Utente:OppidumNissenae/Sandbox015

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OppidumNissenae/Sandbox015
Abbreviazioni
EVOH
Nomi alternativi
poly-ethylene vinyl alcohol; ethylene vinyl alcohol copolymer; thylene vinyl alcohol
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare(CH2-CH2)m-(CH2-CHOH)n
Peso formula (u)72.10572 g/mol
Aspettopolimero cristallino
Numero CAS26221-27-2
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/l, in c.s.)1.12 X 103 a 1.20 X 103 kg/m3
Solubilità in acquanessuna
Temperatura di fusione150 a 205 C°
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)6.000mg/kg ratto
Indicazioni di sicurezza
Elemento Wikidata assente · Manuale

L'Etilene vinil alcol o poly(ethylene vinyl alcohol) o ethylene vinyl alcohol copolymer o EVOH è una convenzionalmente un copolimero dell'etilene e dell'alcol vinilico. Viene usato sotto forma di film plastici come super-barriera all'ossigeno nell'imballaggio alimentare, può essere usato come barriera agli idrocarburi nei serbatoi di plastica e nei tubi; nei tubi per impianti di riscaldamento a pavimento.[1] Questo materiale trova anche, per le sue proprietà antimacchia,impiego nei materiali da rivestimento.[2] Inoltre trova anche impiego in medicina.[3]

Grazie alle notevoli proprietà di barriera delle resine EVOH, soprattutto al passaggio dei gas, l'ottima resistenza ai solventi e al passaggio di sapori/odori, ha permesso la produzione di film molto sottili. Ciò grazie anche allo sviluppo tecnologico di macchine di produzione avanzate che hanno permesso così di soddisfare l'esigenza di ridurre alla fonte la plastica nell'industria del packaging.[4]

Proprietà chimiche[modifica | modifica wikitesto]

Si presenta come polimero cristallino con la seguente struttura chimica:[5]

La sua struttura chimica è composta da un copolimero di etilene e vinil alcool ottenuto da un tautomero di acetaldeide monomero polimerizzato con etilene e acetato di vinile seguito da idrolisi. Non produce gas tossici quando bruciato, e il suo calore di combustione è solo la metà di quella del polietilene, causando così poco danno all'ambiente.[4]

Il copolimero EVOH è classificato secondo la frazione molare di etilene:

  • basso contenuto di etilene fornisce migliori proprietà barriera
  • alto contenuto di etilene temperature minori nelle lavorazioni.

Nell'industria, si usano formulazioni in cui il copolimero ha tra il 32 e 44% di moli di etilene.

È un materiale igroscopico, pertanto proprietà barriera tendono a variare a seconda dell'umidità presente nell'atmosfera. É un materiale con proprietà termoretraibili[6] e sopratutto a differenza PVDC, l'EVOH non contiene cloro, diossina, metalli o altri sostanze che possono provocare disturbi endocrinologici.[4]

Proprietà di barriera[modifica | modifica wikitesto]

«Immagina un muro di plastica con lo spessore di 10 metri. Non è facile superare una barriera di questo tipo. Ora immagina che la stessa funzione protettiva possa essere realizzata con solo 1 mm di spessore.»

(da sito italiano della Kuraray Co. Ltd.[7])

L'EVOH è estruso o laminato in uno strato sottile su cartone, stagnola o altre materie plastiche. Le proprietà dell'EVOH dipendono dalla percentuale di etilene nel copolimero. Un basso contenuto dell'etilene contenuto portano ad un copolimero con migliori proprietà di separazione, al contrario con alte contenuti % di etilene si abbassa la temperatura di lavorazione (rammollimento) del copolimero.

Ha capacità di barriera ai gas circa 10.000 volte maggiori che i film di LDPE standard; permette di ridurre la necessità di conservanti o permette di evitarli in toto o in parte. Inoltre, essendo molto lucido, trasparente, brillante ed aderendo, per le sue proprietà termoretraibili, come una seconda pelle, garantisce un ottimo impatto visivo, cosa importante per l'industria del packaging.[8] Infine è un polimero riciclabile oltre che sicuro per l'ambiente.[4] Poichè possiede un uguale distribuzione dello spessore anche in condizioni estreme di formatura, consente una più ampia finestra di lavorazione per la termoformatura, inoltre è utilizzabile nel microonde.[9] La procedura della termoformatura è relativamente semplice quando è coinvolto solo un materiale plastico quale PS o poliolefine, ma nelle strutture multistrato deve essere preso in considerazione ogni materiale, poiché ciascuno ha le sue proprietà di deformazione. Per un confronto delle proprietà di barriera dell'EVOH utile consultare la tabella sotto.[10]

