere scelta tra: una polvere di legno dura, una polvere di legno morbida, o una loro combinazione.
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, detta frutta secca ? scelta nel gruppo costituito da: noci, nocciole, mandorle, pistacchi, pinoli, o una loro combinazione, preferibilmente nocciole e/o mandorle. Preferibilmente, detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ? caratterizzata dal possedere un diametro medio, misurato mediante vibrovaglio, inferiore a 2 mm, pi? preferibilmente inferiore a 500 ?m, ancora pi? preferibilmente compreso tra 300 e 500 ?m, ancora pi? preferibilmente inferiore a 300 ?m.
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, detta polvere ? caratterizzata dal possedere un rapporto di forma inferiore a 25, preferibilmente inferiore a 10, pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5.
In altre parole, la polvere secondo la presente invenzione ? una polvere in cui le particelle che la formano sono caratterizzate dal possedere un rapporto di forma mediamente inferiore a 25, preferibilmente inferiore a 10, pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5.
Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, detto agente compatibilizzante ? un polimero scelto nel gruppo costituito da: poliolefine, vinilacetato, polivinil alcol, acetato di cellulosa, o una loro combinazione.
Secondo un?altra forma di realizzazione detto almeno un agente compatibilizzante ? scelto nel gruppo costituito da olio di lino, anidridi, acidi poliacrilici, silani, composti con funzionalit? maleica, preferibilmente anidridi maleiche, composti con funzionalit? epossidica, preferibilmente olio di lino epossidato, cera d?api, o una loro combinazione.
Preferibilmente, ai fini della presente invenzione, detto agente compatibilizzante ? un polimero o un composto con funzionalit? maleica o epossidica.
Secondo una forma di realizzazione, detto almeno un agente compatibilizzante ? disperso in un solvente polare o apolare scelto nel gruppo costituito da: acqua, etilen glicole, propilen glicole, polietilen glicole, polipropilen glicole, metil-etil chetone, alcool propilico, o una loro combinazione.
Preferibilmente detto agente compatibilizzante ? formulato sottoforma di soluzione o dispersione liquida o semiliquida.
Senza volersi legare ad una specifica teoria, ? possibile sostenere che l?agente compatibilizzante utilizzato nel processo secondo la presente invenzione in combinazione con l?azione del miscelatore ad alta velocit?, permette vantaggiosamente di aumentare la compatibilit? delle polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche con la matrice plastica prescelta a cui dette polveri verranno poi aggiunte.
Ai fini della presente invenzione, il processo per la funzionalizzazione di dette polveri permette pertanto di ottenere polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche funzionalizzate che, a seconda della tipologia di funzionalizzazione, risultano essere compatibili con differenti tipologie di matrici plastiche a cui dette polveri funzionalizzate posso essere aggiunte come additivo.
Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, il passaggio di miscelare detta polvere con un agente compatibilizzante mediante l?utilizzo di un miscelatore ad alta velocit? secondo il processo della presente invenzione ? effettuato ad una velocit? di miscelazione tangenziale superiore a 3 m/s, preferibilmente superiore ai 15 m/s, pi? preferibilmente superiore ai 30 m/s.
Vantaggiosamente, grazie all?impiego del miscelatore ad alta velocit?, il processo secondo la presente invenzione permette inoltre non solo di poter ridurre l?umidit? inizialmente contenuta nella polvere ma di ottenere una polvere funzionalizzata con un ridotto o trascurabile (i.e. nullo) contenuto di umidit? residua.
Inoltre, il processo secondo la presente invenzione permette l?impiego di agenti compatibilizzanti in formulazioni liquide o semiliquide (ovvero in cui detti agenti compatibilizzanti sono dispersi in un solvente, come ad esempio un solvente organico) senza che questo vada ad inficiare le propriet? finali della polvere funzionalizzata ottenibili con il processo dell?invenzione la quale comprende una quantit? decisamente ridotta se non nulla del suddetto solvente il quale ? efficacemente eliminato come componente volatile (assieme all?umidit? inziale) durante il processo secondo la presente invenzione.
