02 - Presentazione - Una nuova classe di ingrassi polimerici

UNA NUOVA CLASSE DI
INGRASSI POLIMERICI
Lovato Giancarlo - Paganin Michela
Corichem S.r.l.
Via Lago di Garda, 16 – 36040 Sarego (VI) -Italia
OBIETTIVI
Sviluppare
tradizionali,
in
un ingrasso polimerico in grado di sostituire gli ingrassi
particolare
l’olio
solfitato
di
pesce,
mantenendo
o
migliorando le proprietà merceologiche dei pellami (morbidezza, rotondità,
tatto) senza modificare le procedure di produzione standard delle concerie
Migliorare
l’ecologicità del processo di ingrasso (COD,
fissazione dei grassi)
Incrementare
2
le performance chimico-fisiche
POLIMERI INGRASSANTI
I polimeri ingrassanti sono sviluppati su una catena polimerica lineare, di solito
basata su acido acrilico e suoi esteri. Le componenti grasse sono lateralmente
alla catena. I più comuni:
copolimeri di acido acrilico e esteri metacrilici (C16/C18)
Acido acrilico
Stearil metacrilato
copolimeri di acido acrilico e esteri vinilici (C16/C18)
( )n
Acido acrilico
3
Esteri vinilici
INGRASSI POLIMERICI
Gli ingrassi polimerici sono basati su una catena con monomeri di diversa
natura chimica come mostrato nella seguente tabella.
Nome generico
PEG(polietilenglicole)300
PEG(polietilenglicole)400
PPG(polipropilenglicole)400
Alcoli grassi (C12-C24) ramificati e lineari
Anidride maleica
Alcoli grassi etossilati 9M
Ammine grasse etossilate15 OE
Acidi grassi grezzi
Acidi grassi di lanolina
Oli vegetali
Lecitina
Oli animali
Glicerina grezza
Exhausted frying oils
Residue oils from biodiesel production
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Struttura Chimica
H-(O-CH2-CH2)6-OH
H-(O-CH2-CH2)9-OH
H-[O-CH(CH3)CH2]5-OH
R-OH
C4H2O3
R2(O-CH2-CH2)9-OH
R-NH-(O-CH2-CH2)15-OH
Acidi grassi naturali
Acidi grassi e steroli a lunga catena
Trigliceridi naturali
Fosfolipidi naturali
Trigliceridi naturali
Polioli naturali
Miscele di trigliceridi
Miscele di monogliceridi e digliceridi
INGRASSI POLIMERICI
Abbiamo sviluppato delle catene polimeriche utilizzando diversi monomeri,
come
mostrato
nella
precedente
tabella,
grazie
all’elevata
reattività
dell’anidride maleica con glicoli polimerici, polialcool, e gliceridi modificati,
ottenendo una struttura lineare dove la componente grassa può essere in testa,
in coda o in mezzo alla catena. L’uso di diverse materie prime in strutture
polimeriche similari dà diverse proprietà ai prodotti finiti.
IL LAVORO E’ IN PROGRESSO…
Nei prossimi lucidi possiamo vedere tre tipi
di strutture base che possono così essere
riassunte
5
INGRASSI POLIMERICI
POLIMERI TIPO 1
Partendo da acidi grassi grezzi
otteniamo degli esteri che facciamo quindi reagire con anidride maleica e glicoli
polietilenici e/o polipropilenici o alcoli grassi, alcoli grassi etossilati, ecc.
Il polimero ha la seguente struttura generale:
R1CO-(O-CH2-CH2)n-O-CO-CH=CH-CO-O-(CH2-CH2-O)n-R2
La catena ottenuta ha C > 50
6
INGRASSI POLIMERICI
POLIMERI TIPO 2
Partendo con acidi grassi grezzi o trigliceridi naturali
otteniamo dei digliceridi che reagiscono con anidride maleica e polietilenglicole
o polipropilenglicole.
