Imballaggi biodegradabili ricavati da materiali compositi a base di fibre vegetali
L’industria del confezionamento è sempre più incline a utilizzare materiali ricavati da fonti rinnovabili, come ad esempio le fibre naturali. Tuttavia, l’utilizzo di materiali biodegradabili per gli imballaggi alimentari deve fare i conti con i limiti legati alle scarse proprietà di barriera e meccaniche dei polimeri naturali. Uno dei possibili approcci per risolvere questo problema e migliorare le proprietà è stato sviluppato dal progetto FLHEA (Flax and hemp advanced fiber based composites), nell’ambito del quale è stato analizzato l’utilizzo di queste due specie vegetali come materie prime sostenibili destinate al settore degli imballaggi. Sono state scelte le fibre di lino e di canapa in virtù di un elevato contenuto di cellulosa e di un basso tenore di lignina, in grado di offrire un processo di lavorazione più rapido per l’isolamento delle microfibre e delle nanofibre di cellulosa. Come fonte di cellulosa, l’estrazione di regioni di cellulosa cristallina fondamentale da parte degli acidi della idrolisi ha prodotto l’isolamento di frazioni di cellulosa cristallina, anche conosciute come nanobaffature. Durante il progetto, i ricercatori hanno sviluppato metodi per una facile gestione e manipolazione delle fibre di cellulosa, dalle quali sono state isolate frazioni di cellulosa nanocristallina. Le superfici delle nanoparticelle sono state modificate chimicamente al fine di aumentare la loro compatibilità con le matrici polimeriche idrofobiche e per prevenire la loro agglomerzione durante la composizione, raggiungendo una buona dispersione e interazione con le matrici polimeriche. In seguito all’ottimizzazione dei parametri del processo di compounding, finalizzata all’ottenimento di una specifica distribuzione della fase di rafforzamento nella matrice polimerica, è stato eseguito un esperimento pilota di creazione di fogli coestrusi. I ricercatori hanno inoltre avviato la produzione industriale, ottenendo vassoi termoformati destinati al settore del confezionamento alimentare. Gli scienziati hanno scoperto che il lino rappresentava la migliore fonte di fibra in virtù di un elevato contenuto di cellulosa e sono inoltre riusciti a migliorare la quantità di cellulosa ricavata dal lino di oltre il 20 % rispetto alla canapa. I risultati di FLHEA contribuiranno allo sviluppo e all’uso di materiali biodegradabili per gli imballaggi. Inoltre, lo sviluppo di questi materiali da piante sostenibili potrebbe ridurre i costi e i danni ambientali dovuti all’imballaggio.
Parole chiave
Lino, canapa, materiali biodegradabili, imballaggi alimentari, FLHEA, cellulosa
