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  concetti fondamentali della Scienza dei Polimeri •  sintesi, struttura, proprietà e aspetti tecnologici dei polimeri

  relazioni proprietà-struttura nei materiali polimerici •  la massa molecolare •  lo stato fisico

  tecniche di analisi microscopica applicata ai polimeri •  microscopie ottica, elettronica, a sonda

  polimeri di interesse industriale (modulo “polimeri industriali)

CORSO PON Esperto nella progettazione, caratterizzazione e lavorazione di termoplastici

modulo: CHIMICA DEI POLIMERI

Vincenzo Venditto

argomenti del corso

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Testi di Riferimento

Macromolecules, (F.A.Bovey, F-H.Winslow Ed.), Academic Press (1979) Macromolecole Scienza e Tecnologia (vol. 1e 2), Pacini Ed. (1983)

F.W.Billmeyer, Textbook of Polymer Science (3° ed), Wiley & Sons Ed. (1984) D.H.Morton, Jones, Polymer Processing, Chapman and All Ed.(1989)

L.H.Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Wiley&Sons Ed.(1992) H.Saechtling, Manuale delle Materie Plastiche, Tecniche Nuove Ed.(1992)

Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini Ed. (1998) S.Bruckner et al.Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici, EdiSES (II ed. 2007)

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Mr. McGuire: I just want to say one word to you – just one word: “Plastics”

Ben: Exactly how do you mean?

Mr. McGuire: There’s a great future in plastics. Think about it. Will you think about it?

Ben: Yes I will.

Mr. McGuire: Shh! Enough said. That’s a deal.

Dustin Hoffman, 1967, “The Graduate”

http://www.youtube.com/watch?v=PSxihhBzCjk

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Polymeric Materials & Plastics Nomenclature

poliolefine (PE, PP…) Rayon (xantato di cellulosa)…

cotone, lana, seta…

5 5

From Feedstocks to Polymers (typical pattern of developed countries)

punto di produzione massima, oltre il quale la produzione può soltanto diminuire

picco di Hubbert

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Source: PlasticsEurope, WG Market

Research & Statistics

World Plastics Production 1950-2002

Average Annual Growth Rate (over 55 years period)

9.9%

annual growth rate 15%

annual growth rate 7%

2002 World/Europe = 4/1

7 7

World Production - Plastics Growth vs Other Materials

Alluminium annual growth rate 3.3 %

Plastics annual growth rate 5%

Steel annual growth rate 1.7%

8 8

World Plastics Production

global economic

crisis 2008

2009-2011 slow recovery rate

2010 265 M/ton

2009-2010 + 6%

World Plastics Production 2010

1°

2°

62 M/ton long term trend global per capita demand

+ 4%

9 9

10 10

Domanda complessiva materie plastiche

per capita consumption 1990

Italy 74 kg Belgium 151 kg

India 1990 2006 0.8 kg 8 kg

+ 900%

Belgio: 174 kg/ab

Germania: 140 kg/ab

Italia: 115 kg/ab

2009/2010

1990-2010 + 55%

11 11

PC=polycarbonate PA=polyamide (Nylons)

poly(ethylene terephthalate)

PVC = poly(vinyl chloride)

ABS acrylonitrile-butadiene-styrene

copolymer PUR=polyurethane rubber

PS=polystyrene EPS=expanded PS

SAN = styrene-acrylonitrile copolymer ASA = acrylonitrile-styrene- acrylate

copolymer

PE, PP, PVC, PS, PET = 82% dati 2003

12 12 PE annual growth rate

+ 5% PET annual growth rate

+ 10%

13 13

Domanda* singole materie plastiche

*da parte dei trasformatori

PE, PP, PVC, PS, PET = 74% 2010

più alto per i tecnopolimeri

•  ABS + 13%

•  poliammide + 20%

tasso di crescita 2009-2010

per i 5 principali polimeri

incremento tra 1,4 e 8%

L’Unione europea è stata tradizionalmente un importante esportatore netto di plastiche e di prodotti plastici

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settori di impiego dei materiali plastici (anni ’80)

