L’accumulo di rifiuti plastici nell’oceano rappresenta una significativa minaccia per l’ambiente e per la salute umana. In risposta a ciò, ricercatori del Laboratorio chiave di Stato per l’ingegneria della polpa e della carta presso la South China University of Technology hanno sviluppato una nuova strategia per creare una plastica completamente bio-based a base di amido che supera i limiti delle bioplastiche tradizionali a base di amido.
Il team ha affrontato questioni come la fragilità, l’idrofilicità e le proprietà termiche costruendo una rete adattabile covalente nella plastica a base di amido. Questa rete indebolisce il legame a idrogeno tra le catene molecolari dell’amido, conferendo alla plastica una superiore flessibilità, impermeabilità, eccellente lavorabilità termica e auto-adattabilità.
Il processo di produzione ha coinvolto la sottoposizione dell’amido dialdeide a una reazione di base di Schiff lieve con una diammina a base di olio vegetale. Questo ha formato legami dinamici di immina che potevano essere spezzati e riformati reversibilmente sotto stimolazione termica, dando vita a una plastica a base di amido con notevole lavorabilità termica. La presenza di catene alifatiche lunghe nella diammina ha potenziato l’ostacolazione sterica delle catene molecolari dell’amido, migliorando flessibilità ed idrofobicità.
La plastica trasparente a base di amido ha dimostrato anche capacità di autoriparazione. È in grado di riparare sia graffi che danni su larga superficie con un semplice trattamento di pressatura termica, raggiungendo un’efficienza di autoriparazione superiore all’88% in termini di proprietà meccaniche.
Questa innovativa strategia di progettazione apre possibilità per bioplastiche sostenibili, termoplastiche e degradabili utilizzando materiali completamente bio-based. Offre potenziali applicazioni in diverse industrie.
Fonti:
– Xiaoqian Zhang et al, “Flexible, thermal processable, self-healing, and fully bio-based starch plastics by constructing dynamic imine network,” Green Energy & Environment (2023). DOI: 10.1016/j.gee.2023.08.002
