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• La “creazione”• Le proprietà• Le due grandi famiglie• Scegliamone alcune PP - PE (HDPE) - PS – PVC e a

nalizziamole:– caratteristiche e utilizzi– lavorazioni– analisi in laboratorio– quale fine le aspetta?

• Le nostre conclusioni

La plastica è creata in laboratorio dall'uomo: è ricavata dal petrolio con

complessi processi di lavorazione. Per avere un'idea della plastica nella nostra vita basta pensare agli oggetti

contenuti nella nostra borsa o a ciò che usiamo ogni giorno per scrivere,

mangiare, bere, lavorare e divertirci. Le materie plastiche sono oggi molto richieste

come materiale da imballaggio e nelle confezioni per bibite (spesso sotto forma

di poliaccoppiati, insieme a cartone o alluminio, come per il latte,i succhi di

frutta…)

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Le proprietà

Le proprietà possedute dalla plastica sono diverse a seconda del polimero che la costituisce:

• Buona resistenza meccanica• Resistenza alle basse

temperature• Ottimo isolamento termico

ed elettrico• Ottima resistenza alla

corrosione sia chimica che atmosferica con lento fenomeno di invecchiamento

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Termoplastiche e… termoindurenti

Termoplastiche

POLIETILENE (PE)

CLORURO DI POLIVINILE (PVC)

POLIPROPILENE (PP)

POLISTIRENE (PS)

POLIAMMIDE (PA)

POLICARBONATO (PC)

POLIMETACRILATO DI ETILE

Termoindurenti

POLIURETANO

POLIESTERE

RESINA EPOSSIDICA

RESINA UREICA

RESINA FENOLICA

RESINA MELAMMINICA

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• Le termoplastiche sono formate col calore ma non modificate nella struttura e, quindi, tali da poter essere rimodellate utilizzando il calore.

• Le termoindurenti prendono forma con il calore, che modifica in modo irreversibile la loro struttura chimica e quindi non possono essere più rammollite.

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Quali caratteristiche posseggono?

Per cosa sono utilizzate?

Come vengono lavorate?

Quali sono le caratteristiche fisiche?

e…che fine fanno una volta usate?

Scegliamone alcune e analizziamole:

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POLIETILENE - PE Scoperto da Gibson e Fawcett nel 1935. Si possono ottenere: LDPE (PE a bassa densità) per la produzione di film, casalinghi, giocattoli, contenitori, tubazioni; LLDPE (PE lineare a bassa densità) per la produzione di film; HDPE (PE ad alta densità) per la produzione di cassette e cassoni industriali, flaconi, contenitori per liquidi, serbatoi per carburanti e tubazioni per il trasporto di gas ed acqua a pressione.

Presenta ottime caratteristiche di resistenza meccanica (flessibilità), resistenza all’urto, alla lacerazione, alla foratura, proprietà isolanti e impermeabilità.

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POLIVINILCLORURO (PVC) Inventato nel 1930. E’ molto versatile, resistente sia agli agenti chimici che atmosferici. Viene utilizzato nell’edilizia e nelle costruzioni (tubi, profili per finestre), imballaggio alimentare e farmaceutico (vaschette per alimenti, blister…) cavi, trasporti, arredamento, abbigliamento, casalinghi e prodotti medicinali. M

POLISTIRENE (PS) duro e fragile,

poco resistente agli agenti atmosferici, articoli per uso domestico, elettrodomestici, giocattoli, elettronica,e nella sua forma espansa viene impiegato per la produzione di imballaggi o nell'edilizia per il suo potere isolante.

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Il POLIPROPILENE (PP) è uno di quei polimeri abbastanza versatili. Ha un doppio utilizzo, come plastica e come fibra. Come plastica viene utilizzato per realizzare oggetti come i contenitori per alimenti lavabili in lavapiatti. Può essere utilizzato in quanto non si fonde al di sotto dei 160°C, o 320°F. Come fibra. Il polipropilene viene utilizzato per realizzare moquettes per interni ed esterni, il tipo che troviamo intorno alle piscine e nei minigolf. E' ottimo per i rivestimenti esterni in quanto è facile da colorare, e in quanto non assorbe l'acqua. M

… la lavorazionedelle termoplastiche

Iniezione

Estrusione

Soffiatura

Laminazione

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IniezioneConsiste nel riscaldare la resina a un’idonea temperatura e nell’ iniettarla a pressione, mediante un pistone, dentro uno stampo freddo della forma voluta. M

EstrusioneConsiste nello scaldare la resina per renderla sufficientemente fluida, e forzarla poi a passare attraverso una trafila dotata di fori sagomati secondo il profilo che si vuole ottenere.

