Tipi di materie plastiche

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2 I Polimeri I polimeri sono molecole giganti (macromolecole), ottenute legando chimicamente fra di loro un gran numero di molecole piccole, dette monomeri. In una macromolecola centinaia, migliaia o un numero ancora maggiore di molecole si legano fra di loro attraverso reazioni chimiche dette di polimerizzazione. La Chimica entra in gioco sia nei processi di polimerizzazione, sia nella sintesi dei monomeri. La vita è basata su polimeri naturali, come acidi nucleici, proteine e polisaccaridi. I polimeri naturali comprendono anche fibre, come la seta e la lana, la cellulosa e la gomma naturale. I primi polimeri sintetici furono preparati all'inizio del 1900, ma lo sviluppo di materiali polimerici in gran numero e di largo uso avvenne negli anni Trenta. La crescita dell'industria dei polimeri ha profondamente cambiato la nostra vita e ha alterato in modo importante l'ambiente in cui viviamo.

3 Le materie plastiche Comunemente dette anche resine sintetiche, definisce un materiale non esistente in natura, costituite mediante sintesi chimiche utilizzando come materie prime il petrolio, metano, carbonio,legni, acqua e aria. Le loro caratteristiche sono: Leggerezza e facile formabilità Totale colorabilità per un aspetto attraente. Ottime proprietà di isolamento acustico, termico ed elettrico Capacità di attenuare le vibrazioni Buona resistenza agli urti

4 Tipi di materie plastiche La lavorabilità è diversa per materie termoplastiche e termoindurenti. Le termoplastiche sono fusibili: rammolliscono quando vengono riscaldate e induriscono per raffreddamento; la maggior parte delle materie termoindurenti, invece, indurisce in modo irreversibile quando viene riscaldata e si carbonizza.

5 Materiali termoplastici Sono quei materiali che durante la lavorazione non subiscono alcuna alterazione di struttura chimica. Questa trasformazione perciò è reversibile e può essere ripetuta più volte. Acquistano malleabilità, cioè rammolliscono, sotto l'azione del calore. la plastica è più facile da stampare e formare quando diventa sufficientemente calda e fonde quando diventa abbastanza calda. Questo tipo di materiali vengono detti "termoplastici"

6 I materiali termoplastici possono essere più o meno plastici: per esempio i pulsanti di plastica sulla tastiera del PC sono duri, mentre la plastica attorno ai cavi dello stesso computer è morbida. Alcuni polimeri termoplastici sono: Nylon, PVC, Polietilene, Polipropilene, Polistirene, Poliesteri, Policarbonato.

7 Materie termoplastiche di uso comune Polietilene (PE) E leggera resistente agli urti. Usi: Cosmetici, contenitori per detersivi, tubi per I'acqua e tubi per gas, cavi elettrici coassiali e sottomarini, casalinghi ( piatti,bicchieri) vasche decapaggio ed elettrolisi. Polistirene o più comunemente, polistirolo. Duro e rigido antiurto ad espanso, isolante elettrico infiammabile. Usi: Scotch per le auto, giocattoli, oggetti d'arredamento. PET (Polietilene Tereftalato): Consente di ottenere fogli sottili e leggeri. Resistente al calore fino a 250 C ed impermeabile ai gas. Usi: Contenitori per liquidi, vaschette per frigo e forno. PVC (Polivinilcloruro o cloruro di polivinile): E la plastica più utilizzata. Ha buone proprietà meccaniche. Usi: Finestre, serramenti esterni, giocattoli, bottiglie, contenitori, grondaie, rubinetti, fibre tessili. PP (Polipropilene): E resistente al calore ed agli agenti chimici. Ha un buon isolamento elettrico. Usi: Nel settore casalingo, parti di elettrodomestici, imballaggi. PA - Poliammide (Nylon): Una fra le prime plastiche scoperte. Resistente all'usura e non infiammabile. Usi: Ingranaggi, apparecchi radiotelevisivi, abbigliamento, Fusori delle lampade, coperture trasparenti,oggetti d'arredamento. Possono esseri fusi e rimodellati più volte. Hanno una struttura molecolare a catena aperta

8 Materiali termoindurenti Sono quei materiali che durante il passaggio dallo stato plastico a quello indurito, subiscono un alterazione della struttura chimica trasformandosi in modo irreversibile in una massa dura, insolubile e infusibile. I polimeri termoindurenti vengono normalmente stampati e formati prima di essere resi termoindurenti. Poiché il calore normalmente dà origine alla reticolazione che rende la forma permanente, chiamiamo questi materiali termoindurenti. Una volta effettuata la reticolazione, normalmente un procedimento che avviene ad alta temperatura, l'oggetto non può più essere modificato nella sua forma. Questa definizione li distingue dai termoplastici, che non sono reticolati e possono essere formati una seconda volta anche dopo essere stati stampati

9 Per la loro specifica composizione i materiali termoindurenti hanno un'elevata stabilità termica, per cui vengono usati per la produzione di manufatti in grado di resistere ad alte temperature (ferri da stiro, manici di pentole, cavi elettrici, ecc.)

