Nuovi tipi di PLA Ingeo™ e nuove formulazioni industriali

Nuovi tipi di PLA
Ingeo™ e nuove
formulazioni industriali.
Flavio Di Marcotullio
Business Development Manager
Alessandria - 25 Febbraio, 2014
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Da cosa deriva Ingeo™…dalle
piante e non dal petrolio.
CO2
CO2
Additives
(Modifiers)
CO2
CO2
CO2
Adhesives
Intermediari
Coatings
Printing Toners
La catena di conversione
Carbon
dioxide and
water
Resina
Piante
Zuccheri
Piante
NatureWorks
2
Specialty
Lactates
Surfactants
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
GENERATION I: 1st step
GENERATION I: 2nd step
GENERATION II
GENERATION NEXT
Where we are today
Where we are going now
Next 3-5 years
And next?
Dextrose from corn starch
Sucrose from locally
abundant materials such as
sugar cane
Lignocellulosics: Sugars
from bagasse, wood chips,
switch grass or straw.
CO2 to lactic acid
technology?
“Bridging Crops”
3
CH4 to lactic acid
technology?
GENERATION NEXT
Q2-2013 Long Term R&D
Partnership Established
And next?
CO2 to lactic acid
technology?
CH4 to lactic acid
technology?
…
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Processo di produzione
Acido Lattico
Lattide
O
Acido Polilattico
O
CH3
HO
OH
H
O
CH3
O
H3 C
L-Lactic Acid
O
O
L-Lactide
O
HO
O
OH
H 3C
Polymerize
CH3
H
D-Lactic Acid
CH3
O
O
O
O
H3 C
O
O
H3 C
O
D-Lactide
n
O
Meso-Lactide
Sia il peso molecolare che la composizione ottica del
biopolimero Ingeo™, vengono controllate in base
all’applicazione finale.
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H
CH3
Ingeo™
Peso Molecolare
PLA Ingeo™: gradi esistenti e nuovi
2500HP
4032D
2003D
4043D
7001D
3100HP
6100D
3001D
6201D
6202D
3052D
6752D
8052D
3260HP
6260D
3251D
6252D
4060D
6302D
Gradi per filatura e
iniezione
6362D
Percentuale Isomero D
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Gradi per estrusione
Perchè è importante controllare il contenuto %DAcido 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
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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
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Migliore resistenza termica
1E+04
Si guadagnano ~
15 °C temperatura
di inflessione per
3100HP +1% LAK-301
calore (HDT)
3001D +1% LAK-301
(MPa)
Modulus,
Storage
(MPa)
E' E'
Rigidità,
Tg
1E+03
0.455 MPa HDT estimate
1E+02
Standard
~15 C HDT improvment
Ingeo
Ingeo
Amorfo
HP
Ingeo
1E+01
HDT B (Heat Distortion Temperature)
Crystallized (hot molded) bars with nucleant
3001D, 3100HP, 1%LAK-301
3 point bend geometry to measure E’
25
50
75
100
temperature
( C)
Temperatura
9
125
(°C)
150
175
Minor tempo di ciclo richiesto per garantire la
resistenza termica
Existing Ingeo Grades
Tempo
necessario
per
raddoppiare
il livello di
cristallinità
I nuovi gradi HP Ingeo™ cristallizzano
3x più rapidamente rispetto ai gradi
standard
Temperatura (°C)
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Ingeo
Standard
HP
Ingeo
Processo
Iniezione
• stampaggio a
iniezione con
stampo a 100120 °C
• iniezione in
stampo a
freddo + off line
annealing
(ricottura)
Estrusione
(tecnologia in corso di
sviluppo)
Termoformatura
(ulteriori test richiesti
con i nuovi gradi)
• Cristallizazione
ottenuta
tramite il
riscaldamento
e
raffreddamento
succesivo
(rulli).
• 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)
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Processo
Altri possibili additivi
(come per i gradi
standard)
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)
• impact modifier
• carica (filler)
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Flavio Di Marcotullio
Business Development Manager
flavio_dimarcotullio@natureworkspla.com
+34 638 473 338
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