Design, sintesi e caratterizzazione di nuovi copolimeri del poli(trimetilene 2,5-furanoato) per applicazione nel packaging sostenibile

La crescente attenzione verso la sostenibilità ambientale e la transizione verso un’economia circolare ha promosso lo sviluppo di materiali polimerici innovativi bio-based, in grado di ridurre la dipendenza da risorse fossili. In questo contesto si inserisce la presente tesi, focalizzata sulla sintesi e caratterizzazione (molecolare, termica, meccanica, della bagnabilità e delle proprietà barriera) di copolimeri bio-based del poli(trimetilene 2,5-furanoato) (PTF), polimero furanico promettente per applicazioni nel packaging per le sue elevate proprietà barriera ai gas, ma troppo rigido per il packaging flessibile. L’obiettivo del lavoro è stato modificare il PTF mediante copolimerizzazione con molecole bio-based, ricavate da acidi grassi, contenenti catene alifatiche PE-like, per migliorarne flessibilità e processabilità, preservandone stabilità termica e proprietà barriera. Le sintesi sono state condotte secondo i principi della green chemistry, utilizzando monomeri bio-based e processi in massa. Una prima strategia ha previsto la copolimerizzazione del PTF via reactive blending con Priamine™ 1075. Sebbene il copolimero ottenuto abbia mostrato un aumento della flessibilità, ha evidenziato un peggioramento delle proprietà barriera. È stata poi adottata una seconda strategia basata sulla policondensazione dei monomeri del PTF con Pripol™ 2033 (9 e 13 %mol), sintetizzando due copolimeri con Tg prossima alla temperatura ambiente e stabilità termica inalterata. Solo il copolimero con 13%mol ha mostrato un miglioramento della flessibilità, a fronte di una riduzione delle prestazioni barriera rispetto all’omopolimero. Sebbene il miglioramento delle proprietà barriera rispetto al PTF ipotizzato non sia stato raggiunto, i copolimeri sono competitivi con le poliolefine di origine fossile impiegate nel packaging flessibile. I risultati evidenziano il potenziale di questi materiali bio-based come alternative sostenibili per applicazioni nel packaging alimentare.