Umidità nei polimeri: materiali Igroscopici e non Igroscopicidi Marco ArezioTutte le materie polimeriche durante la fase di sintesi, di trasporto e di stoccaggio hanno la tendenza a trattenere l’umidità, raggiungendo un valore di equilibrio con l’ambiente, che dipende dal tipo di polimero, dall’umidità e dalla temperatura dell’aria, dalle dimensioni del granulo e da molti altri fattori che si studieranno dettagliatamente nel prossimo capitolo. In base alla capacità di assorbire le molecole d’acqua presenti nell’ambiente circostante, le materie plastiche si possono suddividere in: igroscopiche e non igroscopiche. Nei polimeri igroscopici l’acqua è assorbita all’interno del granulo plastico e si lega chimicamente con il materiale stesso. Appartengono a questo gruppo polimeri ingegneristici come poliammide (PA), policarbonato (PC), polimetilmetacrilato (PMMA), polietilentereftalato (PET), acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS). Nei polimeri non igroscopici, invece, l’acqua non penetra all’interno del materiale ma si deposita solo sulla superficie. Polietilene (PE), polipropilene (PP), polistirene (PS) sono polimeri di questo tipo. Il processo di asportazione dell’umidità superficiale nei materiali non igroscopici risulta essere semplice e veloce e richiede l’utilizzo di essiccatori ad aria calda. Nel caso dei polimeri igroscopici, invece, la rimozione dell’umidità residua è più difficoltosa e richiede l’utilizzo di deumidificatori nei quali l’aria calda, insufflata per asportare l’acqua contenuta nei granulati polimerici, è preventivamente deumidificata. Molti polimeri tecnici (chiamati anche “tecnopolimeri” o “polimeri ingegneristici”) sono igroscopici e sono caratterizzati da una determinata percentuale di umidità che li rende saturi e da una precisa velocità di assorbimento. Quando un polimero igroscopico è esposto all’atmosfera, le molecole d’acqua diffondono all’interno della struttura polimerica legandosi alle catene molecolari e causando la riduzione dei legami intermolecolari e aumentando la mobilità delle molecole, fungendo da plastificante. In generale l’igroscopicità di un polimero è legata alla polarità della struttura chimica delle macromolecole del polimero stesso. Un’importante caratteristica dell’acqua è data dalla polarità della sua molecola, con momento di dipolo molecolare pari a 1,847 D. La molecola dell’acqua forma un angolo di 104,5º con l’atomo di ossigeno al vertice e i due atomi di idrogeno alle due estremità. Dato che l’ossigeno ha una elettronegatività maggiore, il vertice della molecola ospita una parziale carica elettrica negativa, mentre le estremità recano una parziale carica elettrica positiva. Una molecola che presenta questo squilibrio di cariche elettriche è detta essere un dipolo elettrico. Nella struttura molecolare di molti polimeri igroscopici è presente il gruppo carbonilico, che è un gruppo funzionale costituito da un atomo di carbonio e uno d’ossigeno legati da un doppio legame. La particolarità di questo gruppo è che l’ossigeno è molto elettronegativo e conferisce una polarità al legame. Dato che l’ossigeno ha una elettronegatività maggiore, esso ospita una parziale carica elettrica negativa, mentre al carbonio rimane una parziale carica elettrica positiva. Polimeri che contengono molti gruppi carbonilici presentano, quindi, una carica negativa sull’ossigeno che attrae la carica positiva presente sull’atomo di idrogeno della molecola d’acqua. L’attrazione tra la carica positiva e quella negativa genera un legame debole chiamato a ponte d’idrogeno. Il gruppo carbonilico è presente in molti polimeri igroscopici come policarbonato (PC), polietilentereftalato (PET) e polibutilentereftalato (PBT). I legami a ponte d’idrogeno sono deboli rispetto ai forti legami presenti nella catena polimerica, ma sono forti abbastanza da provocare l’assorbimento delle molecole d’acqua fino ad un valore