Materiali Polimerici PDF

Materiali polimerici Denny Coffetti  Materiali polimerici: definizione, storia e volumi di produzione Denny Coffetti Definizione PLASTICA = POLIMERI (MATERIALE POLIMERICO) ? Definizione Il termine “polimero” deriva dal greco “poly“, che significa “molti“, e “me...

Materiali polimerici Denny Coffetti  Materiali polimerici: definizione, storia e volumi di produzione Denny Coffetti Definizione PLASTICA = POLIMERI (MATERIALE POLIMERICO) ? Definizione Il termine “polimero” deriva dal greco “poly“, che significa “molti“, e “meros” o “mer“, che significa “unità“. I polimeri sono composti chimici costituiti da lunghe catene composte da piccole unità ripetute, chiamate monomeri. Con il termine “materiale polimerico” si intende quindi una sostanza costituita da molecole organiche di grandi dimensioni (i polimeri) eventualmente miscelate con altre componenti aggiunte al fine di migliorarne le prestazioni, facilitare la produzione o ridurne i costi. Quanti monomeri servono per fare un polimero? Non esiste un limite preciso. Maltosio Monomero Cellulosa Amido Polimero  Definizione «burocratica» Direttiva EU 2019/904 Le plastiche sono polimeri sia naturali, sia ottenuti a partire da sostanze biologiche, fonti fossili o di sintesi che, a seguito di opportune modificazioni, hanno portato alla produzione di materiali non spontaneamente presenti in natura e ai quali è possibile aggiungere additivi. Storia dei materiali polimerici Alexander Parkes inventa la Parkesina, un celluloide (nitrocellulosa) utilizzato per la produzione di manici e scatole, ma anche di manufatti flessibili come i polsini e i colletti delle camicie. È la prima plastica artificiale, segna la nascita dell’industria della plastica. 1862 1860 1870 1880  Storia dei materiali polimerici John Wesley Hyatt sfrutta il brevetto di Parkes per produrre palle da biliardo artificiali in sostituzione delle tradizionali in avorio. Tale materiale venne di largo consumo anche in ambito dentistico (impronte dentarie). Tuttavia, era inadatto a tecniche di lavorazione come lo stampaggio ad alta temperatura poiché infiammabile. 1870 1880 1890 Storia dei materiali polimerici A cavallo del nuovo secolo, l’acetato di cellulosa consente di superare i problemi di infiammabilità. Si mettono le basi per un materiale usato nell’industria fotografica, Nel 1907 Leo Baekeland ottiene per cinematografica condensazione tra fenolo e formaldeide e aeronautica. la prima resina termoindurente di origine sintetica, che brevetterà nel 1910 con il nome dei Bakelite. 1890-1900 1907 1890 1900 1910  Storia dei materiali polimerici Fritz Klatte, scopre Negli anni 20 la “plastica” il processo per la trova anche una rigorosa produzione Nel 1913 viene sintetizzato il base teorica. Hermann del polivinilcloruro primo materiale flessibile, Staudinger (Friburgo) avvia (PVC), che avrà trasparente ed impermeabile che nel 1920 gli studi sulla grandissimi trova subito applicazione nel struttura e le proprietà dei sviluppi industriali campo dell’imballaggio: Jacques polimeri. Bistrattato solo molti anni Edwin Brandenberger inventa all’epoca, vincerà il Nobel dopo. il Cellophane. nel 1953. 1912 1913 1920-1930 1910 1920 1930 Storia dei materiali polimerici L’industria della plastica diviene «adulta». Si impiega il petrolio come principale materia prima, i miglioramenti nelle tecniche produttive consentono enormi volumi (prod. di massa). Nello stesso anno, la Dow in Germania sintetizza il polistirene (PS). 1930 1940 1950  Storia dei materiali polimerici Nel 1935 Wallace Rex Whinfield e James Carothers sintetizza per Tennant Dickson nel 1941 primo il nylon brevettano il polietilene (poliammide), eccellente tereftalato (PET), usato per la produzione tessile. inizialmente solo come Contemporaneamente, in tessuto (PILE) e, nel 1973, Inghilterra si sintetizza il anche come imballaggio polietilene (PE) e il alimentare. Scoppio della Seconda polimetilmetacrilato Sempre nel 1941 Plunkett Guerra Mondiale (PMMA) sintetizza il PTFE (Teflon) 1935 1939 1941 1930 1940 1950 Storia dei materiali polimerici Le scoperte «belliche» Il polipropilene verrà nel campo dei polimeri prodotto industrialmente tre invadono il mondo civile. anni dopo (Moplen) e sarà elemento trainante per lo Si scoprono le resine sviluppo economico italiano, melammina-formaldeide entrando in tutte le case (Fòrmica) usate in Giulio Natta (premio nelle forme più disparate. arredamento Nobel 1963) scopre il polipropilene isotattico 1954 1950 1960 1970  Storia dei materiali polimerici I materiali polimerici entrano nel mondo della moda, dell’arte e del design, contribuendo alla diffusione dello «stile di vita moderno». 1950 1960 1970 Storia dei materiali polimerici Sviluppo dei «tecnopolimeri» caratterizzati da altissime prestazioni che consentono di impiegare tali materiali in settori fino a quel momento impensabili tra cui Kevlar, policarbonato e polisolfoni (-100/+150°C) 1970 1980 1990  Storia dei materiali polimerici Iniziano gli studi sui «biopolimeri», polimeri bio- based e/o biodegradabili come l’acido polilattico (PLA) o gli amidi plastificati. 1990 2000 2010 Volume di produzione dei materiali polimerici Commonwealth Japan 3% 3% Latin America 4% Middle East and Africa 8% China 32% Europe (EU-27+3) 15% North America** Rest of Asia 17% 18%  Volume di produzione dei materiali polimerici Dal 1950 sono state prodotte circa 10 miliardi di tonnellate di plastica. Di queste: - 9% riciclate - 12% incenerite o termovalorizzate - 79% in discarica o disperse in ambiente La maggior parte dei polimeri non sono biodegradabili, si frammentano in microplastiche [d