Spiga Nord > Poligliceroli per il settore delle bioplastiche
I poligliceroli tecnici e le preparazioni polioliche a base di glicerina e di poligliceroli rappresentano soluzioni versatili per lo sviluppo di bioplastiche, compound contenenti amido e materiali a base di amido termoplastico, noti a livello internazionale come Thermoplastic Starch (TPS).
L’amido è una materia prima rinnovabile e ampiamente disponibile, ma la sua struttura cristallina non permette di lavorarlo direttamente come un comune polimero termoplastico. Per trasformarlo in TPS è necessario sottoporlo a un processo di gelatinizzazione e plasticizzazione che combina acqua, calore, energia meccanica e plastificanti. In questo processo, i polioli interagiscono con i gruppi ossidrilici dell’amido, modificano le interazioni tra le catene e favoriscono la mobilità molecolare necessaria a ottenere un materiale lavorabile con le tradizionali tecnologie di trasformazione dei polimeri.
Studi scientifici condotti su sistemi a base di amido hanno dimostrato che, oltre alla glicerina, anche il diglicerolo e i poligliceroli possono essere impiegati come plastificanti nella preparazione del TPS. Peso molecolare, viscosità, capacità di formare legami a idrogeno, affinità con l’acqua e distribuzione oligomerica influenzano il comportamento della formulazione durante la gelatinizzazione e la successiva trasformazione.
Spiga Nord mette a disposizione il Poliglicerolo Tecnico Raffinato (Refined Technical Polyglycerine) e preparazioni tailor-made ottenute combinando diversi poligliceroli, glicerina e, quando richiesto, acqua. Questo approccio consente di sviluppare sistemi poliolici adattati alle caratteristiche della matrice, alle condizioni di estrusione e agli obiettivi del prodotto finale.
Dalla distribuzione oligomerica alle prestazioni del compound: sistemi poliolici sviluppati per le esigenze delle bioplastiche.
L’amido possiede una struttura cristallina che non può essere lavorata direttamente come un comune materiale termoplastico. Per trasformarlo in amido termoplastico (TPS) è necessario sottoporlo a un processo che combina acqua, plastificante, calore e azione meccanica di taglio, tipicamente generata durante l’estrusione.
In queste condizioni, glicerina e poligliceroli interagiscono con i gruppi ossidrilici dell’amido, riducendo le interazioni tra le sue catene e favorendone la mobilità. La struttura cristallina viene così progressivamente disorganizzata, rendendo il materiale lavorabile con le tradizionali tecnologie di trasformazione dei polimeri.
Il comportamento del sistema dipende dal rapporto tra acqua, glicerina e poligliceroli, dalla distribuzione oligomerica, dalla viscosità e dalle condizioni di processo. Per questo Spiga Nord può sviluppare preparazioni polioliche personalizzate, adattando la composizione alle caratteristiche della matrice e dell’impianto produttivo.
Lo sviluppo di una bioplastica richiede un equilibrio complesso tra l’origine delle materie, la processabilità industriale, la stabilità e le prestazioni del materiale finale.
Nei sistemi contenenti amido, una delle principali sfide è trasformare una materia prima naturalmente rigida e sensibile all’umidità in una fase all’umidità sufficientemente omogenea e lavorabile. Il plastificante deve consentire la gelatinizzazione dell’amido durante il processo, mantenendo al contempo un comportamento compatibile con le temperature, i tempi di permanenza e le sollecitazioni di taglio generate dall’impianto.
La guida all’impianto dei dispositivi più utilizzati per il TPS, grazie alla sua efficacia e alla sua disponibilità. Tuttavia, il suo basso peso molecolare può rappresentare un limite in alcune formulazioni, soprattutto quando si ricercano una maggiore stabilità alle temperature di lavorazione, una minore sensibilità all’umidità o un comportamento interno della massa. All’interno di specifiche formulazioni sperimentali, il TPS plasticizzato con poliglicerolo ha mostrato un assorbimento di umidità inferiore e una stabilità termica superiore rispetto al TPS plasticizzato esclusivamente con glicerina. Gli stessi studi hanno evidenziato una buona interazione tra poliglicerolo e amido, con prestazioni meccaniche complessivamente comparabili tra i blend TPS/polietilene analizzati. Tali risultati dipendono dalla composizione, dal tipo di poliglicerolo e dalle condizioni di processo e non possono essere estesi automaticamente a ogni formulazione.