Il polimero ha la seguente struttura generale:
CH2-O-CO-R
l
CH-O-CO-R’
l
CH2-O-CO-CH=CH-CO-(O-CH2-CH2)n-OH
7
INGRASSI POLIMERICI
POLIMERI TIPO 3
Partendo da una miscela di sostanze etossilate e lecitina.
Il blend reagisce con anidride maleica e e polietilenglicole o polipropilenglicole.
Il polimero ha la seguente struttura generale:
Blend-(O-CH2-CH2)n-O-CO-CH=CH-CO-(O-CH2-CH2)n-O-CO-CH=CH-CO-O-(CH2-CH2-O)n-Blend
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FUNZIONALIZZAZIONE DEGLI
INGRASSI POLIMERICI
Questo tipo di polimeri hanno nella molecola la presenza di doppi legami
derivanti dall’anidride maleica e alcuni gruppi idrossilici che permettono le
seguenti funzionalizzazioni:
9
•
Solfitazione
•
Solfatazione
•
Fosfatazione
FORMULAZIONI PER SCREENING
Nome del campione
F1
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2 di origine vegetale
F2
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2 di origine animale
F3
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 1
F4
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 3
F5
Formulazione basata su un blend di POLIMERO tipo 2 e un
POLIMERO tipo 1
F6
Formulazione basata su un blend di POLIMERI di tipo 1
F7
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2
F8
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 1
F9
Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 3
F10
10
Natura del campione
Formulazione basata su un blend di POLIMERi tipo 1
PELLI GREZZE
Tori europei wet-blue 36+
Bovine europee wet-blue e wet-white 2632
Croste bovine wet-blue e wet-white
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RICETTA DI SCREENING APPLICATIVO SU PELLE
Processo
Lavaggio
Riconcia
%
200
0,3
200
5
Prodotto
Acqua
Acido formico
scaricare , lavare
Acqua
°C
tempo
min.
Note
35
30
35
Cromo solfato basico
120
Automatico la notte
scaricare
Neutralizazione
150
2
1
Tintura
Ingrasso
50
3
200
0,5
200
10
1
12
Acqua
Sodio formiato
Sodio bicarbonato
scaricare, lavare
Acqua
Colore
Acqua
Acido formico
scaricare
Acqua
Agente ingrassante
Acido formico
35
20
60
pH=5,5
20
60
50
30
50
60
20
Campione del bagno
esaurito per analisi
COD
VALUTAZIONE MERCEOLOGICA
Nome del
campione
Morbidezza
Fermezza
Pienezza
F1
3
4
4
F2
3
2
2
F3
2
4
3
F4
3
4
3
F5
3
5
5
Selezionato per calzatura
F6
4
3
3
Selezionato per arredamento
F7
2
2
2
F8
4
3
3
Selezionato per arredamento
F9
4
4
4
Selezionato per pelletteria
F10
2/3
4
4
Selezionato per carrozzeria
TF1
4
1
1
Ingrasso arredamento tradizionale
Legenda 5 = molto buono / 1 = basso/povero
13
Note
RISULTATI TEST ANALITICI
14
Nome del
campione
COD
mgO2/l
Fogging Test
mg
F5
4700
1.4
F6
6300
F8
6000
F9
4200
F10
7400
0.1
TF1
9000
11.2
Note
Selezionato per calzatura
Selezionato per arredamento
0.8
Selezionato per arredamento
Selezionato per pelletteria
Selezionato per carrozzeria
Ingrasso arredamento tradizionale
RISULTATI TEST ANALITICI
Pelle wet-white crust nero
Nome del
campione
F10
15
Fogging Test VOC (VDA 277)
mg
µgC/g
0.1
< 10
Note
Selezionato per carrozzeria
RISULTATI TEST BIODEGRADABILITA’
16
Nome del
campione
BOD 5
mgO2/l
COD
mgO2/l
%
BOD 5/COD
Note
TF1
4000
9000
44,4%
TF2
3300
8200
40,2%
F9
2300
4200
54,8%
Polimero tipo 3
F10
4750
7400
64,2%
Polimero tipo 1
Ingrasso tradizionale, solfitato di
pesce
Ingrasso tradizionale, estere
solfitato
RISULTATI TEST FISICI SU PELLE
Pelle con ingrasso
Tradizionale TF1
Pelle con ingrasso
Polimerico F9
Carico di strappo
IUP 8
8.47 N
11.28 N
Carico alla screpolatura del
fiore IUP 9
225 N
294 N
Distensione alla
screpolatura del fiore IUP 9
8.44 mm
8.95 mm
Solidità luce
IUF 402
2/3
Blue scale
3
Blue scale
Tropical test (120 hours at
80°C)
4
Grey scale
4/5
Grey scale
Test
17
POLIESTERI = IDROLISI ?