Forma pertanto oggetto della presente invenzione anche una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ottenibile con il processo sopra descritto e caratterizzata dall?essere funzionalizzata con l?almeno un agente compatibilizzante come sopra descritto.
Vantaggiosamente, le particelle di detta polvere funzionalizzata con detto almeno un agente compatibilizzante risultano essere rivestite superficialmente da detto almeno un agente compatibilizzante il quale ? legato in modo covalente (i.e. mediante un?interazione di tipo chimico) e/o adsorbito (i.e. mediante un?iterazione di tipo fisico) sulla superficie di dette particelle di detta polvere.
Preferibilmente detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica funzionalizzata ? definibile anche come polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica compatibilizzata.
Preferibilmente, detta polvere funzionalizzata ottenibile con il processo secondo la presente come precedentemente descritto, risulta essere caratterizzata da un?umidit? residua inferiore alla met? dell?umidit? presente nella polvere di partenza, preferibilmente inferiore ad un quarto dell?umidit? presente nella polvere di partenza, pi? preferibilmente inferiore a un decimo dell?umidit? presente nella polvere di partenza.
Senza volersi legare ad una specifica teoria, ? tuttavia possibile osservare che una tale caratteristica di ridotta umidit? residua ? collegabile allo specifico processo come sopra descritto e in particolare all?impiego di un miscelatore ad alta velocit?.
Nella forma di realizzazione in cui detto almeno un agente compatibilizzante utilizzato nel processo per la funzionalizzazione di detta polvere ? disperso in un solvente polare o apolare come sopra descritto, la polvere funzionalizzata ottenuta comprende detto solvente ad una concentrazione finale ? all?1% rispetto a quella inizialmente introdotta. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha tuttavia trovato che la polvere funzionalizzata secondo la presente invenzione non solo risulta essere compatibile con le matrici plastiche a cui viene aggiunta, presenta un contenuto di umidit? e, eventualmente, di solvente, ridotto e una maggior resistenza ad un successivo assorbimento di acqua una volta esposta all?aria.
La presente invenzione riguarda anche un uso della polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica funzionalizzata secondo il processo come precedentemente descritto come additivo per una matrice plastica. Preferibilmente detta matrice plastica comprende almeno un materiale termoplastico scelto nel gruppo costituito da: acido polilattico (PLA), polibutilene succinato, polibutilene adipato tereftalato, polipropilene, polietilene, poliammide, poliestere, cellulosa, acetato di cellulosa, policaprolattone, policarbonato, polistirene, polivinil cloruro, poliuretano, poliidrossi alcanoato, poliarileterchetone, o una loro combinazione.
Pi? preferibilmente, detta matrice plastica ? essenzialmente costituita da detto almeno un materiale termoplastico. Ancora pi? preferibilmente, detta matrice termoplastica ? costituita da detto almeno un materiale termoplastico.
Secondo una forma di realizzazione, dette polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche funzionalizzate secondo il processo come precedentemente descritto sono impiegate come additivo per la matrice plastica in una quantit? compresa tra l?1 e il 50% p/p, preferibilmente tra il 5 e il 40 % p/p, pi? preferibilmente tra il 15 e il 30 % p/p.
ESEMPI
Esempio 1
5Kg di gusci di noci con granulometria compresa tra 1 mm e 200 ?m viene introdotto in un turbomiscelatore marca Caccia da 60L con misuratore di temperature e inverter per la regolazione della velocit? insieme a 250g di acetato di vinile (Wacker VINNAPAS B 14 SPECIAL) e fatto ruotare alla velocit? di 950 rpm (45 m/s) fino a portare la massa ad una temperatura di 120 ?C. La massa viene tenuta sotto rotazione alla temperatura di 120?C per 30 minuti dopodich? il materiale viene raffreddato fino alla temperatura di circa 70 ?C e scaricato. La massa risultante ? composta da un materiale omogeneo. Viene misurata l?umidit? prima e dopo la miscelazione (Tabella 1 di seguito riportata).