La sfida consiste quindi nell’individuare la c nell’individuare adatta tra:
La composizione del sistema plasticizzante diventa così uno strumento per modulare il comportamento del TPS durante il compounding e le proprietà del materiale ottenuto.
Il Refined Technical Polyglycerine è un poliglicerolo tecnico raffinato caratterizzato da una distribuzione oligomerica ampia e controllata.
La combinazione di glicerina residua, diglicerolo, triglicerolo e oligomeri superiori consente di ottenere un poliolo funzionale, destinato allo sviluppo di formulazioni industriali e di sistemi a base di amido termoplastico.
Il Refined Technical Polyglycerine può essere considerato un componente plasticizzante nei compound contenenti TPS, poiché il maggiore peso molecolare delle frazioni oligomeriche può conferire un comportamento diverso rispetto alla sola glicerina. La sua prestazione effettiva deve essere verificata in funzione della matrice, del dosaggio e delle condizioni di trasformazione adottate dal cliente.
Il prodotto presenta un contenuto d’acqua controllato e una distribuzione definita delle principali frazioni oligomeriche, offrendo una base ripetibile per lo sviluppo formulativo. È prodotto a partire da glicerina vegetale GMO-free ed è disponibile con le certificazioni Kosher e Halal.
Ogni formulazione a base di amido ha esigenze diverse. Per questo, Spiga Nord può sviluppare preparazioni polioliche personalizzate, modulando la composizione in funzione degli obiettivi tecnici del cliente.
Le preparazioni possono comprendere:
La possibilità di intervenire sul rapporto tra glicerina, diglicerolo e oligomeri superiori consente di modificare il peso molecolare medio e il profilo del sistema plasticizzante. L’acqua può inoltre essere incorporata in quantità controllata quando rappresenta un parametro funzionale per il processo di gelatinizzazione dell’amido.
Una preparazione diluita non deve quindi essere considerata semplicemente come una versione meno concentrata. Nei sistemi TPS, l’acqua partecipa direttamente al processo di gelatinizzazione, influenza la viscosità iniziale della miscela e favorisce la penetrazione del plastificante nei granuli di amido. La quantità più appropriata deve essere determinata tenendo conto della formulazione complessiva e delle condizioni di compounding.
Le specifiche delle preparazioni tailor-made vengono concordate con il cliente in base ai parametri tecnicamente rilevanti, quali composizione oligomerica, contenuto di glicerina, acqua, colore e caratteristiche di lavorazione.
Scegliere Spiga Nord significa collaborare con un produttore specializzato nella chimica della glicerina e dei poligliceroli, capace di offrire sia un prodotto tecnico standardizzato sia la possibilità di sviluppare preparazioni personalizzate.
La conoscenza dell’intera gamma oligomerica consente di intervenire sulla composizione del sistema poliolico, combinando glicerina, diglicerolo e poligliceroli superiori in base alle esigenze del cliente. Questo rappresenta un vantaggio concreto nello sviluppo delle bioplastiche, in cui la composizione della materia prima e le condizioni di processo sono strettamente collegate.
Spiga Nord può affiancare i clienti nella definizione dei principali parametri della preparazione, tra cui la distribuzione oligomerica, il rapporto tra glicerina e poligliceroli e le eventuali diluizioni con acqua.
Il nostro approccio non consiste nel proporre una formula valida per ogni applicazione, ma nel mettere a disposizione una piattaforma poliolica flessibile, da valutare e ottimizzare insieme al produttore del compound.
Per Spiga Nord, ogni progetto nel settore delle bioplastiche parte dall’analisi della matrice, del processo e del risultato desiderato. L’obiettivo è trasformare la distribuzione oligomerica del poliglicerolo in uno strumento formulativo per lo sviluppo di materiali più avanzati.
La poliglicerina tecnica raffinata di Spiga Nord è un ingrediente multifunzionale ad elevata purezza derivato dalla glicerina vegetale.
Offre eccellenti proprietà lubrificanti, disperdenti e stabilizzanti, che la rendono adatta a un’ampia gamma di applicazioni industriali e tecniche.
Affidabile ed efficiente, sia come estere di PG che da sola, contribuisce a migliorare le prestazioni del processo, la consistenza del prodotto e la stabilità della formulazione.