Nuovi poliesteri bio-based contenenti isomeri dell’acido furandicarbossilico per il packaging sostenibile

Nella presente tesi sperimentale sono stati preparati tre copolimeri bio-based a partire da due isomeri dell’acido furandicarbossilico (FDCA), 2,4-FDCA e 2,5-FDCA, ottenuti in rapporto molare 30:70 da una reazione di tipo Henkel, che consente di ottenere i due isomeri a partire dall’acido 2-furoico, a sua volta ottenuto da scarti vegetali. L’obiettivo del presente progetto è quello di ottenere monomateriali altamente performanti per applicazioni nel campo del packaging sostenibile. La miscela dei due monomeri è stata fatta reagire, mediante policondensazione in massa, una tecnica solvent-free, con diversi glicoli, 1,3-propandiolo, 1,4-butandiolo e 1,6-esandiolo, ottenendo tre copolimeri, 2,5-2,4-PTF, 2,5-2,4-PBF e 2,5-2,4-PHF. In seguito a caratterizzazione molecolare, effettuata mediante risonanza magnetica nucleare (NMR) e viscosimetria in soluzione diluita, i copolimeri sono stati processati in forma di film mediante pressofusione, e sottoposti a caratterizzazione termica (analisi termogravimetrica, TGA, e calorimetrica, DSC), diffrattometrica e meccanica. Infine, sono state valutate anche le proprietà barriera all’O2 e alla CO2, sia in condizioni umide che secche. In tutti i casi, la stabilità termica è risultata elevata e comparabile, mentre dall’analisi DSC si è riscontrato che sia il 2,5-2,4-PTF che il 2,5-2,4-PBF sono amorfi e vetrosi, mentre il 2,5-2,4-PHF risulta l’unico materiale gommoso e semicristallino. Dalle prove meccaniche si è invece riscontrata una diminuzione di modulo elastico e dei valori di allungamento a rottura all’aumentare della lunghezza della subunità glicolica. Infine, anche le proprietà barriera, in tutte le condizioni esaminate, risultano particolarmente elevate. In conclusione, i copolimeri studiati hanno mostrato proprietà funzionali particolarmente elevate, risultando idonei come monomateriali green per applicazioni nel packaging alimentare.