Esempio 2
5Kg di gusci di nocciole con granulometria compresa tra 1 mm e 200 ?m viene introdotto in un turbomiscelatore marca Caccia da 60L con misuratore di temperature e inverter per la regolazione della velocit? insieme a 250 g di olio di lino epossidato e fatto ruotare alla velocit? di 950 rpm (45 m/s) fino a portare la massa ad una temperatura di 120?C. La massa viene tenuta sotto rotazione alla temperatura di 120?C per 30 minuti dopodich? il materiale viene raffreddato fino alla temperatura di circa 70 ?C e scaricato. La massa risultante risulta essere composta da un materiale omogeneo. Viene misurata l?umidit? prima e dopo la miscelazione (Tabella 1 di seguito riportata).
Esempio 3
5Kg di gusci di noci con granulometria compresa tra 1 mm e 200 ?m viene introdotto in un turbomiscelatore marca Caccia da 60L con misuratore di temperature e inverter per la regolazione della velocit? insieme a 250 g di anidride maleica e fatto ruotare alla velocit? di 950 rpm (45 m/s) fino a portare la massa ad una temperatura di 90?C. La massa viene tenuta sotto rotazione alla temperatura di 90 ?C per 30 minuti dopodich? il materiale viene raffreddato fino alla temperatura di circa 50 ?C e scaricato. La massa risultante risulta essere composta da un materiale omogeneo. Viene misurata l?umidit? prima e dopo la miscelazione (Tabella 1 di seguito riportata).
Esempio 4
5Kg di gusci di nocciole con granulometria compresa tra 1 mm e 200 ?m viene introdotto in un turbomiscelatore marca Caccia da 60L con misuratore di temperature e inverter per la regolazione della velocit? insieme a 250 g di polipropilene funzionalizzato anidride maleica (Compoline BA11, AUSER) e fatto ruotare alla velocit? di 950 rpm (45 m/s) fino a portare la massa ad una temperatura di 130?C. La massa viene tenuta sotto rotazione alla temperatura di 130?C per 30 minuti dopodich? il materiale viene raffreddato fino alla temperatura di circa 70 ?C e scaricato. La massa risultante risulta essere composta da un materiale omogeneo. Viene misurata l?umidit? prima e dopo la miscelazione (Tabella 1 di seguito riportata).
Esempio 5
5Kg di gusci di noci con granulometria compresa tra 1 mm e 200 ?m viene introdotto in un turbomiscelatore marca Caccia da 60L con misuratore di temperature e inverter per la regolazione della velocit? insieme a 100 g di cera d?api precedentemente solubilizzata in 1 litro di metil-etil-chetone e fatto ruotare alla velocit? di 950 rpm (45 m/s) fino a portare la massa ad una temperatura di 90 ?C. La massa viene tenuta sotto rotazione alla temperatura di 90 ?C per 30 minuti dopodich? il materiale viene raffreddato fino alla temperatura di circa 50 ?C e scaricato. La massa risultante risulta essere composta da un materiale omogeneo. Viene misurata l?umidit? prima e dopo la miscelazione (Tabella 1 di seguito riportata).
Tabella 1: umidit? prima e dopo la miscelazione

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Processo per la funzionalizzazione di una polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica comprendente almeno il passaggio di miscelare detta polvere con un agente compatibilizzante mediante l?utilizzo di un miscelatore con una velocit? tangenziale superiore a 3 m/s, preferibilmente superiore a 15 m/s, molto preferibilmente superiore a 30 m/s, detto passaggio essendo eseguito ad una temperatura di processo superiore a 70 ?C.
2. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui detta polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ? scelta nel gruppo costituito da: una polvere di gusci di frutta secca macinati e/o uno scarto agro-alimentare solido e/o una polvere di legno, preferibilmente scelta tra una polvere di legno dura, una polvere di legno morbida, o una loro combinazione.
