Il termine “bioplastica” non si riferisce esclusivamente alle plastiche biodegradabili e compostabili ottenute a partire da prodotti naturali. Il nome, infatti, si applica anche a plastiche derivate dal petrolio in grado di degradarsi, plastiche derivate da fonti vegetali non necessariamente biodegradabili e plastiche che contengono componenti di entrambe queste ultime che possono risultare biodegradabili o no.
Cercando di riassumere, scrutando oltre il velo di Maya delle definizioni, le bioplastiche sono sia bio-derivate sia biodegradabili o entrambe.
Il termine “bio-derivato” indica che il materiale è in parte derivato da biomassa (per esempio dalle piante). Biomasse utilizzate nella produzione di bioplastiche includono mais, canna da zucchero, tapioca e altre forme di cellulosa.
“Biodegradabile” si riferisce generalmente a una sostanza in grado di poter essere decomposta da microrganismi entro un periodo di tempo definito. L’effettiva biodegradazione richiede specifiche condizioni ambientali tra cui la temperatura e il livello di areazione, permettendo in questo modo ai microrganismi di convertire materiali naturali in altre sostanze, come compost, acqua e anidride carbonica.
Per le bioplastiche, la biodegradabilità è strettamente legata alla struttura chimica e non necessariamente dall’origine del materiale di partenza.
La famiglia delle bioplastiche si divide in tre gruppi principali.
- Gruppo 1: Plastiche sia bio-derivate sia biodegradabili.
Esempi di questa famiglia sono l’acido polilattico (PLA) e i polidrossialcanoati (PHA). I materiali di partenza del PLA sono ricavati da biomasse vegetali come il mais. Per i PHA invece parliamo di biomasse di origine batterica. Sia il PLA sia i PHA sono completamente biodegradabili e non tossici e trovano applicazione in molteplici campi, dal food packaging agli impianti biomedici.
- Gruppo 2: Plastiche bio-derivate o parzialmente bio-derivate ma non biodegradabili.
Fanno parte di questa classe bio-polietilene (PE), bio-polipropilene (PP) e bio-polietilene tereftalato (PET). Si tratta di versioni “ibride” di plastiche tradizionali. Esse differiscono dalle loro controparti convenzionali poiché costituite da materiali di partenza (etilene), ottenuti da fonti rinnovabili come la canna da zucchero. Il bio-PET rappresenta il 40% della produzione di bioplastiche a livello mondiale.
- Gruppo 3: Plastiche da fonti fossili ma biodegradabili.
Esempi di questa famiglia sono il polibutirrato (PBAT) e il policaprolattone (PCL). Il PBAT è utilizzato generalmente in combinazione con l’amido e altre bioplastiche, migliorandone le prestazioni in applicazioni specifiche, la biodegradabilità e le proprietà meccaniche. Una comune applicazione sono prodotti come buste, fogli e packaging in generale.
FARE SCIENZE
ATTIVITÀ 1. LA NOSTRA SPAZZATURA
1. Chiedere alla classe se qualcuno è abituato a portare fuori la spazzatura e a fare la raccolta differenziata.
2. Invitare poi a ipotizzare quanta plastica sia presente nella loro spazzatura. (oggi circa il 12%; nel 1960 solo l’1%!).
3. Riflettere sui diversi tipi di plastiche e i diversi prodotti che generano plastiche nell’immondizia (bottiglie, fogli, involucri) e di come siano aumentate dal 1960.
Risposta possibile: aumento del packaging, aumento nei cibi pronti ecc.
ATTIVITÀ 2. ESPERIMENTO: CREIAMO UNA BIOPLASTICA CON AMIDO DI MAIS
In questo esperimento gli studenti potranno osservare il processo di creazione di una bioplastica a base di amido di mais.
Materiali: 1 cucchiaino di amido di mais, 1 sacchetto da congelatore, 2 gocce olio di mais, 1 cucchiaino, 1 pipetta, 1 misuratore di liquidi, acqua, 7 ml di sciroppo di mais, microonde
Procedura
1. Porre 8 g (un cucchiaino) di amido di mais in un sacchetto da congelatore.
2. Aggiungere due gocce di olio di mais alla busta con una pipetta.
3. Aggiungere 20 ml di acqua alla busta.
4. Aggiungere 7 ml di sciroppo di mais e agitare bene il tutto.
5. Mettere in microonde il sacchetto per 20-25 secondi alla massima potenza. Lasciare raffreddare per un paio di minuti (la busta sarà calda)
6. Formare una pallina con la “plastica” e osservare che cosa succede.
L’olio e lo sciroppo di mais, quando trattati ad alta temperatura, o sottoposti a microonde fungono da reticolanti, ossia sono in grado di formare “ponti” e quindi legami chimici con le catene di amilopectina presente nell’amido di mais. Il risultato è una plastica totalmente biodegradabile.
Una variante di questo esperimento può essere eseguita impiegando amido di mais e glicerina. Ecco un esempio video della sintesi.