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Progetto Safe, la rifinizione delle pelli diventa naturale – Pubblicato su CPMC 1/2021

A cura di  Roberta Bertani, Professore Associato Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Padova

Marco Nogarole, Responsabile Ufficio Distretto Arzignano SSIP

Il progetto SAFE: (presentato dalla RIR Face Design a valere sul POR Fesr 2014-2020 della Regione Veneto – di cui la SSIP è partner come centro di ricerca insieme al Politecnico Calzaturiero del Brenta) “Smart creativity for safety and restart” presentato al Bando per il sostegno a progetti di Ricerca e Sviluppo realizzati dalle Reti Innovative Regionali e dai Distretti Industriali, si propone di preparare una serie di nuovi prodotti chimici da utilizzare in processi chimici innovativi per le lavorazioni conciarie in particolare di “wet rifinizione” con lo scopo di migliorare il tatto del cuoio, nel livellarne le irregolarità di tintura e di superficie, nel conferire lucentezza e brillantezza, aumentando nel contempo la resistenza allo sfregamento ad umido e idrorepellenza.

L’obiettivo è di utilizzare come materie prime prodotti naturali o di recupero, nell’ottica dello sviluppo di prodotti e processi ecosostenibili e coerenti con una prospettiva di economia circolare. Si intendono sviluppare prodotti e processi che realizzino uno strato coprente, costituito da un film polimerico elastico e traspirante caratterizzato dalla capacità di ancorarsi saldamente alla superficie della pelle, attraverso la formazione di legami covalenti o forti interazioni di natura elettrostatica. In genere si distinguono due tipi di rifinizione, quelle che vengono chiamate rifinizioni all’anilina, basate su materiali filmogeni incolori che conferiscono al cuoio protezione verso l’ambiente esterno, morbidezza, lucentezza e brillantezza, e che derivano il nome dal fatto di mantenere il colore conferito al cuoio da coloranti organici a base di anilina.

Le proprietà principali di un film di rifinizione per cuoio sono:

1. Capacità di ancorarsi al cuoio conciato e tinto: tale effetto si può realizzare attraverso la formazione di legami chimici forti (legami covalenti tra gruppi funzionali del film coprente e del cuoio), interazioni di natura elettrostatica (ponti a idrogeno o interazioni tra gruppi polari del film coprente e del cuoio o interazioni di Van der Waals) o per penetrazione (per pressione o capillarità) nei pori del cuoio. Parametri fondamentali per valutare la capacità di coesione tra la superficie del cuoio e il materiale polimerico liquido filmogeno sono, tra l’altro, la tensione superficiale del cuoio, del liquido e la tensione interfacciale, misurabili attraverso determinazioni di angolo di contatto.

2.Caratteristiche fisico-meccaniche, determinate da composizione chimica e peso molecolare del polimero. In particolare, la flessibilità è in genere garantita da polimeri a struttura amorfa e dalla presenza di catene laterali più o meno ramificate. Tali proprietà possono essere misurate mediante l’ottenimento del modulo elastico da diagrammi sforzo/deformazione, anche a diverse temperature e dalla individuazione della temperatura di transizione vetrosa.

3.Stabilità chimico/fisica dei materiali stessi e del loro effetto sul pellame anche a seguito di sollecitazioni termiche e meccaniche.

4.Resistenza all’acqua e/o a solventi legata alla natura chimica del polimero filmogeno, modulandone la polarità (che, se aumentata determina una maggiore adesione al supporto) e l’idrofilicità (che, se diminuita rende la superficie più idrofobica).
Quest’ultimo effetto tipicamente è stato ottenuto mediante l’utilizzo di sistemi contenenti catene perfluorurate, realizzando anche un effetto antimacchia. I materiali perfluorurati conferiscono anche repellenza nei confronti di molti solventi, ma la loro produzione e il loro esteso utilizzo rappresentano un grosso problema ambientale attualmente nella nostra regione. Il progetto intende infatti progettare nuovi materiali polimerici filmogeni di rifinizione esenti da fluoro.

Il progetto si propone di progettare, realizzare, caratterizzare e testare nuovi agenti polimerici filmogeni di rifinizione costituiti da biopolimeri naturali ricchi di gruppi funzionali di origine animale (come la caseina, di natura idrofobica ma ricca di gruppi carbossilici), di origine vegetale (e quindi rinnovabili, come l’amido ottenuto ad esempio da bucce di patata, l’acido polilattico derivato da zuccheri e/o da processi biotecnologici, i poliidrossialcanoati, come il poliidrossibutirrato, il poliisoprene naturale o oli insaturi come l’olio di semi di vinacciolo, che risulta caratterizzato da oltre il 60% di acido linolenico, circa in 20% di acido
oleico e una notevole quantità di polifenoli) con particolare attenzione ai materiali di scarto in un’ottica di economia circolare.

Di tali polimeri saranno studiati vari processi di reticolazione, ad esempio con derivati maleici o altre molecole polifunzionali (quali polifenoli, policarbossili o poliammidi) al fine di individuare le condizioni sperimentali e la formulazione che meglio rispondono delle caratteristiche necessarie al trattamento di rifinizione.

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