3. Processo secondo la rivendicazione 2 in cui detta frutta secca essendo scelta nel gruppo costituito da: noci, nocciole, mandorle, pistacchi, pinoli, o una loro combinazione.
4. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta polvere ? caratterizzata dall?avere una granulometria compresa tra 2 mm a 0 mm, preferibilmente tra 1 mm e 0 mm, ancora pi? preferibilmente inferiore a 300 ?m, pi? preferibilmente inferiore a 200 ?m, pi? preferibilmente tra 2 mm e 1 mm oppure tra 1 mm e 300 ?m oppure tra 1 mm e 200 ?m.
5. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto almeno un agente compatibilizzante ? un polimero scelto nel gruppo costituito da: poliolefine, vinilacetato, polivinil alcol, acetato di cellulosa, o una loro combinazione, e/o in cui detto almeno un agente compatibilizzante ? scelto nel gruppo costituito da olio di lino, anidridi, acidi poliacrilici, silani, composti con funzionalit? maleica, preferibilmente anidridi maleiche, composti con funzionalit? epossidica, preferibilmente olio di lino epossidato, cera d?api, o una loro combinazione.
6. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto almeno un agente compatibilizzante ? disperso in un solvente polare o apolare scelto nel gruppo costituito da: acqua, etilen glicole, propilen glicole, polietilen glicole, polipropilen glicole, metil-etil chetone, alcool propilico, o una loro combinazione.
7. Polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica ottenibile con il processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6 e caratterizzata dal fatto che le particelle di detta polvere sono rivestite superficialmente da detto almeno un agente compatibilizzante il quale ? legato in modo covalente e/o adsorbito sulla superficie di dette particelle di detta polvere.
8. Polvere ligninocellulosidica e/o cellulosidica secondo la rivendicazione 7 ulteriormente caratterizzata dall?avere un tenore di umidit? residua inferiore al 50% dell?umidit? residua della polvere inziale.
9. Uso della polvere secondo la rivendicazione 7 o 8 come additivo per una matrice plastica, detta matrice plastica preferibilmente comprendente un materiale termoplastico scelto nel gruppo costituito da: acido polilattico (PLA), polibutilene succinato, polibutilene adipato tereftalato, polipropilene, polietilene, poliammide, poliestere, cellulosa, acetato di cellulosa, policaprolattone, policarbonato, polistirene, polivinil cloruro, poliuretano, poliidrossi alcanoato, poliarileterchetone, o una loro combinazione.
10. Uso secondo la rivendicazione 9 in cui detta polvere ? impiegata in una quantit? compresa tra l?1 e il 50% p/p.
IT102021000032405A 2021-12-23 2021-12-23 Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche IT202100032405A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000032405A IT202100032405A1 (it) 2021-12-23 2021-12-23 Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000032405A IT202100032405A1 (it) 2021-12-23 2021-12-23 Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100032405A1 true IT202100032405A1 (it) 2023-06-23

Family

ID=80625563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000032405A IT202100032405A1 (it) 2021-12-23 2021-12-23 Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche

Country Status (1)

Country Link
IT (1) IT202100032405A1 (it)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4820749A (en) * 1985-05-29 1989-04-11 Beshay Alphons D Reinforced polymer composites with wood fibers grafted with silanes
CN101747641A (zh) * 2010-02-05 2010-06-23 上海国成塑料有限公司 一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法
WO2018206492A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-15 Cioli Marco Superficially coated vegetable fibers, process for their production, and use thereof in the production of manufactured articles