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SoffiaturaViene utilizzata per produrre corpi cavi (come bottiglie, fustini, bombole ecc.) e consiste nell’estendere in senso verticale una data quantità di resina a forma cilindrica e nel dilatarla, tramite un getto d’aria sotto pressione, fino a farla aderire alle pareti dello stampo.

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LaminazioneE’ il sistema adottato per ottenere fogli e lastre sottili continue.

Consiste nel far passare il materiale attraverso una serie di rulli caldi, che pressano la resina determinando lo spessore dei fogli finiti.

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I corretti

vi• Plastificanti aumentano la flessibilità e la plasticità• Riempitivi migliorano le proprietà fisiche, meccaniche, termiche ed elettriche• Lubrificanti facilitano lo scorrimento della resina• Coloranti che vengono aggiunti in polvere• Rinforzi in fibre che, intrecciandosi, riducono la fragilità

All’inizio della lavorazione, quando le plastiche si

presentano allo stato puro, in polvere o liquido viscoso, vengono aggiunte alcune

sostanze che conferiranno al prodotto finito particolari

caratteristiche: estetiche o meccaniche.

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Analisi della densità…&

resistenza al calore!!

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SCOPO: classificare alcuni tipi di termoplastiche in base alla loro densità e resistenza al calore.

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Materiali…

• Soluzione acqua e alcol (d=0,78 g/cm3)• Acqua distillata (d=1 g/cm3)• Soluzione acqua e sale (d=1,8 g/cm3)• 3 becker e 3 cilindri• Qualche chiodo• Fornellino ad alcool• Granuli di PP, HDPE, PS e PVC• Striscia di PP, HDPE, PS e PVC

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Le strisce e i granuli

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La resistenza al calore …

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Procedimento…Sono state preparate in tre cilindri

distinti le tre soluzioni, aventi diversa densità.

Sono state versatele tre soluzioni nei tre becker, poi sono stati messi in ognuno dei granuli ottenuti tagliando le strisce di PP, HDPE, PS e PVC a piccoli pezzettini, per osservare se galleggiano o affondano nelle tre diverse soluzioni: i risultati sono riportati nella tabella riassuntiva.

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Procedimento……seconda parte…

In seguito ci è stato dato un chiodo con il quale abbiamo provato a rigare le nostre strisce delle quattro plastiche, così facendo abbiamo potuto notare che sulle strisce possono vedersi dei segni lasciati dal chiodo oppure no (tabella dei risultati).

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Procedimento……terza parte…

Successivamente abbiamo acceso un fornellino ad alcol e gli abbiamo avvicinato le nostre strisce di PP,HDPE, PS e PVC: ogni striscia ha un comportamento diverso quando viene avvicinata alla fonte di calore (tabella dei risultati).

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I diversi tipi di termoplastiche analizzate hanno mostrato un

comportamento diverso sia per quanto riguarda la densità sia per la

resistenza al calore: i risultati ottenuti vengono riassunti nella

seguente tabella dei risultati…

Risultati …

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Tabella dei risultati…

le caratteristiche delle varie plastiche

Prova

Polipropilene

PP (striscia azzurra)

Cloruro di vinile

PVC

(striscia verde)

Polietilene ad alta densità HDPE

(striscia rossa)

Polistirene

PS (striscia gialla)

Flessibilità (eccellente, buona, normale, cattiva)

normale

eccellente

buona

cattiva

Colore della piega (bianca o uguale)

bianca uguale bianca bianca

Durezza (si riga o no)

si poco si poco

Effetto del calore non si deforma si deforma facilmente

si deforma poco

si deforma pochissimo

Trasmissione della luce (trasparente, traslucido o opaco)

traslucido trasparente opaco trasparente

alcool affonda affonda affonda affonda acqua distillata

galleggia affonda galleggia si ferma Densità (galleggia o affonda) acqua +

sale galleggia affonda galleggia galleggia

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Considerazioni conclusive …

• Il PVC affonda in tutte le soluzioni, abbiamo potuto constatare che ha densità maggiore di quella dell’acqua salata (d=1,8).

• il PVC, a contatto con il calore, forma una leggera e morbida curva,al contrario di altre che si arricciano.

• il PVC è la plastica più flessibile e quella con meno memoria tra quelle considerate.

• Il HDPE ha densità simile o maggiore di quella dell’acqua.

• il PS è l’unica sostanza che galleggia in alcool, quindi è l’unica plastica con densità minore dell’acqua.

• Il PS esposto al calore non si deforma.M

…e quale fine faranno i nostri quattro “amici”?

