Modification of biopolymers from renewable resources for their compatibilization towards downstream products such as lubricants, fuels and bitumen

In this thesis, the experimental results obtained during the PhD focused on lignin, starch and natural rubber role in green chemistry applications have been discussed. After the first introductory part consisting in the literature review regarding their structural characterization and chemical transformations, experimental results have been presented. Lignin has been efficiently modified through an esterification procedure using fatty acids whose industrial scale-up is easily achievable and resulted both compatible and thermally stable over long periods of time inside bitumen suitable for road paving applications. In the second part a synthetic modification of lignin and starch with maleic anhydride to obtain monomers for DLP 3D-printing applications was described. Their efficiency inside photo-printable resins has been furthermore demonstrated experimentally. In the final part, a preliminary procedure for industrial rubber devulcanization under mild conditions has been reported.

Nella tesi sono stati discussi i risultati sperimentali ottenuti durante il dottorato e incentrati sul ruolo di lignina, amido e gomma naturale in applicazioni legate alla green chemistry. Dopo una fase introduttiva di revisione della letteratura riguardante la loro caratterizzazione strutturale e le trasformazioni chimiche nelle quali sono coinvolte, sono stati presentati i risultati sperimentali. La lignina è stata modificata efficacemente tramite esterificazione con acidi grassi, facilmente scalabile dal punto di vista industriale, risultando compatibile e termicamente stabile per lunghi periodi di tempo con il bitume stradale. Nella seconda parte è stata descritta una modifica sintetica di lignina e amido con anidride maleica al fine di produrre monomeri per stampa 3D, la cui efficacia è stata poi dimostrata sperimentalmente. Infine, nell’ultima parte è stata riportata una procedura preliminare di devulcanizzazione di gomme industriali in condizioni blande.