d’equilibrio che è caratteristico per ogni tipo diverso di polimero. Nelle poliammidi l’idrogeno legato all’azoto ha una debole carica positiva, poiché l’atomo di azoto è molto più elettronegativo dell’atomo di idrogeno, e una volta attratto dalla carica negativa dell’ossigeno della molecola d’acqua forma un legame a ponte d’idrogeno. Inoltre anche nelle poliammidi è presente il gruppo carbonilico che forma legami deboli con l’idrogeno presente nelle molecole d’acqua. L’igroscopicità dei polimeri, quindi, è legata alla struttura delle macromolecole e alla formazione di legami a ponte d’idrogeno che provocano l’adsorbimento dell’umidità. Infatti polimeri che contengono il gruppo carbonilico e polimeri come le poliammidi sono igroscopici ed assorbono umidità attraverso la formazione di legami ad idrogeno. I polimeri non polari, invece, come le poliolefine (polipropilene e polietilene) e polistirene non assorbono umidità attraverso legami a idrogeno.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - polimeri - umidità
SCOPRI DI PIU'Polvere o Granulo Riciclato di PVC: Sarà Sempre come tu lo Vuoidi Marco ArezioIl PVC riciclato si è fatto in mille forme per te, per i tuoi estrusori o per le tue presse, in granulo, macinato o in polvere è sempre a tua disposizione per le tue produzioni.Si mette al tuo servizio con mille vestiti diversi, colori a RAL o standard, miscele popolane o di classe, che non fanno desiderare di avere altri polimeri vergini. Diventa sempre quello che vuoi tu vuoi che sia: • Tubi • Profili • Zerbini • Raccordi • Accessori • Masselli autobloccanti • Finestre • Scarpe • Ciabatte • Stivali • Canne dell’acqua • Griglie • Fili per legature • Angolari • Guarnizioni • Membrane impermeabili • Puntali antiinfortunistici • Semilavorati • Chiusini • E molto altro Si adatta a quello che desideri, può essere rigido o soft a seconda di cosa richiede la situazione, può essere trasparente se lo richiedi, senza ombre o sfumature strane, o di mille colori se preferisci. Ma sa anche essere forte e resistente come il granulo, aspettando che tu possa scioglierlo e plasmarlo secondo i tuoi desideri, oppure impalpabile come la polvere nella quale lasciare la tua impronta o sfuggente come le scaglie di un macinato che assomigliano ai coriandoli della tua infanzia. Il PVC riciclato, sotto qualsiasi forma, cammina con te, ti accompagna nella tua vita lavorativa, ti esorta a rispettare l’ambiente, a ridurre l’impronta carbonica, a non utilizzare i polimeri vergini di derivazioni petrolifera se possibile, ti rendono fiero di partecipare al processo dell’economia circolare, ti insegna a credere di poter costruire un mondo migliore attraverso il riciclo. Quando fai una cosa che ritieni socialmente utile, come realizzare prodotti in PVC riciclato, lo fai anche per le generazioni future, forse anche per i tuoi figli, insegnandoli che la riduzione dei consumi, il riciclo, il riuso e il recupero di ciò che sembrerebbe un rifiuto, sono fattori non trascurabili ma essenziali per vivere in un mondo meno consumista, dove si brucia tutto quello che si tocca, lasciando solo scorie.Categoria: notizie - plastica - economia circolare - rifiuti - riciclo - PVC Vedi maggiori informazioni sulle materie plastiche
SCOPRI DI PIU'A partire dal 1937 con l’invenzione della fibra di vetro, si sono sviluppate nuove ed ardite soluzioni polimeriche di notevole interesse tecnico-commercialidi Marco ArezioL’evoluzione delle materie plastiche nel periodo successivo alla fine della seconda guerra mondiale, ha portato il settore ad una continua innovazione scientifica in competizione con sé stessa. La scoperta di nuovi legami polimerici e di nuove applicazioni commerciali, ha rivoluzionato il campo industriale facendo nascere nuovi prodotti, sostituendone altri fatti in materiali tradizionali e migliorando il rapporto qualità prezzo dei manufatti. Oltre a scoprire nuovi polimeri, si