ORIGINE
Definizione e cenni storici
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
LE MATERIE PLASTICHE
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
Ambra
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.
1
LAVORAZIONI
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
Il processo produttivo
LE MATERIE PLASTICHE
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.
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.
b. Polimeri termoindurenti
Le plastiche termoindurenti prendono forma
con il calore che modifica in modo irreversibile
la loro struttura chimica.
2
LAVORAZIONI
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
Il processo produttivo - Estrusione
LE MATERIE PLASTICHE
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.
3
LAVORAZIONI
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
Stampaggio e soffiaggio
LE MATERIE PLASTICHE
2. Stampaggio (Molding)
3. Soffiaggio (Blow 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.
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.
4
CLASSIFICAZIONE e USI
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
Le sigle delle materie plastiche
LE MATERIE PLASTICHE
I polimeri si possono suddividere in due grandi famiglie:
RESINE TERMOPLASTICHE
PET - Polietilene
tereftalato Bottiglie di acqua
minerale - Buste.
PVC - Polivinilcloruro
Serramenti e numerose
applicazioni
ABS - Acrilonitrile Butadiene
Stirene Oggetti leggeri e rigidi
PC - Policarbonato
Caschi di protezione Accessori
PP - Polipropilene
Articoli sanitari e casalinghi
PS - Polistirene
Giocattoli e casalinghi.
Se è espanso dà il
polistirolo
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.
5
PROPRIETÀ
Caratteristiche e usi
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
LE MATERIE PLASTICHE
Le caratteristiche di base e le principali proprietà della materie plastiche sono le
seguenti:
CARATTERISTICHE
CHIMICO-FISICHE
PROPRIETÀ
PROPRIETÀ
MECCANICHE
TECNOLOGICHE
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.
1. Durezza
(discreta)
2. Resistenza alle
sollecitazioni
(buona)
3. Resilienza
Resistenza agli urti
(buona)
4. Elasticità
(buona)
1. Plasticità
(ottima)
2. Lavorabilità
(ottima)
3. Duttilità
(ottima)
4. Malleabilità
(ottima)
6
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
USI
Caratteristiche e usi
LE MATERIE PLASTICHE
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.
7
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
La gomma
LE MATERIE PLASTICHE
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.
8
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
Materiali adesivi
LE MATERIE PLASTICHE
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.
CATEGORIE
TIPI
USATI 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
9
2. IL SISTEMA RISORSE
Materie prime e materiali
GREEN VISION: plastica e ambiente
LE MATERIE PLASTICHE
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%.
10