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1 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali ORIGINE LE MATERIE PLASTICHEDefinizione e cenni storici Con il termine materie plastiche si indicano.

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1 1 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali ORIGINE LE MATERIE PLASTICHEDefinizione e cenni storici Con il termine materie plastiche si indicano tutti i prodotti di natura organica (contenenti cioè carbonio) che hanno la proprietà di assumere consistenza pastosa, di essere facilmente plasmabili, di assumere una forma e di mantenerla. Dal punto di vista chimico, le materie plastiche sono polimeri, cioè sostanze organiche costituite da molecole di grande dimensione, macromolecole, formate da catene di molecole più piccole,monòmeri. I polimeri possono essere naturali (come il caucciù o la cellulosa) o sintetici (creati chimicamente, per lo più ricavati dal petrolio). Le prime materie plastiche della storia erano ricavate da prodotti vegetali (caucciù), animali (corno) o fossili (ambra). 1839 l’americano Goodyear scoprì il metodo per migliorare le proprietà meccaniche del caucciù (vulcanizzazione).. 1870, l’americano Hyatt, realizzò la celluloide, mescolando canfora e nitrocellulosa. Nel 1907, il belga Baekeland fabbricò la bakelite, prima resina sintetica ottenuta in laboratorio. XX sec. Dalla raffinazione del petrolio si ottennero le materie plastiche Sintetiche. Ambra

2 2 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LAVORAZIONI LE MATERIE PLASTICHEIl processo produttivo La materia prima viene sottoposta a un processo di sintesi organica, detto polimerizzazione dal quale si ottiene resina sintetica. Alla resina si aggiungono, come additivi, pigmenti coloranti, stabilizzanti e lubrificanti. La produzione di materie plastiche consiste nel trasformare chimicamente molecole semplici, monomeri, in lunghe catene di macromolecole complesse dette polimeri. Le materie plastiche vengono commercializzate sotto forma di polveri, granuli (chip o pellet, in inglese), fibre o liquidi, in attesa di essere sottoposte alle diverse lavorazioni. b. Polimeri termoindurenti Le plastiche termoindurenti prendono forma con il calore che modifica in modo irreversibile la loro struttura chimica. a.Polimeri termoplastici I monomeri sottoposti all’azione del calore, fondono e assumono le forme dello stampo senza modificarsi nella struttura. Sono più facilmente riciclabili.

3 3 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LAVORAZIONI LE MATERIE PLASTICHEIl processo produttivo - Estrusione 1. Estrusione (Extrusion) L’estrusione è un processo continuo che permette di formare tubi, barre, lastre, profilati e film piani o tubolari. una grande vite “senza fine” convoglia il materiale da una tramoggia (una sorta di grosso imbuto) in un cilindro riscaldato, dove avviene la fusione e l’omogeneizzazione. Il materiale termoplastico fuoriesce dalla filiera, che lo foggia nella forma voluta. Il raffreddamento dell’estruso avviene mediante contatto con calibratori raffreddati a circolazione d’acqua.

4 4 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LE MATERIE PLASTICHE LAVORAZIONI Stampaggio e soffiaggio 2. Stampaggio (Molding) Lo stampo è un dispositivo che permette di riprodurre oggetti, tutti uguali tra loro. Gli stampi possono essere di materiali diversi, secondo gli scopi. a. Stampaggio a caldo a compressione (termoformatura); b. Stampaggio ad iniezione; c. Stampaggio rotazionale. 3. Soffiaggio (Blow molding) Gli stampi possono essere di alluminio, di resina epossidica o di legno. La materia prima è in lastra e il prodotto può essere di notevoli dimensioni. La formatura del pezzo avviene per soffiaggio di aria mediante compressore.

5 5 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali CLASSIFICAZIONE e USI LE MATERIE PLASTICHELe sigle delle materie plastiche RESINE TERMOPLASTICHE PET - Polietilene tereftalato Bottiglie di acqua minerale - Buste. ABS - Acrilonitrile Butadiene Stirene Oggetti leggeri e rigidi PP - Polipropilene Articoli sanitari e casalinghi PS - Polistirene Giocattoli e casalinghi. Se è espanso dà il polistirolo PVC - Polivinilcloruro Serramenti e numerose applicazioni PC - Policarbonato Caschi di protezione - Accessori PA - Poliammidi Nylon - Fogli per imballaggio CA - Acetato di cellulosa Montature di occhiali - Visiere - Spazzolino da denti. RESINE TERMOINDURENTI PU - Poliuretano Finta pelle - Articoli sportivi - isolatori. EP - Resine epossidiche Vernici - Adesivi - Isolatori PL - Poliestere Fibre tessili - Scafi di imbarcazioni. PF - Resine fenoliche Bakelite - Manici di utensìli da cucina. I polimeri si possono suddividere in due grandi famiglie:

