DAI POLIMERI SINTETICI ALLE PLASTICHE BIODEGRADABILI

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1 IT- Settore Tecnologico - B. FOCACCIA Salerno Piano dell Offerta Formativa 2011/2012 Presentazione del Progetto: DAI POLIMERI SINTETICI ALLE PLASTICHE BIODEGRADABILI Referente Prof. Anna Maria Madaio

2 Cosa sono i polimeri? I polimeri sono macromolecole costituite da un numero elevato di piccole unità strutturali chiamate monomeri. I polimeri possono essere naturali (es. caucciù,cellulosa) artificiali (modificazione chimica di quelli naturali es. celluloide-nitrato di cellulosa) (creati chimicamente, derivati dal petrolio) sintetici

3 Polimeri sintetici N O C O CH 3 C O CH 3 CH CH 2 n CH CH 2 CH 3 n CH 2 C O C CH 3 n NH 2 C O CH CH 2 n CH 2 CH n CH CH 2 n

4 Polietilene H 2 C=CH 2

5 Anno Storia dei polimeri Avvenimento 1839 Charles GOODYEAR Vulcanizzazione della gomma naturale mediante aggiunta di zolfo al lattice della gomma seguita da riscaldamento. Gomma più resistente ai solventi e più elastica 1844 F. WALTON Produzione del LINOLEUM a partire da olio di lino ed estratti di resine vegetali 1845 C.F. SCHOENBEIN Sintesi del nitrato di cellulosa, materia prima per la celluloide 1851 Nelson GOODYEAR Vulcanizzazione prolungata della gomma naturale in presenza di un eccesso di zolfo (50% circa) produce una sostanza dura, l EBANITE 1900 I polimeri disponibili sul mercato sono ancora molto limitati: il solo polimero sintetico è la celluloide, mentre la ceralacca, la guttaperca e l ebanite sono derivati da polimeri naturali

6 Anno Storia dei polimeri Avvenimento 1907 Leo H. BAEKELAND Scoperta della BAKELITE, una resina fenoloformaldeide che rappresenta il primo grande successo commerciale dei polimeri sintetici. Utilizzata in applicazioni di isolamento elettrico 1912 I. OSTROMISLENKI Sintesi del POLIVINILCLORURO (PVC). Disponibile sul mercato a partire dal I.G. FARBEN Sintesi del POLISTIRENE (PS) ICI Sintesi del POLIETILENE (PE) E DEL POLIMETILMETACRILATO (PMMA), nome commerciale Perspex 1941 H.W. CAROTHERS Sintesi della POLIAMMIDE (PA), Nylon Grande sviluppo industriale della produzione di polimeri sintetici 1954 Giulio NATTA Grande scoperta scientifica nel campo dei polimeri, che gli valse il premio Nobel per la chimica nel 1963: polimerizzazione stereospecifica e sintesi del POLIPROPILENE isotattico (PP) 1957 MONTECATINI Produzione industriale di PP nella fabbrica di Ferrara e sua commercializzazione sotto il nome di MOPLEN

7 Plastica Dagli anni sessanta la plastica è diventata protagonista della nostra epoca Nuovi materiali polimerici vengono sintetizzati dall industria chimica PS PE PET PVA PP PMMA PUR PAN LLDPE HDPE PC PET... LDPE

8 Plastica

9 Composizione media dei rifiuti solidi urbani

10 I polimeri di sintesi non sono biodegradabili Essendo composta da materiali artificiali che non rientrano nei naturali processi di decomposizione operati dai vari microrganismi, la plastica impiega anche secoli per essere degradata!

11 OGGETTO/MATERIALE SCARTI DI MELA TETRAPACK QUOTIDIANI E RIVISTE POLISTIROLO FERMALATTINE SACCHETTO DI PLASTICA PIATTO DI PLASTICA BOTTIGLIA DI PLASTICA CARTA TELEFONICA PANNOLINO USA E GETTA PANNOLINO BIODEGRADABILE TEMPO DI BIODEGRADABILITA 2 MESI 3 MESI 4 12 MESI 50 ANNI 450 ANNI ANNI ANNI ANNI 1000 ANNI 450 ANNI 1 ANNO

12 La plastica non può quindi essere smaltita in discarica insieme ad altri tipi di rifiuti! Raccolta differenziata!

13 L isola di plastica... Creata da 4 milioni di tonnellate di rifiuti in mare che si addensano, per una particolare combinazione di correnti,nella parte settentrionale dell Oceano Pacifico, con un area di estensione pari a due volte il Texas per 10 metri di profondità!

