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Espansione per estrusione di polimeri biodegradabili

Informazioni tesi

  Autore: Daniele Tammaro
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria industriale
  Relatore: Ernesto Di Maio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 69

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.

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6 CAPITOLO 1 INTRODUZIONE In questo capitolo si chiarirà lo scopo del lavoro svolto e si illustrerà lo stato dell’arte. 1.1 αASPETTO ECOLOGICO I polimeri biodegradabili sono oggetto di intense ricerche sia nel campo della chimica di sintesi, che nel campo della scienza dei materiali. Sia in Italia che all'estero, infatti, molti gruppi che studiano i polimeri si sono rivolti a questo tipo di ricerca per il crescente bisogno di disporre di materiali alternativi alle ‘plastiche’ ad alto impatto ambientale, che necessitano l'impiego di risorse non rinnovabili di origine petrolifera, il cui costo aumenta di anno in anno ed è mutevole a causa di tutte le vicende internazionali di natura politica, economica e militare. Dietro la scelta del biodegradabile ci sono anche delle ragioni economiche, dettate dalle direttive e dai finanziamenti statali che spingono in questa direzione. Ad esempio già nella finanziaria del 2007 in Italia, nell'articolo 1 comma 1129, 1130 e 1131 si stabilisce di avviare un "programma sperimentale di riduzione della commercializzazione di sacchi da asporto che, secondo i criteri fissati dalla normativa comunitaria e dalle norme tecniche approvate a livello comunitario, non risultino biodegradabili", atto a ridurre le emissioni di anidride carbonica in atmosfera, a rafforzare la protezione ambientale e sostenere le filiere agro-industriali nel campo dei biomateriali, si parla inoltre anche di un contributo al raggiungimento degli obiettivi fissati dal Protocollo di Kyoto e di messa in regola rispetto alla

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Parole chiave

biodegradabile
espansi
espansione
estrusione
polimeri
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schiume

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