6 6 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali PROPRIETÀ LE MATERIE PLASTICHECaratteristiche e usi Le caratteristiche di base e le principali proprietà della materie plastiche sono le seguenti: CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE 1. Composizione chimica Sostanze organiche macromolecolari (polimeri) 2. Peso molecolare (elevato) 3. Peso specifico (varia da 0,9 a 2,2 g/cm3 circa) 4. Conducibilità elettrica (bassa) In genere sono isolante 5. Comportamento al calore Resine termoplastiche: si possono fondere e modellare più volte. Resine termoindurenti: solo una volta. PROPRIETÀ MECCANICHE PROPRIETÀ TECNOLOGICHE 1. Plasticità (ottima) 2. Lavorabilità (ottima) 3. Duttilità (ottima) 4. Malleabilità (ottima) PROPRIETÀ MECCANICHE 1. Durezza (discreta) 2. Resistenza alle sollecitazioni (buona) 3. Resilienza Resistenza agli urti (buona) 4. Elasticità (buona)

7 7 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali USI LE MATERIE PLASTICHECaratteristiche e usi Le materie plastiche sono facili da produrre, hanno a basso costo, sono dotate di ottima lavorabilità e, sono usate in moltissimi settori. Le materie plastiche trovano una loro precisa collocazione in tutta una serie di applicazioni specifiche in tre ambiti principali di utilizzo. 1. Materie termoplastiche e termoindurenti: stampaggio di oggetti vari e per vernici; 2. Fibre sintetiche: materie plastiche che si possono filare e tessere per ottenere tessuti, 3. elastomeri (o gomme): materie plastiche dotate di eccellente elasticità, usate per fabbricare pneumatici e altri oggetti.

8 8 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LE MATERIE PLASTICHELa gomma La GOMMA è un polimero naturale (elastomero), una macromolecola ottenuta dalla unione di molecole fondamentali (monomeri di isoprene) unite a catena mediante la ripetizione dello stesso tipo di legame. Fasi di lavorazione Le principali fasi della lavorazione della gomma sono: essiccatura e masticazione; mescola; formatura; vulcanizzazione. Il processo di vulcanizzazione, con l’addizione di sostanze come lo zolfo, serve rendendola meno elastica e più adatta ad una lavorazione meccanica. Regolandola percentuale di zolfo e l’esposizione al calore, ad esempio, si possono avere gli elastici comuni, gli pneumatici o la dura ebanite.

9 9 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LE MATERIE PLASTICHEMateriali adesivi L’adesivo è una sostanza non metallica in grado di congiungere materiali mediante fissaggio superficiale (adesione), e un’adeguata forza interna (coesione). Esistono adesivi derivanti da sostanze organiche o inorganiche. Un comune collante, usato in edilizia, è il silicone. CATEGORIETIPIUSATI PER... ADESIVI NATURALI Amido Cellulosa Gomma in emulsione acquosa Colla di pesce Carta Cartone Legno ADESIVI SINTETICI in emulsione acquosa Resine viniliche PVA (polivinilacetato) Poliacrile Carta-Legno Cartone Materiali ceramici ADESIVI SINTETICI in solvente Adesivi alla nitrocellulosa Colla termofusibile Colla neoprene Polistirolo espanso Carta, cartone, balsa Laminati plastici Pelli e cuoio ADESIVI SINTETICI senza solvente Cianoacrilato (monocomponente) A due componenti (Resine+Induritore) Resina epossidica ……… Acquari e vetro PVC Riparazione oggetti di uso comune Restauro oggetti d’arte Vetroresina

10 10 2. IL SISTEMA RISORSE Materie prime e materiali LE MATERIE PLASTICHEGREEN VISION: plastica e ambiente L’enorme diffusione di materie plastiche, unita a una cattiva educazione ambientale, ha creato tutta una serie di problemi all’ambiente, con fenomeni di inquinamento dell’acqua, dell’aria e del suolo. Queste materie derivano dal petrolio, un combustibile fossile che, bruciando, produce gas inquinanti. Inoltre l’eccessiva produzione di plastiche per l’imballaggio (bottiglie, contenitori e involucri vari) riversa nell’ambiente milioni di tonnellate di rifiuti solidi, che fortunatamente oggi sono riciclabili per oltre il 70%.


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