18
Crust WW
Fogging
mg
Appena fatta
(1 anno fa)
0,8
Tropical test
(120 hours at 80°C)
0,8
Dopo 1 anno
0,7
DISCUSSIONE DEI RISULTATI
● Questi ingrassi polimerici hanno proprietà sia ingrassanti che riconcianti
● Possibilità di raggiungere gradi di morbidezza similari a quelli raggiunti con oli
tradizionali solfitati
● Riduzione COD di circa il 30% a pari morbidezza
● Fissazioni più elevate in comparazione
con oli solfitati di pesce
● Valori di Fogging estremamente bassi
● Ottimo potere disperdente sui grassi naturali della pelle ed eccellente
uniformità di tintura
19
BENEFITS DELLA NUOVA CLASSE
DI INGRASSI POLIMERICI
1. Alta flessibilità di questa nuova categoria di prodotti. C’è la possibilità di
produrre la maggior parte degli articoli in pelle (carrozzeria, arredamenti,
calzatura, abbigliamento, fodera)
2. Altamente
performante
(specialmente
per
pelli
da
carrozzeria,
raggiungiamo livelli estremamente bassi di fogging)
3. Ecologica: grazie alle migliorate fissazioni, c’è una sostanziale riduzione del
COD dei bagni esausti
4. Riduzione del costo di produzione delle pelli (grazie ad un sostanziale
riduzione dell’utilizzo di agenti riconcianti)
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PROSSIMI SVILUPPI
Sviluppo di ulteriori tipologie di ingrassi polimerici cambiando alcuni
parametri (tipo di acidi grassi, lunghezza dei poliglicoli, tipo di alcoli grassi,
tipo di funzionalizzazione, ecc.) e valutando le differenti proprietà sulle pelli
Sviluppo di un ingrasso polimerico con pesi molecolari più alti (> 3000) per
controllarne gli effetti sulle pelli
Sviluppo di un ingrasso idrofobizzante polimerico
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RINGRAZIAMENTI
Desideriamo ringraziare:
-Conceria Montebello e Rino Mastrotto Group per averci fornito le pelli
per i nostri screening e per averci aiutato a testare e a valutare i prodotti a
scala pilota
-Prof. Alessandra Lorenzetti e Prof. Michele Modesti dell’Università di
Padova, Dr. Raffaele Riccò e Dr. Francesco Chisso di Veneto Nanotech –
Nanofab, per gli importanti suggerimenti ed avvisi
-Walter Bertola, Fabio Braggion e Pierluigi Braggion, partners di
Corichem, per il supporto datoci nelle nostre ricerche
-Giuliano Savoiani, Giuliano Spanevello, Marco Tonin e Roberto
Turcato per il loro prezioso lavoro di screening sulle pelli, le loro
valutazioni e i loro suggerimenti
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GRAZIE PER LA VOSTRA
ATTENZIONE
Lovato Giancarlo - Paganin Michela
[email protected]
quality&[email protected]
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