sono scoperte soluzioni tecniche che hanno portato ad un’esaltazione delle performances del polimero base, riuscendo a creare nuovi campi applicativi fino ad allora sconosciuti. Infatti, la capacità di resistenza che si è raggiunta, attraverso i polimeri e i compositi a matrice polimerica, è risultata, fino a pochi anni fa, impensabile. In particolare, il settore delle Fibre HP, progettate per fornire prestazioni che le fibre tessili tradizionali non erano in grado di raggiungere, soprattutto per quel che riguarda le capacità meccaniche, termiche e chimiche, hanno creato una vera rivoluzione tecnologica. Materiali che, oltre ad essere in grado di soddisfare requisiti particolari, devono mostrare una buona attitudine ad essere inseriti nei cicli tessili, anche se modificati. Nate circa 30 anni fa sulla spinta di alcuni settori strategici – soprattutto militare e aeronautico - sono oggi sfruttati nei campi più diversi, da quello ambientale al comparto dell’abbigliamento protettivo: • geotessili per il contenimento dei terreni in grado di contrastare fortissime pressioni • tessuti per la protezione balistica capaci di ammortizzare l’energia dei proiettili • filati per indumenti protettivi resistenti all’energia generata da un fulmine • rinforzi tessili da usare nei materiali compositi per impieghi strutturali nel campo dell’edilizia. La prima fibra ad elevate prestazioni sia tensili che termiche è stata la fibra di vetro (1937) prodotta da Owens e Corning Glass, costituita prevalentemente di silice, ossido di calcio, ossido di alluminio, ossido di boro. Appartenente alla famiglia delle fibre inorganiche, ha avuto una crescita annua del 15-25% fino agli anni ’60 - ‘70, quando sono comparse sul mercato le fibre di carbonio e le fibre aramidiche, anche se a tutt’oggi la fibra di vetro detiene, come fibra di rinforzo, il primo posto in termini di volumi impiegati. Le fibre di carbonio, scoperte nel 1879 da Edison, sono state commercializzate solo dal 1960, secondo un procedimento messo a punto da William Watt per la Royal Aircraft in UK. Ma la vera rivoluzione nel mondo delle fibre ad alte prestazioni è cominciata con la comparsa sul mercato (1965) delle fibre aramidiche sviluppate dalla DuPont, inizialmente come meta-aramidiche (Nomex), fibre con un'elevatissima temperatura di fusione e di decomposizione (600°- 800°C) e ottime caratteristiche di isolamento elettrico. Queste proprietà le rendono particolarmente adatte alla produzione di tessuti o feltri con i quali realizzare indumenti protettivi (la maggior parte delle tute dei piloti di Formula 1 sono realizzate in Nomex, proprio per le sue proprietà ignifughe, così come quelle degli operatori delle piattaforme petrolifere) e per la filtrazione di gas caldi. Sotto forma di carta o cartone, sono utilizzate per isolamento elettrico e, conformate a nido d'ape, per la realizzazione di materiali compositi. Pochi anni più tardi (1972) sempre la DuPont introdusse sul mercato le fibre pararamidiche (Kevlar) aprendo così la nuova era dei filati ad elevate prestazioni tensionali e termiche: • ottima resistenza meccanica • rigidità • elevato assorbimento delle radiazioni • resistenza all’urto • al calore • alla fiamma. Con i compositi rinforzati con fibra di Kevlar, cinque volte più resistenti dell’acciaio a parità di peso, sono stati realizzati gli airbag che hanno consentito l’atterraggio delle sonde su Marte e il paracadute della sonda Galileo, spedita su Giove. Una copertura realizzata con compositi rinforzati con Kevlar riveste le pareti della Stazione Spaziale Internazionale, in orbita intorno alla terra, per proteggerle dai danni provocati dalle micro meteoriti. La fibra di Kevlar – commercializzata in forma di filamento, fiocco e polpa, sostituisce l’amianto nel rivestimento delle frizioni e dei freni in tutte le automobili provenienti dalle linee di produzione europee. Accanto alle fibre