L'estrazione diretta di prodotti chimici dalla biomassa fornisce una serie di polimeri naturali (biopolimeri quali amidi, cellulosa e proteine) oltre ad altri componenti che costituiscono la piattaforma su cui possono svilupparsi materiali e prodotti polimerici. In alternativa, questi prodotti rinnovabili possono essere trasformati in bio-monomeri attraverso fermentazioni o idrolisi e successivamente convertiti mediante sintesi chimica o enzimatica in polimeri biodegradabili (bio-based polymers), come nel caso del poli-lactico (PLA). Deve essere chiaro, quindi, che i polimeri bio-based contengono monomeri che esistono nel mondo biologico, anche se il polimero non lo è. Tuttavia, è ovvio che anche i polimeri bio-based vengono biodegradati da enzimi e microrganismi, producendo alla fine molecole monomeriche assorbibili dal mondo vivente. Rispetto all'amido di partenza, è anche ovvio che i polimeri bio-based da esso derivati hanno costi maggiori. Questa premessa è assolutamente necessaria dal momento che vengono commercializzate plastiche definite correttamente biodegradabili prodotte da amido, ma che come abbiamo visto non contengono amido.

Limitandoci pertanto a queste ultime, l'amido, presente nei granuli dei vegetali in grandi quantità, non può essere utilizzato come tale a causa del fatto che a contatto con l'acqua si rigonfia e in parte si scioglie. Quindi, i principali motivi che hanno fatto ritenere impraticabile l'uso dell'amido come materiale plastico sono due: 1) L'amido non è termoplastico, cioè lavorabile a caldo. Infatti, l'amido riscaldato si decompone prima di fondere e quindi non può essere processato come una plastica convenzionale. 2) L'amido è idrofilico e parzialmente solubile in acqua.

Perciò, l'utilizzo dell'amido in plastiche è avvenuto per diversi gradi. Inizialmente si è pensato di aggiungere piccole percentuali di amido, insieme ad altri additivi che funzionassero da compatizzabili, a polimeri convenzionali derivati dal petrolio (tipicamente polietilene). Questi materiali misti con il tempo si sfaldano riducendo di fatto solo l'impatto visivo, ma lasciando polveri microscopiche di plastica. In un secondo tempo, percentuali rilevanti di amido (fino al 70-80%) sono state miscelate con polimeri sintetici a carattere anche idrofilico.

La soluzione italiana al problema è stata offerta dalla NOVAMONT durante gli anni ‘90. Con il nome di Mater-Bi sono stati prodotti diversi tipi di materiali compositi biodegradabili a base principalmente di amido. La presenza di altri componenti polimerici e di additivi si è diversificata sia nel tempo e soprattutto nel tipo di prodotto offerto sotto il marchio Mater-Bi. Vengono oggi vendute miscele polimeriche con una composizione di amido fino a 85% contenenti quantitativi di altri polimeri biodegradabili (principalmente il poliestere policaprolattone, PCL). La miscelazione, per essere efficace, deve passare attraverso la destrutturazione della morfologia cristallina dell'amido ed, eventualmente, il semplice mescolamento fisico (blend), oppure attraverso una reticolazione chimica tra amido e PCL (grafting). Il passaggio delicato è appunto quello di ottenere l'amido in forma di amorfo (non-cristallino) mediante un processo termomeccanico di disordinamento molecolare, in presenza di opportuni plasticizzanti che permettano una fluidificazione della massa polimerica amorfa (i plasticizzanti abbassano la temperatura di transizione vetrosa che per l'amido completamente disidratato si pone a temperature superiori a quella di degradazione).

Può essere utile notare che in natura esistono molti film polimerici biodegradabili (tipico il composito della buccia della mela) composti da polisaccaridi o da polisaccaridi e proteine a cui i ricercatori stanno prestando la massima attenzione per produrre pellicole edibili quali sostituti delle pellicole basate sul polietilene. In ogni caso, è bene ribadirlo, la disponibilità di materiali biodegradabili non elimina il problema dell'uso corretto (e della mancanza di educazione), causa principale del degrado urbano ed extraurbano da accumulo di materie plastiche di cui diventa oggi nuovo esempio stravolgente una gran parte della Cina.

Per alcune altre notizie si veda: Plastic Fantastic – Italy http://www.tve.org/ho/doc.cfm?aid=1451&lang=English
e il sito materbi
http://www.materbi.com/