LA PLASTICA: COS'E’

Le materie plastiche sono i primi materiali costruiti interamente dall'uomo e non trovati in natura pur essendo sostanze organiche (come il legno, la carta o la lana). La plastica nasce infatti da risorse naturali tra cui carbone, sale comune, gas e soprattutto petrolio.
Il processo industriale di trattamento del petrolio per ottenerne derivati è detto cracking. Con tale processo si ottiene la rottura delle catene lunghe delle molecole di idrocarburi che costituiscono il petrolio.
Per produrre la plastica si utilizza poi un processo detto di polimerizzazione: ciascuna delle risorse di partenza viene frazionata in molecole molto piccole, i monomeri, che poi vengono riaccorpati e legati in lunghe catene. Si ottengono così i polimeri, ciascuno dei quali ha proprietà, strutture e dimensioni diverse in funzione dei differenti tipi di monomeri di base.
Al mix di polimeri che costituiscono le materie plastiche si uniscono anche altre sostanze dette additivi (cioè sostanze che ne esaltano o ne attenuano le proprietà) tra cui i coloranti, agenti con caratteristiche particolari come gli antifiamma, gli antiossidanti, gli antistatici, i plastificanti, i riempitivi naturali, gli espandenti.
I polimeri più utilizzati derivano prevalentemente da quattro prodotti chimici di base, a loro volta derivati dal petrolio: l'etilene, il propilene, il butadene e lo stirene.

...E COME SI FABBRICA

Oggi le materie plastiche si sintetizzano principalmente partendo dal petrolio a dal gas naturale. I prodotti ottenuti mediante la raffinazione del petrolio hanno un’ampia varietà di usi. Lo schema seguente mostra gli usi a cui è destinato il petrolio:

I monomeri a partire dai quali si sintetizzano le plastiche, contengono essenzialmente atomi di carbonio e idrogeno che possono essere combinati con atomi di ossigeno, azoto, zolfo, cloro, fluoro e silicio. In teoria, per la fabbricazione delle plastiche potremmo partire anche dal legno, dal carbone e anche dalla CO2 dell’aria, ma ciò non avviene perché la produzione che parte dal petrolio e dal gas naturale è più economica. Alcuni monomeri erano considerati, in passato, prodotti residuali della fabbricazione di benzine o di oli da riscaldamento; oggi, invece, il grande consumo di plastica rende necessaria la fabbricazione di questi prodotti nelle raffinerie.

La polimerizzazione, come già detto, è il processo di unione di monomeri per sintetizzare polimeri. Questi escono dalla fabbrica sotto forma di granuli o sotto forma di resine (liquidi più meno viscosi). Si utilizzano per fabbricare una grande varietà di prodotti mediante diverse tecniche: estrusione, iniezione, estrusione soffiaggio, calandratura, schiumatura, ecc.

ESTRUSIONE
Nella estrusione i granuli sono riscaldati e spinti da una coclea (vite senza fine) attraverso un’apertura opportunamente sagomata. Si producono per estrusione tubature, profilati, travi e materiali simili.

 
















Esempio di macchina per estrusione

INIEZIONE
Nell’iniezione, i granuli si fondono con il calore e con l’attrito e la massa fusa si introduce in uno stampo freddo dove la plastica si solidifica. Questo metodo si usa per fabbricare oggetti come penne, utensili da cucina, giocattoli, ecc.  I macchinari utilizzati a tale scopo si chiamano presse ad iniezione. 

Granuli di partenza con il master colorato
(granuli colorati che danno il colore alla plastica)
con tubo di aspirazione.

Ingrandimento dei granuli

 

La tramoggia.
Serve per asciugare l'eventuale umidità dei granuli

 

Punto di iniezione

 

Pezzo appena stampato

I materiali di scarto o venuti male, vengono triturati, e utilizzati successivamente

Particolare dei grani usati per il riciclo

ESTRUSIONE CON SOFFIAGGIO
Con questo metodo, in primo luogo si estrude un tubo di plastica in uno stampo che si chiude intorno alla plastica. Dopodiché si introduce aria all’interno del tubo di plastica, che si vede costretto ad assumere la forma dello stampo. Questo è un modo per produrre i flaconi di plastica.

CALANDRATURA
Nella calandratura i granuli sono ammorbiditi senza arrivare a fondere e si fanno passare attraverso dei rulli per ottenere una pellicola sottile. Con questo metodi si producono lastre, fogli per lucidi, film sottili, ecc.

SCHIUMATURA
Questo metodo consiste nell’aggiungere al polimero un prodotto che produce un gas quando si riscalda. Il prodotto finito è poco compatto e ha molte piccole cavità formate dal gas.