Nuovi tipi di PLA Ingeo e nuove formulazioni industriali.

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Corrado Nicoletti
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1 Nuovi tipi di PLA Ingeo e nuove formulazioni industriali. Flavio Di Marcotullio Business Development Manager Alessandria - 25 Febbraio,

2 Da cosa deriva Ingeo dalle piante e non dal petrolio. Carbon dioxide and water C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 La catena di conversione Resina Intermediari Additives (Modifiers) Adhesives Coatings Printing Toners Specialty Lactates Surfactants Piante Zuccheri Piante NatureWorks 2

Alla ricerca della diversificazione delle materie prime Volta ad ottenere materiali performanti ottenuti dalla trasformazione di risorse: idonee, abbondanti e disponibili localmente.

3 Alla ricerca della diversificazione delle materie prime Volta ad ottenere materiali performanti ottenuti dalla trasformazione di risorse: idonee, abbondanti e disponibili localmente. Importanti investimenti in Ricerca e Sviluppo per ampliare l offerta di prodotti GENERATIN I: 1st step GENERATIN I: 2nd step GENERATIN II GENERATIN NEXT Where we are today Where we are going now Next 3-5 years And next? Dextrose from corn starch Bridging Crops Sucrose from locally abundant materials such as sugar cane Lignocellulosics: Sugars from bagasse, wood chips, switch grass or straw. C 2 to lactic acid technology? CH 4 to lactic acid technology? 3

GENERATIN NEXT Q2-2013 Long Term R&D Partnership Established And

4 GENERATIN NEXT Q Long Term R&D Partnership Established And next? C 2 to lactic acid technology? CH 4 to lactic acid technology? 4

Meso-Lactide Sia il peso molecolare che la composizione ottica del biopolimero

5 Processo di produzione Acido Lattico Lattide Acido Polilattico H H CH 3 H H 3 C H CH 3 L-Lactic Acid H H D-Lactic Acid H 3 C H 3 C D-Lactide L-Lactide CH 3 H 3 C Meso-Lactide Sia il peso molecolare che la composizione ottica del biopolimero Ingeo, vengono controllate in base all applicazione finale. CH 3 Polymerize H CH 3 n Ingeo 5

6 Peso Molecolare PLA Ingeo : gradi esistenti e nuovi 2500HP 4032D 2003D 4043D 7001D 4060D Gradi per estrusione 3100HP 6100D 3260HP 6260D 3001D 6201D 6202D 3251D 6252D 3052D 6752D 8052D 6302D 6362D Gradi per filatura e iniezione Percentuale Isomero D 6

7 Perchè è importante controllare il contenuto %D- Acido Lattico del PLA? Le unità di D-acido lattico nel PLLA introducono imperfezioni nella conformazione elicoidale e difetti nella disposizione dei cristalli, riducendo: Il punto di fusione Livello di cristallinità raggiungibile Tasso di cristallizzazione 7

8 Performance migliorate (comparazione gradi high L vs. low D) Tempo di ciclo ridotto, maggior produttività, resistenza alla temperatura Migliorata resistenza termica: La temperatura di inflessione per calore +15 C rispetto ai gradi standard Ingeo. Il picco di fusione passa da 164 ºC a 172 C Aumento del tasso di cristallizazione e del livello di cristallizzazione 3-4x tasso di cristallizzazione Ulteriori miglioramenti: Stabilità idrolitica migliorata Minor forza richiesta per ottenere la cosiddetta stress induced crystallinity cristallizzazione sotto stiro Possibilità di aumentare la percentuale bio-based quando usati con polimeri convenzionali 8

Rigidità, E' (MPa) Storage Modulus, E' (MPa) Migliore resistenza termica 1E+04 1E+03 Tg Si guadagnano ~ 15 C temperatura di inflessione per 3100HP +1% LAK-301 calore (HDT) 3001D +1% LAK-301 1E+02 0.

9 Rigidità, E' (MPa) Storage Modulus, E' (MPa) Migliore resistenza termica 1E+04 1E+03 Tg Si guadagnano ~ 15 C temperatura di inflessione per 3100HP +1% LAK-301 calore (HDT) 3001D +1% LAK-301 1E MPa HDT estimate Ingeo Amorfo Standard ~15 C HDT improvment Ingeo HP Ingeo 1E+01 HDT B (Heat Distortion Temperature) Crystallized (hot molded) bars with nucleant 3001D, 3100HP, 1%LAK point bend geometry to measure E temperature ( C) Temperatura ( C)

10 Minor tempo di ciclo richiesto per garantire la resistenza termica Tempo necessario per raddoppiare il livello di cristallinità 10 Existing Ingeo Grades I nuovi gradi HP Ingeo cristallizzano 3x più rapidamente rispetto ai gradi standard Temperatura ( C) Ingeo Standard HP Ingeo

11 Processo Iniezione stampaggio a iniezione con stampo a C iniezione in stampo a freddo + off line annealing (ricottura) Estrusione (tecnologia in corso di sviluppo) Cristallizazione ottenuta tramite il riscaldamento e raffreddamento succesivo (rulli). Termoformatura (ulteriori test richiesti con i nuovi gradi) Processo con stampo a caldo e freddo (simile al processo cpet formatura in fase amorfa e successiva cristallizazione) Fase singola: cristallizazione avviene prima della termoformatura (forno) 11

12 Processo Agente Nucleante (come per i gradi standard) non incluso nel materiale, aggiunto via masterbatch o con uso di compound varia a seconda dell applicazione, processo e delle esigenza normativa (es. REACH) Altri possibili additivi (come per i gradi standard) impact modifier carica (filler) 12

13 Flavio Di Marcotullio Business Development Manager

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INDICE INTRODUZIONE 1 1. BREVE STORIA DELLE MATERIE PLASTICHE 3 1.1 LE TAPPE FONDAMENTALI 3 2. LE MATERIE PLASTICHE 9 2.1 I POLIMERI 9 2.2 IL PESO MOLECOLARE E IL SUO RUOLO 11 2.3 MATERIALI AMORFI E CRISTALLINI