Proprietà e applicazioni del chitosano: produzione di polimeri termoplastici innovativi

Chitosan, a biopolymer derived from chitin, is known for its multiple properties, including biodegradability, biocompatibility, and antimicrobial activity. This thesis focuses on analyzing its chemical-physical and functional characteristics, with particular attention to the development of innovative thermoplastic polymers derived from chitosan. Starting from the definition of thermoplastic polymers and their advantages over thermosetting polymers, the ability of chitosan to form films, gels, and three-dimensional structures is discussed, making it suitable for numerous applications in fields such as packaging, medicine, and agriculture. Through the use of various chemical and thermo-mechanical mixing techniques, new chitosan-based biocomposite materials were developed. These exhibit improved mechanical properties and gas barrier properties, as well as antibacterial and antioxidant properties, with potential applications in food preservation and the advanced materials sector. Despite significant progress, some challenges remain regarding thermal processability and the modulation of chitosan's mechanical properties. However, the results obtained indicate that with further research and technological optimizations, chitosan could compete with traditional synthetic polymers, contributing to the development of more sustainable solutions for the future.

Il chitosano, un biopolimero derivato dalla chitina, è noto per le sue molteplici proprietà, tra le quali la biodegradabilità, la biocompatibilità e l'attività antimicrobica. Questo lavoro di tesi si concentra sull'analisi delle sue caratteristiche chimico-fisiche e funzionali, con particolare attenzione allo sviluppo di polimeri termoplastici innovativi derivati dal chitosano. Partendo dalla definizione dei polimeri termoplastici e dei loro vantaggi rispetto ai polimeri termoindurenti, viene discussa la capacità del chitosano di formare film, gel e strutture tridimensionali, rendendolo idoneo per numerose applicazioni in ambiti quali l'imballaggio, la medicina e l'agricoltura. Attraverso l'uso di diverse tecniche di miscelazione chimica e termo-meccanica, sono stati sviluppati nuovi materiali biocompositi a base di chitosano. Questi presentano migliori proprietà meccaniche e di barriera ai gas, oltre a proprietà antibatteriche e antiossidanti, con potenziali applicazioni nella conservazione alimentare e nel settore dei materiali avanzati. Nonostante i notevoli progressi, permangono alcune sfide legate alla lavorabilità termica e alla modulazione delle proprietà meccaniche del chitosano. Tuttavia, i risultati ottenuti indicano che con ulteriori ricerche e ottimizzazioni tecnologiche, il chitosano potrebbe competere con i polimeri sintetici tradizionali, contribuendo allo sviluppo di soluzioni più sostenibili per il futuro.