aramidiche sono comparse sul mercato le fibre di poliestere aromatiche, quelle prodotte con polimeri eterociclici aromatici, o realizzate con l’impiego di molecole flessibili (come il polietilene ad alto peso molecolare), per la produzione di fibre con elevato orientamento molecolare lungo il loro asse, usando un processo di filatura nuovo, denominato gel spinning. Nella realizzazione di prodotti industriali dove la resistenza deve abbinarsi alla leggerezza e alla flessibilità, le fibre tessili HP sono una valida soluzione, quello che a tutt’oggi frena un loro impiego più estensivo è l’alto costo, conseguenza soprattutto di alcuni problemi tecnici legati alla loro lavorabilità. Generalmente maggiori sono le prestazioni del materiale, tanto più elevate sono le difficoltà legate alla sua trasformazione. Ciò risulta più evidente per le fibre ad altissima resistenza meccanica, infatti per conferire loro questa prestazione la metodologia di produzione normalmente seguita è quella di sottoporre il materiale, dopo la filiera, a stiri assai elevati. Con questa tecnica si ottiene l’alta tenacità desiderata ma a spese degli allungamenti, di conseguenza le fibre hanno una scarsa deformabilità e risultano rigide, ciò comporta difficoltà di filatura. Viceversa un eccezionale aumento dell’allungamento, dunque dell’elasticità, si ottiene a scapito della tenacità e della capacità di assorbimento dell’umidità, così come un’elevata resistenza agli agenti chimici rende l’assorbimento dell’umidità quasi nullo e crea difficoltà alla tingibilità delle fibre.Categoria: notizie - tecnica - plastica - fibre di rinforzo polimeriche Fonti Cecilia Cecchini
SCOPRI DI PIU'Il problema dei rifiuti, dell’inquinamento dei mari e le problematiche ambientali sono su tutte le TV del mondo e si leggono quotidianamente in retedi Marco ArezioNon è sempre facile far capire ai bambini che si può e si deve fare tutto il possibile per preservare il nostro pianeta, senza spaventarli e senza scadere in una sterile lezione di educazione ambientale che rischia di non creare quell’empatia tanto cara ai giovani. Ci sono riusciti Luca della Grotta e Francesco Dafano, attraverso una fiaba che tocca il cuore, raccontando in modo animato e divertente le problematiche dei rifiuti che la società produce, ma anche di sostenibilità e di riciclo. In questo cartoon i protagonisti sono proprio i rifiuti, in un mondo difficile in cui vivere, raccontando loro stessi, con un misto di frustrazione per la loro condizione e, nello stesso tempo, di speranza per un mondo migliore dove ogni rifiuto buttato potrebbe avere una seconda possibilità. Slim è una scatola di cartone usata e Bubbles una bottiglia di bibita gassata, vivono in un mercato con altri amici emarginati, nascondendosi dai Risucchiatori, le macchine aspiranti degli addetti alle pulizie. Nonostante la condizioni in cui vivono, sperano di poter raggiungere la Piramide Magica, un luogo dove ogni rifiuto può tornare a vivere e ad essere utile alla comunità. Sembra che gli eventi della vita impedisca loro di coronare questo sogno, quando, un imprevisto cambierà il loro destino.Categoria: notizie - plastica - economia circolare - rifiuti Vedi i libri per bambini
SCOPRI DI PIU'Raccolta differenziata: Il XIX° secolo fu un periodo di grandi cambiamenti sociali e sanitaridi Marco ArezioNel corso dei secoli, a partire dal Neolitico, il problema dei rifiuti e delle condizioni igienico sanitarie della popolazione non erano prese in seria considerazione e non erano vissuti come un problema importante. Per quanto riguarda i rifiuti prodotti dall’uomo nell’era preindustriale, dove la concentrazione di popolazione in agglomerati urbani non era elevata, questi non costituivano un ostacolo in quanto tutto quello che era riutilizzabile veniva recuperato sia per le attività umane che per quelle animali. Gli scarti alimentari, il legno e il ferro venivano recuperati, persino