11 LE MATERIE PLASTICHE

Il termine plastica deriva da una parola greca, plastikè, che significa “dare forma”, “plasmare”, “modellare” e indica una sostanza che può assumere e conservare qualsiasi forma.

Le materie plastiche sono sostanze che non esistono in natura e vengono prodotte dalle industrie chimiche trattando in modo speciale molecole di prodotti petroliferi, che, se riscaldate, diventano pastose e modellabili per la creazione di oggetti, i quali, una volta raffreddati, induriscono mantenendo la forma che gli è stata data.

11. 1 IL CICLO DI LAVORAZIONE DELLE MATERIE PLASTICHE

La produzione parte dalle raffinerie di petrolio e termina in un impianto petrolchimico.

La materia prima che serve per produrre la plastica è la virgin nafta, un liquido. Si ottiene dalla distillazione del petrolio, di consistenza oleosa, che viene sottoposto a getti di vapore che rompono i suoi legami molecolari complessi: si ottiene così una sostanza, che può essere liquida o gassosa, formata da molecole semplici chiamate monòmeri. Il liquido (o gas) passa in un grosso recipiente dove viene riscaldato a circa 300 oC. Il calore rompe i legami delle molecole semplici, che sono così libere di formare lunghe molecole chiamate polìmeri.

Il prodotto che esce dal recipiente di polimerizzazione è una resina sintetica, una pasta dall’aspetto morbido con ottime proprietà di modellazione, che viene miscelata con additivi che conferiscono proprietà diverse alle materie plastiche così ottenute.

La resina sintetica, miscelata con gli additivi, viene quindi trasformata in semilavorato che, a seconda delle esigenze produttive, è costituito da polvere, granuli o pasta.

Le materie plastiche si dividono in tre categorie: termoplastiche, termoindurenti ed elastòmeri.

►    Si definiscono termoplastiche le materie plastiche che, sottoposte all’azione del calore, diventano malleabili e possono essere modellate; quando vengono raffreddate diventano rigide. Questo processo può essere ripetuto più volte.

►    Si dicono termoindurenti le materie plastiche che, per mezzo del calore e della pressione, assumono le varie forme per una sola volta, senza possibilità di ripetere il processo. Se, una volta indurite, vengono di nuovo sottoposte al calore, non rammolliscono più, ma tendono a carbonizzare.

►    Si definiscono elastòmeri le materie plastiche dotate di grande de-formabilità ed elasticità; possono essere sia termoplastiche sia termoindurenti.

11. 2 LE LAVORAZIONI DELLE MATERIE PLASTICHE

I semilavorati (polveri, granuli o paste) ora sono pronti a trasformarsi negli oggetti a noi tanto familiari. Vediamo i principali tipi di lavorazioni che variano a seconda del prodotto da ottenere.

► Estrusione. Consiste nello spingere con un pistone la resina allo stato fluido attraverso un foro detto matrice, il cui bordo ha la forma che si vuole dare al manufatto FIG.73.


FIGURA 73 Estrusione.

► Stampaggio per compressione. Dopo averle rese morbide con il calore, le resine vengono compresse tra uno stampo e un controstampo. Una volta indurite, le resine acquistano la forma e lo spessore desiderato FIG. 74.

► Stampaggio per trasferimento. La resina da destinare allo stampaggio viene prima compressa e resa fluida in un serbatoio a parte, quindi viene trasferita nella forma cava di uno stampo riscaldato e chiuso, dove l’oggetto viene prodotto per compressione. I vantaggi rispetto al sistema di stampaggio per compressione sono la riduzione del tempo di riscaldamento, la migliore aderenza alla forma e una maggiore precisione di dimensioni dei pezzi FIG. 75.



FIGURA 74 Stampaggio per compressione.


