Verso una Resina Sostenibile per la Stampa 3D: l’Innovazione di una Ricerca
La stampa 3D ha rivoluzionato il mondo della produzione, ma una delle sue principali sfide rimane la tossicità dei materiali utilizzati, in particolare delle resine. Queste ultime sono notoriamente tossiche, una caratteristica dovuta ai fotoiniziatori contenuti, molecole responsabili dell’irrigidimento del materiale una volta esposte alla luce UV. Questa trasformazione produce termoindurenti, diversamente dai termoplastici che possono essere modellati più volte e sono comuni nelle stampanti 3D FFF. Nonostante ci siano resine con minori componenti tossici, la loro sicurezza è relativa.
Il vero rischio sta nella tossicità dei fotoiniziatori. L’esposizione prolungata o intensa a queste sostanze chimiche può provocare reazioni avverse nel corpo umano. Anche se alcune reazioni possono manifestarsi subito, altre potrebbero accumularsi nel tempo, rendendo l’esposizione una minaccia silenziosa ma costante.
Fortunatamente, una recente ricerca potrebbe aprire la strada a una soluzione più sicura. L’attenzione si è concentrata sulla produzione di policarbonato (PC), un materiale comune nella stampa 3D. Tradizionalmente, la produzione di PC richiede l’uso di fosgene, una sostanza notoriamente letale, tristemente nota per le sue implicazioni come arma chimica nella prima guerra mondiale. La ricerca punta a eliminare questa minaccia, trovando alternative sostenibili e non tossiche nella produzione di resine, promettendo un futuro più sicuro e verde per la stampa 3D.
In questo studio, gli autori hanno sviluppato un nuovo metodo per una reazione chimica chiamata fosgenazione, che viene eseguita con l’aiuto della luce UV. Il processo è stato progettato per essere più sicuro, conveniente ed economico rispetto ai metodi precedenti e si svolge in tre fasi utilizzando una soluzione di cloroformio (CHCl3) e NaOH acquoso.
Metodo
L’obiettivo è la sintesi di composti come esteri di carbonato, policarbonati e uree N-sostituite. La reazione avviene irradiando la soluzione con luce UV da una lampada al mercurio a bassa pressione. Durante questo processo, il CHCl3 viene ossidato a fosgene (COCl2), che poi reagisce con alcoli o ammine.
Il metodo è versatile e funziona su varie scale, sia per la produzione industriale su larga scala che per la sintesi su scala più piccola di intermedi farmaceutici e altre sostanze chimiche organiche.
Il Fosgene
Il fosgene è una sostanza chimica molto reattiva e tossica, utilizzata in numerose applicazioni industriali. La sua produzione è in aumento, ma la tossicità ha portato allo sviluppo di metodi alternativi e più sicuri per la sua manipolazione.
In questo studio, i metodi tradizionali di produzione del fosgene sono descritti, evidenziando i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno, tra cui considerazioni di sicurezza, costi, quantità e impatto ambientale.
Applicazioni
Una delle applicazioni principali di questo metodo è la reazione di policondensazione interfacciale con il bisfenolo A (BPA) per sintetizzare i policarbonati (PC), un materiale importante nell’industria. L’approccio è stato anche menzionato in un brevetto per la sintesi di difenil carbonato (DPC).
Conclusioni
Gli autori hanno sviluppato un nuovo metodo per le reazioni di fosgenazione che è più sicuro, più conveniente e meno costoso. L’ossidazione fotochimica consente la sintesi di una varietà di composti organici utili. Il processo può essere controllato con la luce e ha il potenziale per beneficiare la produzione su scale diverse, sia nell’industria che nel mondo accademico.
