Espansione per estrusione di polimeri biodegradabili

La presente tesi descrive i principi fondamentali e le criticità del processo di produzione di espansi polimerici biodegradabili mediante estrusione.
Un PLA commerciale, con elevato grado di cristallinità, è stato investigato con lo scopo di ottenere un espanso a bassa densità. L’espansione del polimero è stata relegata ad un particolare step nel processo di estrusione. Come espandente fisico è stata usata l’anidride carbonica CO2, aggiunta in percentuali variabili tra il 3 e il 9 % in peso. Gli espansi sono stati analizzati confrontando le loro densità e le rispettive morfologie.
Dall’analisi critica delle schiume prodotte si è imparato a migliorare il processo di estrusione e quello contemporaneo di espansione ottimizzando i parametri in gioco. In questo modo si sono affrontate le criticità relative al processo, come ad esempio la mescolazione del polimero nell’estrusore, la nucleazione e l’accrescimento delle bolle durante l’espansione e fondamentale l’andamento della solubilità e diffusività del gas nel polimero in funzione della pressione e della temperatura.
I risultati indicano che l’aumento della percentuale in peso di CO2 nel polimero fa diminuire la densità delle schiume e soprattutto migliora di molto la morfologia delle schiume. In particolare si è notato che esiste un limite di agente espandente (5wt%) al di sopra del quale la densità della schiuma crolla. Il fenomeno è stato attribuito alla forte spinta nucleante, causata dall’aumento dell’instabilità della fase gassosa nel polimero. Favorendo la nucleazione, si genera un aumento della densità di celle, una diminuzione nella dimensione delle celle ed un rapporto di espansione più alto.
Il punto di partenza della discussione è la descrizione dei principi che governano l’espansione per estrusione. Quindi si passerà a presentare, nel resto del capitolo uno, i lavori di letteratura che hanno costituito la base della ricerca; nel capitolo due si descriveranno i materiali e i metodi utilizzati. Un capitolo sarà dedicato al processo di estrusione, ed infine nel quarto capitolo s’illustreranno i risultati ottenuti e gli sviluppi futuri.