PC & PMMA vetrate infrangibili

PVC infissi (15% del mercato USA)

tubi per acqua

PE, PS, PU isolamento termo-acustico

PET bottiglie per acqua

PS, HIPS, EPS contenitori x alimenti riempitivi da imballo

PE, PP contenitori per liquidi film da imballaggio

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settori di impiego dei materiali plastici (2010)

altre applicazioni (27.3%): sport, salute e sicurezza, tempo libero, agricoltura, macchinari

industriali, elettrodomestici, mobili

la domanda di materie plastiche da parte dei trasformatori è cresciuta del 4.5% dal 2009

volumi di polimero per settore d’applicazione

16 16

andamento industria materie plastiche (2010)

l’esportazione di materie plastiche ha raggiunto l’apice alla fine del 2010:

surplus commerciale = 15,7 miliardi di euro

tendenza al rialzo dei consumi delle materie plastiche

nell’E&E e nel settore dell’auto

crescita stabilizzata nel settore delle costruzioni,

alimenti e bevande

bilancia commerciale con paesi non UE

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andamento del mercato e dell’occupazione in UE

fatturato

occupati

occupati nell’industria della plastica

(incluso produttori di macchine) 1.6 milioni

produzione fatturato 104 mld euro

2010

trasformazione fatturato 203 mld euro

2009-2010 + 17%

2009-2010 + 9.5%

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  Fornitoridimaterieprimefornisconolematerieprimepetrolchimicheechimicheegliaddi4vi

  Produ/oridellaplas2caproduconoidiversi4pidiresineplas4che

  Preparatoridicompoundplas2ci

preparanoleformulazionidellematerieplas4chemescolandoo/efondendopolimerieaddi4viinpas4gliepronteperessereprocessate

  Costru/oridimacchinariperlaplas2ca

costruisconoimacchinariusa4nell'industria

  Aziendeditrasformazionedellaplas2ca

modellanoleresineeicompos4plas4ciinprodo:fini4

  Distributori/uten2diprodo<plas2ci

rivenditori,ecc.cheimme>onoiprodo:plas4cisulmercato

  A<vitàdedicateallaplas2cagiuntaafineu2lizzo

Aziendechesioccupanodellages4onedeirifiu4,delriciclaggioeoperatoriadde:alrecuperodell'energiadairifiu4

La catena del valore dell'industria della plastica

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il ciclo di vita dei materiali plastici

Nel 2010, i rifiuti di plastica sono aumentati del 2,5% rispetto al 2009

circa metà (24,7 Mln ton) delle materie plastiche

trasformate finisce nel flusso dei rifiuti

Nelcomplesso,rispe/oal2009,laquan2tàriciclataèaumentatadell’8,7%

la quantità inviata a recupero energetico è cresciuta del 9,3%

20 20

destino a fine vita dei materiali plastici

Entroil2020obbligodiraggiungereunapercentualeglobalediriciclaggiodel50%

Direttiva 2008/98/CE

Tendere verso una società europea del riciclaggio con un alto livello di efficienza delle risorse

comportamenti disomogenei

Le plastiche a fine vita sono troppo preziose per essere gettate via

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fabbisogno di energia per la produzione

necessitano di basse temperature di lavorazione

…inoltre

fanno risparmiare energia

Life Cycle Assessment

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The Eco-balance of Polyolefins

entire life span (excluding recycling)

interpretation of information from independent sources on packaging materials

ideal material

packaging materials

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Weight - Energy - Volume comparison packaging materials

2424

fine

da2dah"p://www.plas+cseurope.it/Plas&csEuropeèunadellemaggioriassociazionicommercialieuropee.L’associazioneannoverafraisuoimembripiùdi100società,produ"ricidioltreil90%dipolimerinei27Sta+membridell’UE.

'Laplas2caètroppopreziosaperesserege/ata'‘www.youtube.com/watch?v=82‐Yz8MbxA0STORIADELLAPLASTICA:h>p://www.bpf.co.uk/Plas4pedia/Plas4cs_History/Default.aspxinh>p://www.bpf.co.uk/theBri&shPlas&csFedera&on(BPF)istheleadingtradeassocia+onfortheUKPlas+cIndustry