Biopolimeri e polimeri biodegradabili: tipologie, applicazioni, mercato

I biopolimeri o bioplastiche sono polimeri prodotti attraverso processi biologici.

Rientrano nella più ampia voce di biopolimeri una serie di famiglie di materiali plastici:

• polimeri ottenuti da fonti rinnovabili naturali, ma non biodegradabili: rientrano in questa categoria sia le plastiche di base (PE, PP o PVC) ottenute in genere da bioetanolo, sia alcuni tecnopolimeri, quali PA, polieteri (PTT, PBT ecc.) sempre ottenuti da fonti naturali;
• polimeri biodegradabili: sono sempre polimeri ottenuti da fonti naturali rinnovabili, che inoltre possono subire un processo di degradazione ad opera di microorganismi esistenti in natura (quali batteri, alghe o funghi);
• un piccolo gruppo di polimeri di origine fossile, che però sono biodegradabili: es. polibutilene adipato / tereftalato (PBAT). Vengono in genere usati in combinazione con amido e altre bioplastiche, alle quali conferiscono migliori proprietà sia di biodegradabilità sia meccaniche. Vengono ancora prodotti nei processi petrolchimici, ma in futuro esisteranno certamente versioni di questi polimeri ottenute da fonti naturali.

Si definisce biodegradazione “un processo di decomposizione naturale irreversibile che comporta, come risultato finale, quello di cambiare completamente proprietà e struttura del materiale”. Si tratta in pratica di una de-polimerizzazione.

Tipologie di polimeri biodegradabili

Rientrano tra i polimeri biodegradabili le seguenti classi di prodotti:

• polisaccaridi: polimeri composti da farina o amido di mais, grano o altri cereali (sono le tipologie più diffuse in commercio); altri esempi di polisaccaridi sono: gomma naturale, cellulosa eccetera;
• PLA: polimeri a base di acido poli-lattico, ottenuto a sua volta per fermentazione dall’amido di mais. I PLA sono classificati tra i polimeri bio-degradabili anche se alcuni gradi di PLA in realtà non sono biodegradabili al 100%;
• poliesteri ottenuti da microorganismi, quali i poli-idrossialcanoati (PHA) e derivati. I poli-idrossialcanoati sono sintetizzabili per fermentazione microbica di granoturco, zucchero di canna, oli vegetali;
• altri prodotti sintetici quali i co-poliesteri:
  • caprolattame (PCL);
  • polibutilene succinato (PBS);
  • polibutilene succinato-co-adipato:
  • polibutilene adipato tereftalato (PBAT);
  • politetrametilene adipato / tereftalato (PTMAT);
  • altri co-poliesteri alifatici aromatici (CAA);
• altri vari: per esempio la lignina.

Delle varie tipologie di biopolimeri l’acido polilattico e i polimeri a base amido sono i più diffusi in commercio, seguiti dai poliesteri.

Applicazioni dei biopolimeri e dei polimeri biodegradabili: l’imballaggio

Attualmente l’imballaggio è ancora il settore di maggior impiego dei biopolimeri e dei polimeri biodegradabili.

Nel settore dell’imballaggio rientrano i seguenti prodotti:

• sacchetti per rifiuti organici: i sacchetti in amido di mais per umido possono essere gettati direttamente insieme al rifiuto organico; questo impiego è in continua crescita;
• altri tipi di imballaggio:
  • imballaggio alimentare: sacchetti di vario tipo per fast food e catering, film flessibili per gelati, contenitori per bevande eccetera;
  • altri imballi: confezioni per cosmesi e articoli health care, contenimento di articoli alla rinfusa eccetera.

Le altre applicazioni dei biopolimeri e dei polimeri biodegradabili

Altre applicazioni dei biopolimeri e dei polimeri biodegradabili al di fuori dell’imballaggio sono le seguenti:

• settore biomedicale;
• automotive;
• agricoltura, frutticoltura;
• industria elettrica ed elettronica;
• articoli di largo consumo: piatti, bicchieri e posate usa e getta;
• sport e tempo libero;
• edilizia e arredamento;
• altri vari.

Il mercato dei biopolimeri

Si prevede che il mercato globale dei biopolimeri crescerà da 10,7 miliardi di dollari nel 2021 a 29,7 miliardi di dollari entro il 2026, con un CAGR del 22,7% tra il 2021 e il 2026. L’aumento della domanda di bioplastiche e biopolimeri è determinato dai vari segmenti di utilizzo finale, dalle normative rigorose e dalle crescenti preoccupazioni per l’ambiente.