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La reologia è la scienza che misura le proprietà di flusso dei materiali, come la viscosità, lo sforzo di taglio e la viscoelasticità. Questo metodo analitico è diffuso nei laboratori sia per lo sviluppo, sia per il controllo qualità delle vernici.

In questa presentazione, discuteremo in dettaglio alcune analisi condotte su resine e su dispersioni, per finalità di controllo qualità e analisi dei difetti.
L'obiettivo è spiegare come la reologia rotazionale consenta di indagare la stabilità e le proprietà di flusso di un prodotto nelle sue condizioni applicative reali, per comprendere, ad esempio, la sua capacità di stendersi, di livellarsi e di aderire alle superfici.

Several industrial polymers are made by emulsion polymerization. They can be used as binders for several applications including waterborne coatings and adhesives. The emulsion polymerization process requires the use of surfactants to allow the formation of stabilized polymer particles in an aqueous medium (latex). Nowadays, the surfactants commonly used are conventional surfactants, which can be very efficient in the polymerization process. However, their ability to migrate to the surface tends to reduce the water resistance of the film when the final formulation is applied. An innovative approach to overcome this phenomenon is to use polymerizable surfactants, which are efficient in the polymerization process at the same time that they are covalently bonded to the polymer backbone while the polymerization reaction takes place. This presentation describes the use of a polymerizable surfactant and demonstrates its advantages versus conventional emulsifiers in waterborne resins for adhesives and coatings.

Further enhancement of the water resistance of the final waterborne formulation can be achieved by using additives such as the one described in this presentation. This specific molecule plays as dispersant, wetting or compatibilizer agent, stabilizing TiO₂ with no free excess of product. It enables an optimized anchoring and strong steric and electrostatic repulsion.

Diversi polimeri industriali sono prodotti mediante polimerizzazione in emulsione. Loro possono essere utilizzati come leganti per diverse applicazioni, inclusi rivestimenti e adesivi a base acquosa. Il processo di polimerizzazione in emulsione richiede l'uso di tensioattivi per consentire la formazione di particelle polimeriche stabilizzate in un mezzo acquoso (lattice). Attualmente, i tensioattivi comunemente usati sono tensioattivi convenzionali, che possono essere molto efficaci nel processo di polimerizzazione. Tuttavia, la loro capacità di migrare verso la superficie tende a ridurre la resistenza all'acqua del film quando viene applicata la formulazione finale. Un approccio innovativo per superare questo fenomeno consiste nell'utilizzare tensioattivi polimerizzabili, che sono efficienti nel processo di polimerizzazione mentre sono legati covalentemente allo scheletro del polimero durante la reazione di polimerizzazione. Questa presentazione descrive l'uso di un tensioattivo polimerizzabile e ne dimostra i vantaggi rispetto agli emulsionanti convenzionali nelle resine a base acquosa per adesivi e rivestimenti.

Un ulteriore miglioramento della resistenza all'acqua della formulazione finale a base acquosa può essere ottenuto utilizzando additivi come quello descritto in questa presentazione. Questa specifica molecola svolge la funzione di agente disperdente, bagnante o compatibilizzante, stabilizzando il TiO₂ senza eccesso libero di prodotto. Consente un ancoraggio ottimizzato e una forte repulsione sterica ed elettrostatica.

Vinavil fornirà un'ampia panoramica sul tema della sostenibilità, includendo un quadro dell'attività legislativa in corso a livello europeo e delle normative aggiornate.

Vinavil presenterà il suo approccio verso l'innovazione e prodotti più sostenibili, concentrandosi principalmente su diverse attività svolte nell'ambito della ricerca e sviluppo.

Trai temi trattati saranno illustrate le nuove soluzioni nell’ambito dei progetti che prevedono l’impiego di sostanze provenienti da fonti rinnovabili.

The growth of the world economy and the rising global population (9 billion by 2050) mean that the Earth’s natural resources are being used up fast. Resources need to be managed more efficiently throughout their life cycle, from extraction, transport, transformation and consumption, to the disposal of waste. Several companies, and research entities have developed biobased polymer resins nevertheless further improvements are needed to provide cost effective solutions with high bio-based content and suitable performances to meet for example the target of the newly enforced laws that requires some disposable items such as tableware to be home compostable from 2017 with a minimum bio-sourced content of 30% (increasing progressively in subsequent years to 60% in 2025). The combined cellulose, plastic and food, health care sector form an important part of the EU economy, accounting for 15 million jobs (7.6% of total employment). Unlocking the innovation potential in the field of packaging, health care, cosmetics will significantly contribute to job creation and competitiveness as was developed in the ECOFUNCO project (GA No 837863) 2019-2022, “ECO sustainable multiFUNctional biobased COatings with enhanced performance and end of life options”, coordinated by INSTM. Cellulose and plastic substrates coated with either protein, cutin, chitin provided barrier to gas, moisture and anti-microbial properties and resulted suitable for application in packaging of perishable food, and anti-microbial non-tissue woven.

Natural polymers and functional molecules valuable for coating applications can be widely extracted from agro-food waste and most recently even valorization of emergent sources such as insects is being developed, as partly addressed in the running project RECOVER “Development of innovative biotic symbiosis for plastic biodegradation and synthesis to solve their end of life challenges in the agriculture and food industries”.

An overview of current solutions and ongoing research on natural and synthetic biobased polymers proposed for use in coating will be reported and critically analysed.

Acknowledgements

This research has received funding from the Bio-Based Industries Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 887648, project RECOVER “Development of innovative biotic symbiosis for plastic biodegradation and synthesis to solve their end of life challenges in the agriculture and food industries”.