► Stampaggio per iniezione. Come nel sistema precedente, la resina fusa passa da un serbatoio separato, per iniezione, in uno stampo chiuso. Nello stampaggio per trasferimento la quantità di resina è solo quella necessaria per riempire uno stampo, in quello per iniezione la macchina ha una riserva tale da poter effettuare molti stampaggi in serie FIG. 76.


► Soffiatura. Un getto d’aria compressa spinge la resina fusa facendola aderire alle pareti di uno stampo. Quindi si raffredda l’oggetto e lo si estrae ►    FIG. 77.


► Laminazione o calandratura. Il processo consiste nel passaggio della pasta riscaldata tra una o più coppie di cilindri che, ruotando, la assottigliano fino a ridurla allo spessore di un foglio ►    FIG. 78.


► Termoformatura. Si usa una lastra di materiale riscaldato, che viene fatta aderire per aspirazione o a pressione a uno stampo, che viene poi raffreddato per estrarre l’oggetto FIG. 79.


FIGURA 76 Stampaggio per iniezione.
FIGURA 77 Formatura per soffiatura.

11. 3 I DIVERSI TIPI DI MATERIE PLASTICHE E I LORO IMPIEGHI

Le materie plastiche sono un prodotto in continua evoluzione: ve ne sono in commercio diverse centinaia. Nelle due tabelle seguenti sono elencate le più comuni.

RESINE TERMOPLASTICHE

NOME
SIGLA
CARATTERISTICHE
USO
Poliammide
PA Elastico, tenace, resistente all’usura e ai raggi solari.
Fabbricazione del nylon, pellicole per alimenti, parti di automobili ventole, galleggianti). 
Policarbonato
PC Duro e molto resistente, anche agli urti. Buon isolante termico e ottima trasparenza. 
Coperture trasparenti, caschi, righe e squadre, fari, lampade, serramenti. 
Polietilene
PE Flessibile, resistente, agli urti, impermeabile, facilmente lavorabile, ottimo isolante. 
Casalinghi, pellicole per imballaggio, giocattoli, contenitori per liquidi, tubazioni, borse per la spesa. 
Polietilene tereftalato
PET Resistente, impermeabile ai gas, molto lavorabile. 
Bottiglie dell’acqua minerale e altre bibite, imballaggi, pellicole e contenitori per alimenti. 
Acrilonitrile-butadiene-stirene
ABS Molto resistente agli urti e alle variazioni di temperatura, lavorabile per ottenere tipi di superfici diverse (opache e lucide). 
Valigie, elettrodomestici, telefoni, cruscotti delle auto, macchine per ufficio, contenitori dei computer. 
Polipropilene
(Moplen®)
PP Resistente all’usura, al calore e ai prodotti chimici di tipo organico, lavorabile anche in fibra. 
Fibre tessili, casalinghi, tubazioni, arredamento, pellicole per imballaggi. 
Polimetilmetacrilato
(Plexiglas®, Perspex®, Acriloyd®)
PMMA Resistente agli urti e agli agenti atmosferici, leggero, trasparente, piegabile e curvabile, sostituisce spesso il vetro.
Pannelli per passaggi coperti, calotte per aerei ed elicotteri, coperture di serre, arredamento.
Polistirene o polistirolo
PS Fragile, poco resistente agli agenti atmosferici, molto leggero, ottimo isolante termico e acustico. 
Imballaggi, stoviglie monouso, giocattoli, pannelli e schiume isolanti, caschi protettivi.
Polivinilcloruro
PVC Resistente all’usura, agli agenti chimici e atmosferici, al fuoco; isolante elettrico.
Grande uso in edilizia tubi, rivestimenti), imballaggi, casalinghi, arredamento, elettronica.