10 Materie termoindurenti di uso comune Resine fenoliche(f): Le caratteristiche dipendono dai materiali con cui sana mescolate isolante elettrico Usi: Settore casalingo, mobili per televisori,industria elettronica ed elettrica. Resine ureiche: Dure e colorate resistente ai solventi. Hanna buone proprietà meccaniche e sana facilmente lavorabili. Usi: Spine, prese, elettrodomestici, interruttori. Resine melamminiche: Buona resistenza alle alte temperature e all umidità Usi: laminati, settore casalingo, arredamenti, vernici Resine epossidiche: Eccellente adesiva, resistenza al calore e chimica. Inoltre possiedono buone proprietà meccaniche e sana ottimi isolanti elettrici. Usi: Vernici, rivestimenti, adesivi e materiali compositi. Resine poliesteri insature: Sana leggere, facilmente lavorabili e resistenti agli agenti atmosferici. Usi: Piscine, coperture per tetti Possono essere formati una sola volta, perche, se sottoposti al calore una seconda volta, carbonizzano

11 Lavorazione delle materie plastiche La lavorabilità è diversa per materie termoplastiche e termoindurenti. Le termoplastiche (e le termoindurenti leggermente reticolate) sono fusibili: rammolliscono quando vengono riscaldate e induriscono per raffreddamento; la maggior parte delle materie termoindurenti, invece, indurisce in modo irreversibile quando viene riscaldata.

12 Utilizzo delle materie plastiche Le materie plastiche hanno una gamma d uso sempre più vasta, praticamente in ogni settore industriale e di consumo; l industria dell imballaggio è comunque l utente principale. Il polietilene (PE) a bassa densità (LDPE) è commercializzato soprattutto in pellicola sottile, particolarmente adatta all imballaggio; il polietilene ad alta densità (HDPE) viene invece prodotto in forma di pellicola di spessore maggiore, come quella usata per confezionare i comuni sacchetti di plastica per la spesa o i sacchi per rifiuti. Altre materie plastiche usate nell imballaggio sono il polipropilene (PP), il polistirene e il cloruro di polivinile (PVC); in particolare il polipropilene è molto resistente al vapore acqueo ed è quindi usato per produrre articoli casalinghi e come fibra per confezionare tappeti e cordami.

13 Utilizzo delle materie plastiche L industria edilizia è un altro grande consumatore di materie plastiche. Con il polietilene ad alta densità e il cloruro di polivinile si producono tubi per impianti idraulici e pannelli usati come materiale da costruzione, mentre il polistirene e il poliuretano espansi sono utilizzati per produrre pannelli per l isolamento termico e acustico. Molte altre industrie ormai dipendono dalle materie plastiche. Per citare solo un esempio, molti componenti delle automobili sono costruiti con questi materiali, dalle prese d aria alle pompe del carburante ai paraurti, oltre ai pannelli interni, ai sedili e alle finiture. Nell ambito della produzione dei beni di consumo, le materie plastiche spaziano dagli equipaggiamenti sportivi, alla valigeria, ai giocattoli.

14 Plastica e Ambiente La produzione mondiale di plastica è di circa 200 milioni di tonnellate/anno. Per confronto, la produzione mondiale di carta è circa 330 milioni di tonnellate/anno. Tale produzione, in costante aumento negli ultimi 50 anni, ha fatto sì che venisse coniata l espressione "Era della Plastica", applicata a tutta la seconda metà del novecento. Questa definizione dà un idea di quanto l avvento delle materie plastiche abbia inciso sui comportamenti e le abitudini quotidiane dei paesi sviluppati e in via di sviluppo, e di quanto abbia contribuito allo sviluppo di importanti settori come trasporti, comunicazioni, elettronica, informatica. In particolare, le materie plastiche hanno assunto crescente importanza nei settori dell imballaggio e dell edilizia, dove fanno competizione alla carta e ai metalli.

15 Come smaltire i rifiuti che contengono materie plastiche Il metodo tradizionale di smaltimento dei rifiuti (interramento in discariche ed incenerimento) non può essere applicato alla plastica :alcune materie plastiche quando bruciano producono gas tossici; quasi tutte le plastiche bruciando producono una notevole quantità di calore che, se non viene utilizzato per produrre energia, si disperde nell ambiente circostante causando un indesiderato aumento della temperatura (inquinamento termico); la plastica non è degradabile, se non in tempi lunghissimi (centinaia di anni), quindi una volta abbandonata permane nell ambiente. Il problema dell impatto ambientale della plastica può essere risolto, o almeno ridotto, con metodi di recupero tramite raccolta differenziata e di riutilizzo degli stessi materiali a fine vita (riciclo). Per soluzioni più definitive, si punta oggi a sostituire le plastiche tradizionali con plastiche degradabili.