Proprietà microbiologiche[modifica | modifica wikitesto]

Uno studio mostra le eccezionali capacità biocide rispetto la Pseudomonas aeruginosa di un nanocomposito a base di EVOH e TiO2 con tempi di risposta migliori rispetto le tecnologie basate sulla disinfezione chimica.[11]

Proprietà meccaniche[modifica | modifica wikitesto]

Le proprietà meccaniche dell'EVOH espresse in resistenza alla trazione kg/cm2, allungamento alla rottura misurando l'allungamento e rottura espresso in %, misurando con la resistenza alla perforazione prova d'urto di Izod in (kxcm/cm), sono tutte inversamente proporzionali al crescere del contenuto % delle moli di etilene contenuto nel tipo di EVOH testato.[12]

Applicazioni industriali[modifica | modifica wikitesto]

L'EVOH è un materiale non idrosolubile, ma sensibile alla presenza di acqua infatti in sua presenza si ha un peggioramento delle proprietà barriera; per evitare ciò gli imballaggi flessibili realizzati con EVOH sono costituiti da laminati e/o coestrusi con la seguente struttura: poliolefine/adesivo/EVOH/adesivo/poliolefine. In questo caso, le poliolefine utilizzate sono LDPE, LLDPE, PP. In una simile struttura, gli strati esterno ed interno del multistrato garantiscono barriera all’acqua, mentre lo strato mediano di EVOH offre in particolare barriera ai gas e all’ossigeno. L’impiego di EVOH nel packaging degli alimenti si è diffuso molto rapidamente dopo l’introduzione delle confezioni in atmosfera modificata che devono possedere un’ottima barriera all’ossigeno, agli aromi e all’umidità.

Inoltre trova impiego nel trasporto e nello stoccaggio di prodotti chimici per:[13]

Per questi usi viene di solito prodotto con il soffiaggio per coestrusione. Inoltre trova impiego:

  • per la produzione di bottiglie di plastica,
  • per la produzione di guanti,
  • per la produzione dei dirigibili stratosferici, per le ottime proprietà di barriera al gas Elio e all'Idrogeno e per la resistenza alle temperature rigide e la grande flessibilità,
  • per la produzione di pannelli isolanti sottovuoto,
  • per la produzione di sistemi a valvola di contenitori sotto vuoto,

A causa dell'alto costo per la costruzione di costo di un impianto di produzione EVOH, e la complessità di realizzare un prodotto adatto per usi alimentari, e non solo, sono poche la aziende che nel mondo producono l'EVOH come materia prima. Altre aziende, specializzate nel packaging, lo usano come materia prima per la successiva produzione dei films e sacchetti per il confezionamento degli alimenti.[14][15][16][17]

  • Kuraray.Co.LTD produce resine EVOH con il nome di "EVAL", in un impianto di 10.000 tonnellate a Okayama, Giappone; un secondo impianto di 35.000 tonnellate negli Stati Uniti (vicino a Houston, TX), gestito dalla controllata USA della Kuraray ; ed infine un impianto di 24.000 tonnellate in Belgio, gestito dalla controllata EVAL Europe. La Kuraray con il 61% è il primo produttore al mondo di EVOH.[2]

Una ditta austriaca usa l'EVOH come base per la produzione di sacchetti e packaging alimentare, a 9-strati,[8] per le sue alte capacità di protezione e barriera, in modo da ottenere un miglioramento della data di scadenza (shelf life) dei prodotti proteici, tra cui carne e formaggi.[4]

Applicazioni tipiche e strutture multistrato per
EVOH contenute nei pacchetti-semi-rigidi[20]
Processo di fabricazione Applicazione Struttura
Soffiato e fusioni coestruse
  • Cibi cotti
  • Carni rosse
  • Cereali
  • Sacchetti per alimenti
 Nailon/EVOH/Nailon/Surlyn

EVA/EVOH/EVA

HDPE/EVOH/EVA

LLDPE/EVOH/LLDPE

Laminazione Snacks Sacchetti

OPP/EVOH/EVA

BONyLon/EVOH/LLDPE

Coestrusione Rivestimento
  • Succhi
  • Snacks
  • Imballaggio asettico
 PE/carta/PE/EVOH

OPP/EVOH/PE

PU/Paper/EVOH/PP/SurIyn

Tecnologia della produzione dei multistrato[modifica | modifica wikitesto]

L'EVOH è spesso usato in film barriera multistrato che sono prodotti secondo diverse tecnologie:

  • Coestrusione del film in bolla: per film barriera multistrato in bolla.
Partendo da molti estrusori diverse resine sono legate insieme attraverso uno stampo. La struttura composita viene quindi fatta scoppiare in una "bolla". Quando la bolla si è raffreddata a sufficienza, collassa tra i rulli e si avvolge su un tamburo. Il materiale così ottenuto può essere ulteriormente trasformato mediante termoformatura, accoppiamento o stampaggio.
  • Coestrusione del film in testa piana: per film barriera multistrato in testa piana.
Durante il processo di coestrusione di un film su una testa piana la resina viene estrusa attraverso una fessura piatta su di un rullo di raffreddamento dove viene progressivamente raffreddata. La velocità di rotazione del rullo controlla il rapporto di stiro e lo spessore finale della struttura. Le strutture ottenute per coestrusione di film in testa piana sono spesso ulteriormente trasformate mediante termoformatura.
  • Orientamento della coestrusione: per la produzione di film barriera multistrato con procedimento a doppia bolla o tenter.
Diverse resine fornite da molti estrusori vengono legate insieme attraverso un multicollettore circolare o uno stampo piatto. I polimeri fusi vengono temprati in acqua fredda prima di essere riscaldati ed orientati biassialmente. Per la produzione di film multistrato mediante orientamento coestrusione possono essere utilizzati polietilene, EVA o nylon in combinazione con copolimeri EVAL™. I film avranno proprietà di ritiro se non viene applicato alcun termoindurente.
  • Termoformatura: coppe e vassoi di varie forme sono prodotte mediante il processo di termoformatura.
il procedimento di termoformatura, che può essere un'alternativa a basso costo a procedimenti quali lo stampaggio ad iniezione e l'estrusione soffiaggio poiché la termoformatura richiede pressioni inferiori ed il macchinario può essere meno difficoltoso e meno costoso da produrre. Nel procedimento di termoformatura un foglio di plastica, prodotto solitamente da un estrusore, viene ammorbidito dal calore e quindi posto sulla metà di una matrice.

Usi alimentari[modifica | modifica wikitesto]

Usi cosmetici[modifica | modifica wikitesto]

Usi automobilistici[modifica | modifica wikitesto]

Usi medici[modifica | modifica wikitesto]

EVOH è utilizzato in radiologia interventistica, con il nome Onyx, come sistema liquido per embolizzare i vasi sanguigni, esso viene disciolto con il dimetilsolfossido (DMSO) e quindi miscelato con una sostanza radiopaca che viene iniettata nell'organismo.[21][22]

L'embolizzazione può essere eseguita dal chirurgo vascolare prima di una resezione di grande corpo tumorale carotideo evitando lamigrazione o riducendo al minimo il rischio di ictus.[23] Inoltre secondo altri ricercatori la embolizzazione prechirurgica percutanea diretta di un angiofibroma giovanile con il solo EVOH (Onyx) prima delle resezione chirurgica è sicuro e fattibile; essa infatti, può offrire un maggior grado di devascolarizzazione rispetto ad altri agenti embolici. Rendendo più semplice e sicura la resezione chirurgica con una minore perdita di sangue.[24]

Una ricerca studia in uno studio teorico il flusso di sangue nel cervello con malformazione arteriosa (AVM), utilizzando la formula di Maag che è stata usata per spiegare i modelli diffusione dell'N-butil-2-cianoacrilato (NBCA) e del copolimero etilene-alcool vinilico (EVOH) nelle AVM cerebrali.[25]

Usi agricoli[modifica | modifica wikitesto]