RESINE TERMOINDURENTI

NOME
SIGLA
CARATTERISTICHE
USO
Resine fenòliche
PF Ottima resistenza meccanica, resistenti al calore e agli attacchi chimici, buon isolante elettrico. 
Portalampade, spine e prese elettriche, laminati, ruote piene, adesivi, componenti per motori. 
Resine melammìniche
MF Resistenti all’abrasione, all’acqua, agli agenti chimici, buona durezza. 
Stoviglie, casalinghi, laminati, tappi di bottiglia. 
Resine epossìdiche
EP Resistenti agli agenti chimici, trasparenti, ottimo potere adesivo. 
Adesivi e prodotti per l’edilizia, parti di aerei, sci, racchette da tennis. 
Politetrafluoroetilene
(Teflon®, in fibra Gore-Tex®)
PFTE Liscio, traslucido, resiste agli attacchi batterici, chimici e alle alte temperature. 
Rivestimento di padelle e pentole, tessuti per l’abbigliamento, isolanti, guarnizioni. 
Polièstere
UP Rigido, trasparente, resistente a flessione, resistente agli acidi. 
Carrozzerie per auto, scafi delle imbarcazioni, industria elettrica e chimica, tubazioni, vernici, articoli sportivi. 
Poliuretano
PU Resistente all’acqua e agli acidi, isolante termico, acustico, elettrico, elastico.
Vernici, materassi, isolante in edilizia e negli elettrodomestici, sedili, scarponi da sci.

11. 4 IL RICICLO DELLE MATERIE PLASTICHE

Innanzitutto bisogna sapere che non tutti i tipi di materie plastiche sono riciclabili.
Sono riciclabili:
- i contenitori che riportano le sigle PE (polietilene), PET (polietilene tereftalato) e PVC (polivinilcloruro);
- i contenitori per liquidi, le bottiglie per acqua e per altre bevande;
- i flaconi dei prodotti per la pulizia della casa e per l’igiene della persona;
- le confezioni per alimenti;
- le borse in nylon.
Sono non riciclabili:
- i contenitori che non riportano le sigle PE, PET e PVC;
- i contenitori in cui sono rimasti residui di cibi o di sostanze come vernici o colle;
- le custodie di cd, tubi di dentifricio, bottiglie d’olio;
- i casalinghi e gli elettrodomestici.

TECNOLOGIA, AMBIENTE & SOCIETÀ

L’ISOLA DEI RIFIUTI

Nel 1997 il navigatore in solitario Charles Moore scoprì il Pacific Trash Vortex (“Il vortice di rifiuti del Pacifico”), un ammasso di plastica galleggiante dalle dimensioni incredibili, con un diametro di oltre 2500 chilometri: una vera grande isola di rifiuti.

Le stime e le analisi fin qui effettuate ci raccontano che questi residui vengono per l’80% dagli scarichi terrestri di USA, Giappone, Cina e Messico e per il 20% dalle navi.

L’isola di rifiuti galleggianti è generata dalle correnti oceaniche che si muovono in senso circolare, creando questa spaventosa discarica.

Il danno ambientale è incalcolabile: il mare non degrada completamente la plastica, ma la sminuzza in pezzi sempre più piccoli, che si mescolano al plancton e agli altri microrganismi di cui si cibano le balene e altri pesci che entrano anche nella nostra catena alimentare. Un olandese di 20 anni, Boyan Slat, studente di ingegneria aerospaziale, ha tentato di elaborare un metodo per ripulire gli oceani dalla plastica inventando un sistema in grado di raccogliere milioni di tonnellate di rifiuti dal mare in pochi anni: è un dispositivo che, attraverso bracci galleggianti, attira la plastica verso una piattaforma dove viene separata dal plancton, filtrata e riciclata.

Questa ingegnosa invenzione potrebbe contribuire a salvare centinaia di migliaia di animali acquatici, a ridurre gli inquinanti, a limitare i danni alle navi e alla pesca.


NAVIGATORE IN SOLITARIO Navigatore che affronta da solo lunghe traversate su piccole imbarcazioni.

PLANCTON Piccolissimi organismi sia animali (zooplancton) che vegetali (fitoplancton).

I rifiuti di plastica che galleggiano in mare.

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