Soluzioni tecnologiche e materiali innovativi Tecniche utilizzabili e trattamenti superficiali

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Gianpaolo Marinelli
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1 Soluzioni tecnologiche e materiali innovativi Tecniche utilizzabili e trattamenti superficiali

2 L evoluzione concettuale del packaging Imballaggio funzionale o Active Packaging contenere adeguatamente il prodotto alimentare; proteggere l'alimento da danni meccanici; rappresentare un'adeguata barriera a gas e vapori; prevenire o ritardare la degradazione biologica; prevenire o ritardare la degradazione fisica;

l'alimento da danni meccanici; rappresentare un'adeguata barriera a gas e

3 I materiali polimerici costituiscono non meno del 30 % dei materiali utilizzati per il packaging Proprietà modulabili Elevata lavorabilità Basso costo Sostenibilità Aging Rilascio di sostanze utilizzate per la lavorazione

modulabili Elevata lavorabilità Basso costo

4 Proprietà chiave dei materiali polimerici per packaging alimentare 1 - Comportamento termo-meccanico Modulo elastico, elongazione a rottura, Temperatura di transizione vetrosa (Tg),Temperatura di fusione (T m ), cristallinità 2 - Proprietà barriera Permeabilità ai gas (CO 2, H 2 O v ), alle molecole organiche (aromi), alla radiazione ultravioletta 3 - Impatto ambientale Riciclabilità, biodegradazione/compostaggio

(T m ), cristallinità 2 - Proprietà barriera Permeabilità ai gas (CO 2, H 2 O v ), alle molecole

5 Tecniche e trattamenti superficiali Modifica Superficiale Deposizione di additivi in film sottili mediante stesura o spruzzatura Modifica reattiva mediante trattamento UV Trattamenti/corona/plasma Materiali multistrato Accoppiamento Adesione Sviluppo di Materiali Innovativi Miscelazione meccanica Miscelazione reattiva di materiali polimerici

Trattamenti/corona/plasma Materiali multistrato Accoppiamento Adesione Sviluppo di

6 Caratterizzazione Materiali Polimerici Da Imballaggio Caratterizzazione superficiale Microscopia SEM Spettroscopia AFM Spettroscopia XPS Angolo di contatto ATR Le analisi chimiche, termiche e meccaniche consentono di correlare la struttura chimica alle proprietà di massa dei materiali in esame e di determinarne in particolare le proprietà di resistenza meccanica (analisi DMTA, prove di trazione) e stabilità termica (analisi DSC e TGA). Tramite semplici ma accurati metodi è possibile infine determinare le proprietà di barriera all ossigeno, all umidità e alle Caratterizzazione Fisico-Meccanica Microscopia SEM e TEM Spettroscopia FT-IR Modulo di Young DMTA Dielettrometria DSC TGA NMR stato solido e liquido sostanze volatili degli imballaggi, la cui conoscenza è fondamentale per una corretta e salutare conservazione degli alimenti Proprietà Barriera e Cessioni Permeabilità all ossigeno Cessione di sostanze volatili

trazione) e stabilità termica (analisi DSC e TGA).

7 I materiali polimerici tradizionalmente impiegati nel packaging alimentare Polietilene a bassa densità (LDPE) Polietilene ad alta densità (HDPE) Polipropilene (PP) Polietilene tereftalato (PET) Polistirene (PS) Polivinilcloruro (PVC) Materiali a basso impatto ambientale, da fonti rinnovabili PLA, PBS, PBAT

Polipropilene (PP) Polietilene tereftalato (PET) Polistirene (PS)

8 conclusioni I metodi per verificare la conformità di un materiale polimerico previsti dal regolamento REACH sono: SPETTROMETRIA DI MASSA GAS CROMATOGRAFIA SPETTROSCOPIA A RAGGI INFRAROSSI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE Metodi di caratterizzazione prima della fase di fabbricazione lavorazione o utilizzo MECCANICA TERMICA REOLOGICA

SPETTROSCOPIA A RAGGI INFRAROSSI RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE Metodi di

9 Strumenti di misura e controllo dei nostri Laboratori Dinamometro (caratteristica meccanica dei film) Melt Flow Tester (grado del polietilene) Spessimetri micrometrici (spessore dei film) Bilance Tecniche (grammatura dei film) DSC (composizione dei film) FT-IR (composizione dei film) Misuratore di campo elettrico (carica elettrostatica dei film) Bagno Termostatico (termoretraibilità dei film)

Bilance Tecniche (grammatura dei film) DSC (composizione dei film) FT-IR (composizione dei film)

10 Conclusioni La modulazione del comportamento termo-meccanico, delle proprietà barriera, dell impatto ambientale e della capacità di supportare sistemi adatti alla realizzazione di sistemi di imballaggio attivo ed intelligente, costituisce il requisito fondamentale per i materiali da utilizzare per un imballaggio sicuro e rispondente alle esigenze attuali di tracciabilità. La modulazione delle proprietà termo-meccaniche di materiali polimerici di origine petrolchimica ed ottenuti da fonti rinnovabili Sono messe a disposizione le conoscenze relative al, nonché alle tecniche, utilizzabili come indicatori molecolari di deformazione meccanica e stress termico. La conoscenza del comportamento termico dei materiali polimerici utilizzati nell imballaggio permette di correlare i fenomeni ottici osservati in presenza di una sonda luminescente con gli stress termici e/o meccanici subiti dal materiale stesso

La modulazione delle proprietà termo-meccaniche di materiali polimerici di origine petrolchimica ed ottenuti da fonti rinnovabili Sono messe a disposizione le conoscenze relative al, nonché alle

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