ITAN20080013A1

ITAN20080013A1 - Materie plastiche biodegradabili

Info

Publication number: ITAN20080013A1
Authority: IT
Inventors: Madrisano Catinari
Original assignee: Madrisano Catinari
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-04
Also published as: WO2009122375A3; WO2009122375A2

Description

Descrizione del brevetto d'invenzione avente per titolo:

"MATERIE PLASTICHE BIODEGRADABILI"

La presente invenzione si riferisce a nuove materie plastiche biodegradabili, in particolare a nuove materie plastiche ottenute per via sintetica.

L'uso di materie plastiche si è andato vieppiù affermando, ormai da molti anni. Le materie plastiche hanno, infatti, il comune vantaggio di unire buone proprietà meccaniche a proprietà di stabilità chimica, a una relativa stabilità termica, all'inerzia in reazioni coi principali agenti chimici e a bassi costi di produzione. Per contro, l'inerzia chimica precedentemente accennata ha come conseguenza negativa il fatto che le materie plastiche risultano spesso difficili da smaltire, andando così ad accumularsi

Per risolvere questo tipo di inconveniente, sono state studiate materie plastiche in grado di decomporsi autonomamente e in tempi ragionevoli. Dopo alcuni tentativi, volti a cercare una plastica foto distruggibile o una plastica idrosolubile, si è compreso il pericolo di una siffatta strada, che avrebbe condotto all'inquinamento di suolo e acque, dovuto al fatto che la plastica dissolta in acqua non potrebbe essere confinata efficacemente.

Sono allora state studiate materie plastiche in grado di biodegradarsi, ad esempio il materiale di Montedison conosciuto come Mater Bi.

Benché alcune domande di brevetto depositate dal Titolare della presente domanda, insegnino a rendere più flessibile il MaterBi, superando inconvenienti di fragilità, sicuramente insiti nel materiale, tali materie plastiche vengono prodotte a partire da derrate alimentari, che così non sono più disponibili per la<nutrizione.>

<Scopo della presente invenzione è la realizzazione di mate->riali plastici biodegradabili di sintesi.

Lo scopo viene raggiunto grazie a una materia plastica ottenuta da monomeri comprendenti gruppi funzionali, caratterizzata da<ciò che detti gruppi funzionali vengono parzialmente sostituiti da omologhi gruppi funzionali di proteine.>

La presente invenzione è incentrata sul conferimento di un certo grado di biodegradabilità a polimeri di sintesi, normalmente di difficile smaltimento. Fra questi polimeri, si possono in particolare citare poliuretani, polietilentereftalato, polipropiletereftalato, copolimero di etilene e acetato di vinile (EVA), nailon, raion, cloruro di polivinile (PVC). Sono particolarmente preferiti poliuretani e il copolimero di etilene e acetato di vinile. In particolare, per quanto concerne i poliuretani, si preferiscono i poliuretani termoplastici. Si tratta di polimeri lineari a segmenti rigidi e segmenti flessibili. In essi, il segmento rigido è costituito da isocianati aromatici o alifatici, legati a dioli a catena corta. I1 segmento flessibile può essere costituito da unità di polietere o di poliestere e viene scelto in base alle applicazioni per cui viene usato.

Per quanto riguarda il copolimero di etilene e acetato di vinile, esso comprende preferibilmente un contenuto di acetato di vinile compreso fra il 5 e lt80%, preferibilmente fra il 7 e il 50%, nel modo più preferibile fra il 10 e il 40%. Questo materiale combina vantaggiosamente proprietà elastomeriche con proprietà termoplastiche.

Secondo la presente invenzione, in tali polimeri i gruppi funzionali vengono parzialmente sostituiti per reazione con proteine, cioè con strutture biopolimeriche che presentano numerosi gruppi funzionali utili alla copolimerizzazione con monomeri di sintesi. Preferibilmente, si impiega un quantitativo di proteina variabile fra lo 0,2 e lt80%, più preferibilmente fra 1'1 e il 70%. Un prodotto ottimale viene ottenuto aggiungendo fra 111,5 e il 60% di proteina. Le percentuali sono in peso, sulla base del prodotto finito.

Qualsiasi proteina può essere utilizzata. Particolarmente vantaggiose, per motivi di economia e di disponibilità, si sono rivelati l'albume d'uovo e le proteine ottenute per spremitura di semi di soja, colza, girasole e dal germe di mais.

