Le nuove direttive della commissione europea in tema di impatto ambientale da materiale plastico stanno spingendo i produttori a valutare alternative ai materiali plastici convenzionali derivati da fonti non rinnovabili. In tale ambito, un ruolo chiave è giocato dai processi di produzione degli imballaggi mono-uso per impiego alimentare. Ad oggi, tali imballaggi (prevalentemente, piatti, bicchieri, posateria, etc.) sono prodotti per termoformatura di pellicole di materiale plastico (i.e., foglie) basato su polistirene (PS), processato mediante semplici impianti di formatura ad aria compressa e stampo freddo. Tali impianti, largamente disponibili presso gli stabilimenti dei principali player di mercato, non sono in grado di processare foglie prodotte con altri materiali plastici, incluso con materiali plastici compostabili e di bio-derivazione. Tali materiali "bio", pur permettendo una riduzione immediata dell'impatto ambientale in virtù della loro degradabilità, richiedono tecnologie da vuoto e stampi riscaldati per poter essere termoformati. In tale contesto, obiettivo della ricerca è di valutare la possibilità di modificare gli impianti di termoformatura per PS abbinando ad essi delle semplici sorgenti laser in grado di riscaldare la foglia in materiale plastico compostabile e di bio-derivazione prima della stazione di termoformatura, permettendo la successiva formatura del manufatto. Tale processo permetterebbe, in caso di successo della sperimentazione, di adeguare con costo minimo gli impianti esistenti che operano sul PS, consentendo la loro riconversione con materiale compostabile a costi competitivi.
La ricerca propone soluzioni di interesse per la riduzione dell'impatto ambientale nel settore della materie plastiche, con specifico riferimento al segmento merceologico dell'imballaggio mono-uso idoneo a contatto alimentare attualmente realizzato in polistirene. Il polistirene è il materiale più economico e adatto a processi di termoformatura con impianti semplificati (tecnologia ad aria compressa e stampo a parete fredda).
Gi imballaggi mono-uso in polistirene sono estremamente competitivi potendo vantare un compromesso ottimale tra le performance dei manufatti ed i costi di acquisizione e trasformazione della materia prima. Tuttavia, il polistirene è inquinante, deriva da fonte non rinnovabile e se disperso in ambiente è stabile per centinaia di anni. Il polistirene dei mono-uso non è riciclabile, in quanto gli imballaggi a contatto con gli alimenti si contaminano (si sporcano con l'alimento) e, quindi, non sono più recuperabili a meno di processi costosi ed inquinanti di lavaggio. Sostituire il polistirene con materiali compostabili è estremamente complesso. I materiali compostabili di bio-derivazione sono costosi (> 2000 Euro/ton è il costo della materia prima). Presentano proprietà meccaniche che li rendono poco adatti al processo di termoformatura, ovvero un'intrinseca durezza e rigidezza (Modulo di Young > 4 GPa), una scarsa elongazione a rottura (