a volte gli escrementi, che venivano accuratamente raccolti, seccati e riutilizzati o venduti come concime. Non si può dire certamente che le città o i villaggi fossero puliti o igienicamente indenni da malattie derivanti dal diffondersi di batteri e virus, ma si può dire che la scarsa presenza umana in ragione del territorio occupato manteneva un equilibrio tra i problemi sanitari dati dalla scarsa igiene pubblica (e personale) e dai rifiuti non utilizzati, rispetto la vivibilità degli agglomerati urbani. Le cose cambiarono in modo repentino e drammatico nel corso del 1800 quando iniziò l’urbanizzazione massiccia delle città e l’avvento della rivoluzione industriale che fece da attrazione per le popolazioni povere che si spostarono dalle campagne alle città per cercare lavoro. Per esempio, Londra nei primi 30 anni dell’ottocento raddoppiò la popolazione toccando il milione e mezzo di persone ed arrivò a due milioni e mezzo nei vent’anni successivi. Questa crescita spropositata di persone che normalmente viveva in condizioni sanitarie precarie e in alloggi fatiscenti, creò una catena di eventi drammatici sulla salute pubblica. Nel 1832 scoppiò a Londra e anche a Parigi, un’epidemia di colera che causò decine di migliaia di morti. Pur non conoscendo le cause di morte della popolazione, si attribuì il problema al gran puzzo delle discariche a cielo aperto, strade e fiumi compresi, che accoglievano tutti gli scarti umani e industriali di cui si disfaceva l’uomo. I primi interventi post epidemia si concentrarono su questi rifiuti, più per una questione di decoro sociale che di vera coscienza sanitaria, infatti la conoscenza scientifica del colera avvenne solo nel 1883 ad opera dello scienziato tedesco Robert Koch che ne individuò l’esistenza, nonostante sembrerebbe che già nel 1854 l’Italiano Fabrizio Pacini avesse isolato il batterio. Si costruirono le prime fognature, si cercò di collegare tra loro interi quartieri che utilizzavano i pozzi neri e si convogliarono i liquami industriali nelle nuove fogne. Non avvenne tutto così semplicemente come raccontato infatti, i problemi furono enormi e all’inizio i risultati scarsi, in quanto le acque convogliate finivano comunque nei fiumi e i problemi si presentarono nuovamente a valle delle città. Si dovette aspettare fino alla fine del secolo quando gli studi sulla microbiologia iniziarono a trovare efficaci soluzioni anche nel campo della depurazione delle acque, uniti al miglioramento dell’igiene personale della popolazione nonché le prime vaccinazioni. Per quanto riguarda i rifiuti solidi, non recuperabili, che normalmente erano depositati fuori dagli ambienti domestici, la crescita della popolazione nei nuovi agglomerati urbani, portò a nuovi problemi. Nonostante la maggior parte dei beni che veniva venduta non prevedeva alcun involucro o raramente in fogli di carta e tutto quello che era possibile riciclare veniva preso seriamente in considerazione, la spazzatura indifferenziata iniziò comunque ad accumularsi. Le colonie di topi vivevano a stretto contatto con le popolazioni dei quartieri più poveri, attratti dai rifiuti gettati liberamente sul territorio cittadino, creando ulteriori problemi sanitari. Fu un fatto anche di decoro che, per primo, Ferdinando II di Borbone, re del regno delle due Sicilie, emanò il 3 Marzo 1832, una norma che regolava la gestione dei rifiuti urbani, prevedendo regole severe sul loro abbandono e imponeva la separazione degli stessi per materiale che li componevano. Il regio decreto non era da prendere alla leggera perché erano previste anche pene detentive per i trasgressori. Istituì inoltre delle discariche dove la gente doveva portare i propri rifiuti e delle regole di pulizia degli ambiti esterni alle abitazioni.Categoria: notizie - storia - economia circolare - riciclo - rifiuti - raccolta differenziata
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