CLS PROVIDENTIA ha come obiettivo lo sviluppo, la produzione e la commercializzazione di nanoparticelle di cellulosa (CNs), prodotte partendo da biomasse di origine agricola, maceri e rifiuti di natura cellulosica e sottoprodotti dell’industria cartaria, tessile e agroalimentare.
ATTIVITA’
Per la produzione di nanoparticelle cellulosiche (CNs), PROVIDENTIA si avvale di due tecnologie diverse
una che associa ad un processo meccanico di omogeneizzazione ad alta pressione altri steps di preparazione, trasformazione, purificazione e funzionalizzazione, per arrivare all’isolamento di nanofibre cellulosiche (CNFs) e di cellulosa microfibrillata (MFC)
Micro-Nanofibre Cellulosiche
le CNFs saranno volte a impieghi tipici della produzione cartaria con particolare attenzione alla nicchia di prodotti speciali e a impieghi innovativi che sfruttino le potenzialità offerte da CNFs di poter essere trasparenti, adesivizzanti, idrofobi, ignifughi, elettro conduttori.
Cellulosa Microfibrillata
la MFC ha impieghi analoghi a quelli delle CNFs ma tempi di produzione e costi inferiori, con una modesta riduzione delle proprietà generali.
una seconda che sfrutta un processo chimico proprietario, di idrolisi acido ossidatriva, associata a operazioni di preparazione, trasformazione, purificazione e funzionalizzazione per pervenire a nanocristalli di cellulosa (CNCs).
Nanocristalli Cellulosici
Le CNCs saranno volte a impieghi nell’imballaggio primario per alimenti, stante la loro elevata barriera all’ossigeno ed altri gas, volta ad accrescere la shelf life degli alimenti.
Da macrofibre di cellulose (a sinistra) a nanocristalli. Più piccoli delle fibrille naturali, più grandi dell’unità molecolare fondamentale, il disaccaride cellobiosio.
IMPIEGHI
La produzione di micro-nanofibre è basata sull’impiego di sistemi meccanici ad alta pressione che provocano la disintegrazione delle macro-fibre di cellulosa disperse in acqua e liberano le nanofibre. Le nanofibre sono stretti fasci di lunghe catene di cellulosa di natura amorfa o semicristallina, mostrano diametri nell’intervallo da 3 a 100nm e lunghezze che possono arrivare a decine di µm, la loro espansione termica è bassa come quella del quarzo, mentre la loro resistenza meccanica è cinque volte quella dell’acciaio.
La produzione sarà orientata alla specializzazione applicativa delle nanofibre, secondo uno schema mirato a coprire ambiti di impieghi noti e nicchie di impieghi innovativi. Le caratteristiche finali di MFC e CNFs saranno modulate secondo le aspettative e le esigenze degli utilizzatori finali.
COATINGS (Lacche) di nanocristalli o di nanofibre cellulosiche su vari supporti plastici e cellulosici per migliorarne le proprietà finali.
IMPIEGHI NOTI
il segmento della carta e del cartone rappresenta un ambito di larghissimo consumo nella misura in cui le migliori prestazioni meccaniche dovute all’utilizzo delle nanofibre possono portare ad un consistente vantaggio economico in virtù del minor utilizzo di cellulosa per mq di carta cartone prodotto (meno peso a parità di prestazioni).
IMPIEGHI INNOVATIVI
rappresentano senza dubbio ambiti di alto valore aggiunto da un lato e di soluzioni esclusive dall’altro.
- La produzione di carte speciali con elevate prestazioni meccaniche (resistenza meccanica, ai graffi, all’usura,…), estetiche (trasparenza, brillantezza, morbidezza,…), tattili (soft touch), di resistenza ad oli e grassi, di barriera ai gas e alle sostanze volatili (aromi e odori) aprono scenari nuovi e di ampio spettro applicativo.
- La produzione di adesivi cellulosici apre la strada alla sostituzione di adesivi sintetici in cartotecnica, negli scatolifici, nella produzione di mobili e in altri ampi settori di impiego.
- Le elevate caratteristiche meccaniche delle nanofibre (superiori al ferro) ne consentono l’utilizzo quale rinforzo nei compositi polimerici, nelle malte cementizie, negli stucchi, e nella produzione di arredi in carta-cartone per scuole materne, per le case, etc.
L’impiego nell’imballaggio primario per alimenti rappresenterebbe un interessante innovazione sia per le prestazioni significativamente più elevate degli attuali materiali, sia perché alternativa ecocompatibile ai materiali di origine fossile attualmente impiegati.
Parallelamente e conseguentemente, il progetto prevede di sviluppare adeguate forme di derivazione, modificazione e funzionalizzazione delle CNs prodotte che siano in grado di rendere i CNCs e le CNFs efficacemente impiegabili in nuove applicazioni di interesse per i mercati di possibile sbocco di quanto prodotto, sempre nell’ottica di una simbiosi tra aziende di comparti diversi.