Per ottenere la sostituzione, la proteina viene semplicemente miscelata a uno dei monomeri prima della reazione di polimerizzazione, così che questlultima avvenga a una temperatura compresa fra 20° C e 250°C con la diretta sostituzione di una parte dei gruppi funzionali. Nel caso del poliuretano, la proteina sostituisce parzialmente i polioli utilizzati per la polimerizzazione, mentre nel caso del copolimero etilene/acetato di vinile, la proteina sostituisce parzialmente llacetato di vinile. In effetti, un monomero contenente gruppi funzionali viene sostituito dalla proteina che prevede gruppi funzionali di simile reattività, cosicché, nel polimero finale, parte delle unità portano il gruppo funzionale di sintesi convenzionalmente noto, mentre un1altra parte porta le proteine. Durante la fase di biodegradazione del copolimero ottenuto e successivamente, si otterranno prodotti non dannosi per l'ambiente. Peraltro, dal momento che le proteine hanno in genere una struttura più ramificata dei normali monomeri, si ottiene una struttura con più ramificazioni della plastica normale, con una conseguente maggiore elasticità.

In alcuni casi può essere vantaggioso sostituire parzialmente la proteina prescelta con uno o più polisaccaridi, a seconda delle proprietà desiderate. Per esempio, una piccola aggiunta di chitosano sarebbe sufficiente a conferire alla materia plastica secondo l'invenzione proprietà antibatteriche e antimuffa, molto gradite in certe applicazioni. Una sostituzione totale delle proteine con polisaccaridi, di per sé possibile, comporta tuttavia una maggiore difficoltà per la dissoluzione di altre sostanze, come plastificanti e/o coloranti.

La reazione di polimerizzazione viene condotta esattamente nelle stesse condizioni in cui viene condotta la reazione senza sostituzione o in condizioni relativamente simili.

L'uso di proteine nelle materie plastiche secondo la presente invenzione permette di consentire ai batteri di attaccare la materia plastica, senza perdere in proprietà fisiche, ma anzi conferendo proprietà desiderabili, finora mai riscontrate. Peraltro, contrariamente a quanto descritto in alcuni documenti precedenti che insegnavano a rendere biodegradabili polimeri sintetici ag-<giungendo amminoacidi, l'aggiunta di proteine secondo la presente invenzione permette di fare a meno di ulteriori sostanze per faci->litare ltinterazione coi gruppi funzionali, con risparmio in materie prime e con vantaggio ecologico. Infatti, i singoli amminoaci-di non presentano polifunzionalità omologa,<ad esempio non possono>essere utilizzati come sostituenti di polioli perché non presentano almeno due gruppi idrossilici. Per permettere l'uso degli amminoacidi, essi vengono fatti reagire con sostanze che introducano quella polifunzionalità altrimenti assente.

Tali sostanze aumentano costi e problematiche ambientali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Materia plastica ottenuta da monomeri comprendenti gruppi funzionali, caratterizzata da ciò che detti gruppi funzionali vengono parzialmente sostituiti da omologhi gruppifunzionali di pro-teine.
2) Materia plastica come in l), caratterizzata da ciò che<è>a base di polimeri compresi nel gruppo contenente poliuretani, polietilentereftalato, polipropiletereftalato, copolimero di etilene e acetato di vinile (EVA), nailon, raion, cloruro di polivinile<(PVC)>.
3) Materia plastica come in 2), caratterizzata da ciò che è scelta fra polimeri a base di poliuretani o di copolimeri di etilene e acetato di vinile.
4) Materia plastica come in 31, caratterizzata da ciò che è a base di un poliuretano termoplastico.
5) Materia plastica come in 3), caratterizzata da ciò che è a base di un copolimero etilene/acetato di vinile.
6) Materia plastica come in 5), caratterizzata da ciò che l'acetato di vinile è compreso fra il 5 e 1'80% in peso sulla base del polimero finito.
7) Materia plastica come in 6), caratterizzata da ciò che l'acetato di vinile è compreso fra il 7 e il 50% in peso sulla base del polimero finito.
8) Materia plastica come in 7), caratterizzata da ciò che l'acetato di vinile è compreso fra il 10 e il 40% in peso sulla base del polimero finito.
9) Materia plastica come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da ciò che il quantitativo di proteina è compreso fra lo 0,2 e 1'80% in peso sulla base del prodotto finito.
10) Materia plastica come in 91, caratterizzata da ciò che il quantitativo di proteina è compreso fra 1'1 e il 70% in peso sulla base del prodotto finito.
11) Materia plastica come in 101, caratterizzata da ciò che il quantitativo di proteina è compreso fra lT1,5 e il 60% in peso sulla base del prodotto finito.
12) Materia plastica come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da ciò che detta proteina è scelta nel gruppo costituito da albume d'uovo e proteine ottenute per spremitura di semi di soja, colza, girasole e dal germe di mais.
13) Materia plastica come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata da ciò che detta proteina viene parzialmente sostituita da un polisaccaride.
14) Procedimento per la produzione di una materia plastica come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che prevede che parte del monomero comprendente i gruppi funzionali viene sostituito con la proteina.