L'EVOH ha dimostrato di preservare e migliorare la qualità del foraggio, rispetto ad un film di polietilene standard (PE), sia in balle che nei silos. Garantendo una durata più lunga degli insilati durante il consumo, ha ridotto l'effetto negativo dei lieviti, delle muffe e delle spore formatrici di specie aerobiche e anaerobiche che incidono negativamente sulla qualità nutrizionali e microbiologiche degli insilati.[26][27]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) EVAL completes world's largest EVOH resin plant, su foodproductiondaily.com.
  2. ^ a b (EN) kuraray | EVAL Division | Business Overview | About Us, su kuraray.co.jp, kuraray.co.LTD. URL consultato l'11 aprile 2015.
  3. ^ (EN) accessdata.fda.gov, www.accessdata.fda.gov, http://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf6/h060003a.pdf.
  4. ^ a b c d e (EN) Why EVOH?, su premiumpack.at.
  5. ^ (EN) Ethenol, polymer with ethene | C4H8O - PubChem, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  6. ^ (EN) Product Recommendations, su premiumpack.at.
  7. ^ Home / Kuraray - EVAL™, su eval.eu, Kuraray Co. Ltd.. URL consultato l'11 aprile 2015.
  8. ^ a b (EN) 9-Layer Technology, su premiumpack.at. Errore nelle note: Tag <ref> non valido; il nome "url9-Layer Technology" è stato definito più volte con contenuti diversi
  9. ^ Lastra termoformata / Kuraray - EVAL™, su eval.eu, Kuraray - EVAL™". URL consultato l'11 aprile 2015.
  10. ^ (EN) OTR di vari Films (PDF), su soarnol.com.
  11. ^ Kubacka A, Diez MS, Rojo D, Bargiela R, Ciordia S, Zapico I, Albar JP, Barbas C, Martins dos Santos VA, Fernández-García M, Ferrer M, Understanding the antimicrobial mechanism of TiO₂-based nanocomposite films in a pathogenic bacterium, in Sci Rep, vol. 4, 2014, p. 4134, DOI:10.1038/srep04134, PMID 24549289.
  12. ^ (EN) Mechanical Property Behaviour of Soarnol, su soarnol.com, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd..
  13. ^ (EN) www.eval.eu (PDF), su eval.eu.
  14. ^ (EN) PREMIUMPACK Products, su premiumpack.at, PREMIUMPACK.
  15. ^ (ES) BetexPack | Artificial Casings | Tripas Artificiales | Films, su betexpack.com.
  16. ^ (EN) Webshop of flexible films, casings, trays, cardboards, packaging materials for food industry – Starfolplusz Ltd.,, su starfolplusz.hu, Starfolplusz Ltd.
  17. ^ Cibapac - World Class Food Packaging, su cibapac.com, Cibapac language = en.
  18. ^ (EN) Nippon Gohsei Manufacturers of SoarnoL™ (EVOH), Nichigo G-Polymer™, Gohsenol™, Specialty Film and Nichigo G-Tape™, su nippon-gohsei.com, Nippon Gohsei Manufacturers. URL consultato l'11 aprile 2015.
  19. ^ (EN) ChangChun Group Corporate, su ccp.com.tw, ChangChun Group Corporate. URL consultato il 5 aprile 2015.
  20. ^ A Thesis of Zhongbin Zhang, Transport And Mechanical Property Studies Of Barrier Plastic Food Packaging Materials University Of Guelph, 1998
  21. ^ (EN) V. Panagiotopoulos, Embolization of Intracranial Arteriovenous Malformations with Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer (Onyx), su ajnr.org, AJNR Am J Neuroradiol.
  22. ^ = Lee CC, Chen CJ, Ball B, Schlesinger D, Xu Z, Yen CP, Sheehan J, Stereotactic radiosurgery for arteriovenous malformations after Onyx embolization: a case-control study, in J. Neurosurg., 2015, pp. 1–10, DOI:10.3171/2014.12.JNS141437, PMID 25658780.
  23. ^ Thakkar R, Qazi U, Kim Y, Fishman EK, Veith FJ, Malas MB, Technique and Role of Embolization using Ethylene Vinyl-Alcohol Copolymer before Carotid Body Tumor Resection, in Clin Pract, vol. 4, n. 3, 2014, p. 661, DOI:10.4081/cp.2014.661, PMID 25568768.
  24. ^ Gemmete JJ, Patel S, Pandey AS, Sullivan SE, McKean EL, Marentette LJ, Chaudhary N, Preliminary experience with the percutaneous embolization of juvenile angiofibromas using only ethylene-vinyl alcohol copolymer (Onyx) for preoperative devascularization prior to surgical resection, in AJNR Am J Neuroradiol, vol. 33, n. 9, 2012, pp. 1669–75, DOI:10.3174/ajnr.A3043, PMID 22499846.
  25. ^ Lv X, Wu Z, Li Y, Arteriovenous malformation in the brain: a theoretical study explaining the behavior of liquid embolic agents during endovascular treatment, in Neuroradiol J, vol. 26, n. 6, 2013, pp. 661–8.
  26. ^ (EN) SoarnoL™ (EVOH) - Innovative Food Packaging, su nippon-gohsei.com.
  27. ^ Borreani G, Tabacco E, Improving corn silage quality in the top layer of farm bunker silos through the use of a next-generation barrier film with high impermeability to oxygen, in J. Dairy Sci., vol. 97, n. 4, 2014, pp. 2415–26, DOI:10.3168/jds.2013-7632, PMID 24565321.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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