ADDITIVI POLIMERICI CON STABILIZZANTI LEGATI COVALENTEMENTE: DESIGN E PREPARAZIONE DI FILM POLIOLEFINICI DI LUNGA DURATA PRIVI DI RISCHI DI CONTAMINAZIONE DEL CIBO E DI FENOMENI DI DEGRADAZIONE

Grazie al basso costo ed alla bassa reattività, le poliolefine sono le materie plastiche più frequentemente utilizzate per il contatto con alimenti. Il loro principale svantaggio è legato al fatto che tali materiali sono soggetti a fenomeni di degradazione dovuti a termo- e foto-ossidazione. Per queste ragioni, i materiali poliolefinici sono solitamente stabilizzati per miscelazione nel fuso con additivi antiossidanti e stabilizzanti UV, noti come scavenger di radicali liberi, che sono in grado di inibire o ritardare la degradazione. Tuttavia, gli stabilizzanti comunemente usati sono derivati a basso peso molecolare, di natura polare, caratterizzati da elevati coefficienti di diffusione e, quindi, con elevata potenzialità di migrazione negli alimenti a contatto. Per risolvere il problema della migrazione degli additivi, la nostra ricerca ha riguardato la sintesi di diversi comonomeri olefinici portanti una funzionalità stabilizzante, sia antiossidante che anti-UV. Utilizzando catalizzatori metallocenici è stato possibile ottenere co- e terpolimeri dove la funzionalità stabilizzante era covalentemente legata alla matrice polimerica. I polimeri prodotti sono stati sperimentati come additivi polimerici non-releasing, impiegandoli come "masterbatch" nella miscelazione con matrici poliolefiniche commercialmente disponibili. Tale approccio è risultato di successo per l'ampia gamma di possibilità offerta dai catalizzatori metallocenici di incorporare lungo la catena poliolefinica comonomeri funzionalizzati. Sono stati sintetizzati additivi polimerici non-releasing diversi in funzione del tipo di matrice da proteggere. Infatti sono stati preparati copolimeri sia a base etilenica che propilenica e terpolimeri a base di etilene ed 1-esene. Sono stati inoltre sintetizzati additivi polimerici adatti a proteggere materiali di nicchia quali i copolimeri a base di norbornene, i cosidetti COC (CycloOlefin Copolymer). Gli additivi macromolecolari preparati sono stati aggiunti (in quantità opportune in modo da avere un contenuto di funzionalità antiossidanti di 500 ppm) a matrici poliolefiniche commerciali per semplice miscelazione nel fuso. L'analisi termogravimetrica (TGA) delle miscele ottenute, condotta in condizioni isoterme in atmosfera di ossigeno, indica, per tutte le famiglie di additivi preparati, una migliore stabilità termo-ossidativa delle miscele contenenti gli antiossidanti polimerici, rispetto ad un campione di matrice commerciale priva di additivi e, fatto particolarmente interessante, rispetto al campione di riferimento stabilizzato con l'antiossidante commerciale molecolare. I risultati delle prove di migrazione condotte sui film ottenuti escludono la presenza di quantità rilevabili di prodotti di degradazione recanti funzionalità antiossidanti, anche dopo invecchiamento foto-termico. La stessa strategia può essere applicata ad esplorare nuove famiglie di additivi macromolecolari recanti quantità modulabili di diverse funzionalità. Inoltre, la possibilità di ottenere quantità modulabili di antiossidanti e stabilizzanti in genere immobilizzati senza rischio di migrazione dell'additivo apre la strada all'applicazione di additivi macromolecolari non solo per evitare la degradazione della matrice polimerica, ma anche per ridurre alcune reazioni di deperimento del cibo confezionato. L'obiettivo della protezione contemporanea di film polimerico e cibo confezionato potrà costituire una vera soluzione innovativa nel campo degli imballaggi alimentari.