14 Pacific Trash Vortex swf?width=760&height=530

15 Fotodegradazione La fotodegradazione viene promossa da radiazioni UV (lunghezza d'onda nm) che attivano, per effetto dei radicali idrogeno, la rottura dei legami C-C e la formazione di idroperossidi,composti termolabili, innescando così una reazione a catena di depolimerizzazione. La plastica si disintegra in frammenti sempre più piccoli, ma che mantengono la caratteristica struttura polimerica Il processo può proseguire fino a livello molecolare, senza che i polimeri vengano spezzati: cosa che li rende, di fatto, non biodegradabili. Questi frammenti saranno ad un certo punto così piccoli da poter essere ingeriti dagli organismi acquatici, che li scambiano per zooplancton, aprendo alla plastica la porta di ingresso della catena alimentare, causando danni irreparabili a tutto l'ecosistema.

16 Le plastiche contribuiscono all accumulo di CO 2 nell atmosfera In Italia vengono consumate tonnellate all anno di polietilene e la distruzione degli involucri di PE immette nell aria tonnellate di CO 2 ogni anno. Per la produzione di PE si impiegano tonnellate di petrolio ogni anno

17 Come ovviare?

18 Riutilizzare Sterilizzazione e ri-utilizzo di contenitori usati (Soluzione non gradita dal mercato italiano anche nel caso del vetro)

19 Riciclare

20 Biodegradare: le bioplastiche La bioplastica è un tipo di plastica biodegradabile in quanto derivante da materie prime di origine vegetale, rinnovabili annualmente. La maggior parte delle bioplastiche si ricavano dall amido di vari prodotti agricoli, come il mais o le patate, mentre ad uno stadio di avanzamento tecnologico minore sono le bioplastiche derivate da altre sostanze vegetali.

21 Le bioplastiche: un esempio di prodotto eco-compatibile I biopolimeri ottenuti da fonti rinnovabili sono presenti con successo sul mercato. Hanno il vantaggio della ecompatibilità sia in riferimento alla loro produzione che in fase di smaltimento, rapido e CO 2 -free

22 PLA (Acido Polilattico) Polimero che deriva dall acido lattico; possiede un eccellente brillantezza e stampabilità, è saldabile, mostra ottima resistenza a cibo, grassi e oli e una moderata permeabilità all ossigeno e all umidità.

23 Mater-Bi Polimero da amido, che viene processato attraverso estrusione e termoformatura, filmatura per soffiaggio e laminazione e stampaggio ad iniezione.

24 BIOPAR Materiale composto da amido derivato dalle patate, termoplastico, mescolato con un polimero sintetico biodegradabile, a cui vanno aggiunti specifici additivi per compensare l immiscibilità dei due componenti.

25 Biograde 200C Nuovo materiale biodegradabile trasparente, a base di cellulosa. Il principale vantaggio del materiale è la facilità di lavorazione con le convenzionali linee di estrusione, che non richiede quindi modifiche agli impianti tradizionali.

26 Nuove Frontiere: Bioplastiche da rifiuti! Materiale plastico biodegradabile dagli scarti della lavorazione industriale dei pomodori (bucce)

27 Nuove Frontiere: Bioplastiche da rifiuti! Scarto del Finocchio: (il 30% del raccolto rappresenta il valore medio di scarto della lavorazione) Siero di latte : (rappresenta il 70% dei reflui delle industrie casearie) Bioplastica!

28 PLASTICA VANTAGGI Bassi costi di produzione (legato al prezzo del petrolio) Ottime proprietà fisicochimiche (resistenza meccanica, inerte dal punto di vista chimico,leggerezza, versatilità) SVANTAGGI Tempi di degradazione lunghi Prodotta da materie prime non rinnovabili Se bruciata libera sostanze inquinanti BIOPLASTICA Prodotta da materie prime rinnovabili Biodegradabile in tempi brevi Azzeramento delle emissioni di CO 2 in tempi brevi Diminuzione dei terreni disponibili per coltivazioni a scopo alimentare Processi di produzione relativamente costosi

29 Piano di lavoro 2 Febbraio Prof. Aquila Presentazione del progetto Lo sviluppo sostenibile e la Green Chemistry 7 febbraio Prof. Colucci I polimeri sintetici: classificazione e proprietà Meccanismi di polimerizzazione. Polietilene e sua produzione industriale 16 febbraio Prof. Aquila Polimeri sintetici di uso comune Riutilizzo e riciclo dei Polimeri sintetici

30 Piano di lavoro 23 febbraio Prof. Colucci Produzione di Polipropilene e Polistirene Impianti di recupero 1 marzo Prof. Madaio Polimeri naturali Polimeri biodegradabili: proprietà, applicazioni, vantaggi e svantaggi 8 marzo Prof. Madaio Caratteristiche chimiche di alcuni polimeri biodegradabili: PLA, Mater-Bi, BIOGRADE 200C, BIOPAR... Nuove frontiere nel campo delle bioplastiche: Biopolimeri da scarti di lavorazione industriale

31 Piano di lavoro 13;20;27 marzo, 3 aprile Proff Romano, Aquila, Madaio Attività di laboratorio: Produzione di Bioplastiche da scarti di finocchio e siero refluo dell industria casearia. 12;19;24 aprile Produzione di materiali: preparazione di materiale multimediale relativo all attività svolta.

32 BUON LAVORO!

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