WO2021015333A1 (ko) * 2019-07-23 2021-01-28 단국대학교 산학협력단 에폭시화 대두유로 개질된 리그닌의 제조 방법 및 개질된 리그닌을 포함하는 생분해성 고분자 복합재

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4820749A (en) * 1985-05-29 1989-04-11 Beshay Alphons D Reinforced polymer composites with wood fibers grafted with silanes
CN101747641A (zh) * 2010-02-05 2010-06-23 上海国成塑料有限公司 一种聚乙烯基木塑复合材料及其制备方法
WO2018206492A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-15 Cioli Marco Superficially coated vegetable fibers, process for their production, and use thereof in the production of manufactured articles
WO2021015333A1 (ko) * 2019-07-23 2021-01-28 단국대학교 산학협력단 에폭시화 대두유로 개질된 리그닌의 제조 방법 및 개질된 리그닌을 포함하는 생분해성 고분자 복합재

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOCAMAN SUHEYLA ET AL: "Effects of Various Methods of Chemical Modification of Lignocellulose Hazelnut Shell Waste on a Newly Synthesized Bio-based Epoxy Composite", JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, SPRINGER NEW YORK LLC, US, vol. 28, no. 4, 12 February 2020 (2020-02-12), pages 1190 - 1203, XP037072123, ISSN: 1566-2543, [retrieved on 20200212], DOI: 10.1007/S10924-020-01675-1 *
S. CZLONKA ET AL.: "Effect of walnut shells and silanized walnut shells on the mechanical and thermal properties of rigid polyurethane foams", POLYMER TESTING, vol. 87, 106534, 8 April 2020 (2020-04-08), XP002807213, DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106534 *
SANA AIT LAAZIZ ET AL.: "Bio-composites based on polylactic acid and argan nut shell: Production and properties", INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES, vol. 104, 3 June 2017 (2017-06-03), pages 30 - 42, XP002807212, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.05.184 *
SLAWOMIR BORYSIAK: "Fundamental Studies on Lignocellulose/Polypropylene Composites:Effects of Wood Treatment on the Transcrystalline Morphology and Mechanical Properties", JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, 23 May 2012 (2012-05-23), pages 1309 - 1322, XP002807214, DOI: 10.1002/app.37651 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2815009B9 (en) Composite polymer
KR102258971B1 (ko) 충전제 슬러리 연속 압출에 의한 중합체 조성물
CN104812548A (zh) 模塑包含羟基化类脂的热塑性聚合物组合物的方法
EP2814882B1 (en) Composite polymer
CN103547715A (zh) 淀粉-聚合物-油组合物的纤维
EP2815010B1 (en) Composite polymer
MX2013013591A (es) Articulos moldeados de composiciones almidon-polimero-cera-aceite.
JP2019172752A (ja) ミクロフィブリル化セルロース含有ポリプロピレン樹脂複合体の製造方法
WO2013122658A1 (en) Process for making a molded part
EP2922912A1 (en) Starch-thermoplastic polymer-grease compositions and methods of making and using the same
EP2814656B1 (en) Method of making a polymer composition
BR112014020001B1 (pt) método para preparar uma composição
WO2001066630A1 (de) Verfahren zur reduktion der wasserdampfpermeabilität von folien oder beschichtungen
PT104704A (pt) Compósitos à base de cortiça reforçados com fibras
CN104781331A (zh) 淀粉-热塑性聚合物-皂组合物及其制备和使用方法
IT202100032405A1 (it) Processo per la funzionalizzazione di polveri ligninocellulosidiche e/o cellulosidiche
CN106133032A (zh) 将湿天然纤维和淀粉结合到热塑性塑料中的方法
EP2815021B1 (en) Method for making a pellet comprising wood pulp fiber and a thermoplastic polymer
IT9019667A1 (it) Procedimento per la produzione di concentrati di pigmento e prodotti cosi' ottenuti, contraddistinti da alta concentrazione, elevata dispersione e massima resa coloristica
Harunsyah et al. The effect of clay nanoparticles as reinforcement on mechanical properties of bioplastic base on cassava starch
JP2008197450A (ja) 木管楽器リード用樹脂組成物
EP2815022A1 (en) Composite polymer molded product
DE20321737U1 (de) Beschichtungsmittel
Mičicová et al. Inorganic materials and their use in polymeric materials
US2341464A (en) Cellulose ester composition