La plastica non è un prodotto naturale, quindi non è

biodegradabile: sopravvivrà per milioni di anni. Si disperderà per

l'ambiente, il più delle volte imprigionando animali e piante: su 16 milioni di rifiuti raccolti in

mare, oltre la metà sono costituiti da bottiglie,

contenitori in plastica e sportine di plastica che soffocano i pesci.

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Un pò di numeri...

In Italia la plastica rappresenta il 16% dei RSU. Dato che carta e cartone raggiungono il 28% capiremo perché è all'ordine del giorno il problema dell'impatto ambientale di contenitori e imballaggi usa e getta in carta e plastica: insieme rappresentano oltre il 44% del totale in peso degli RSU e oltre il 50% del volume.

La raccolta differenziat

a della plastica

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La plastica non è tutta uguale

sono diversi i gradi di

pericolosità e di riciclabilità.Facciamo caso ai diversi

simboli riportati sulle bottiglie e sui contenitori in

plastica: PP, PVC, PE, PP, PET, HDPE,

LDPE, PS, PA Queste sigle indicano una specifica composizioni dei

polimeri.

Ecco le più diffuse:dai nostri supermercati ……alla nostra pattumiera ……..a………..

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Combustibilealternativo adalto sviluppo

di calore

Una volta separata dagli atri rifiuti, grazie al suo

elevato contenuto energetico, la plastica diventa un eccellente

sostituto dei combustibili fossili nei processi

ad intenso consumo energetico, per esempio

nellaproduzione di cemento

Rifiuti solidiurbani (RSU)

L’incenerimento deirifiuti di plastica,assieme ad altri

materiali dell’RSU, puògenerare calore e/o

energia sicuri e puliti.

Recupero energetico

La plastica deriva dal petrolio e quindi haun potere calorificomaggiore a quello del carbone. Talevalore energeticosi può recuperare

tramite combustione

Riciclo meccanico

Riciclo materiale dellaplastica di rifiuto,

tramite mezzi fisici,in prodotti di plastica.

Riciclo chimico

Riciclo materiale della plastica di rifiuto

tramite mezzi chimiciIn sostanze chimiche di base, monomeri per laplastica o idrocarburi.

Riciclomateriali

Riciclo nel processo produttivo della

plastica di rifiuto,per lo scopo originale

o per latri scopi,escluso il recupero

energetico diretto

Metodidi recupero

Discarica: mezzo di smaltimento per i residui

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Una volta raccolte, le varie forme di plastica saranno suddivise grazie a particolari occhi elettronici che tramite raggi x riescono a “leggere” la densità dei diversi materiali. Queste poi vengono mandate ai centri di riciclaggio dove vengono fatte passare attraverso delle macine che convertono il materiale in forma di polvere o flakes. Questa polvere attraversa poi un processo di separazione e pulitura che rimuove tutte le particelle estranee come carta o metalli.

Il processo di recupero

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Per le sue caratteristiche il P.V.C. è difficilmente riutilizzabile. Uno smaltimento non corretto può essere molto pericoloso: la combustione del PVC libera composti cancerogeni a base di cloro (diossine e furani) e genera acido muriatico in forma gassosa, uno dei responsabili delle piogge acide. Da diverso tempo si chiede che non ne venga consentito l'uso per gli alimenti.

Il P.V.C. riciclato viene impiegato prevalentemente nel settore edile per la produzione di piastrelle, tubi, raccordi, ecc.

il PVC

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É un materiale straordinariamente riciclabile grazie alla facilità di riutilizzo degli scarti di produzione e alla sua scarsa degradabilità.

Il P.E. riciclato viene utilizzato per la realizzazione di contenitori per detergenti con uno strato di materiale riciclato pari al 25% della bottiglia. Altri utilizzi riguardano tappi e pellicole per sacchi della spazzatura

Il P.E.T. riciclato, colorato e trasparente, viene utilizzato (mischiato con il polimero vergine) per la produzione di nuovi contenitori trasparenti per detergenti. Altri possibili campi di applicazione sono quelli delle fibre per realizzare, ad esempio, imbottiture, maglioni, pile, interni per auto

il PE…

e il PET

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P.P. Polipropilene I principali tipi di manufatti in P.P. sono: bicchieri di plastica, yogurt, nastri adesivi, bottiglie, è per questo che insieme al P.E. costituisce il 60% della plastica contenuta nella spazzatura.

Il materiale può essere rilavorato ed essere riciclato tre volte, senza che si abbia un significativo cambiamento, normalmente è utilizzato per tappeti, corde e nastri, film e fogli da termoformare per imballaggi, cassette per bottiglie, scocche di batterie, componenti per l’industria automobilistica, tubi di drenaggio.

il PP

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Il Polistirene è facilmente riciclabile se non contaminato da altre tipologie di plastiche non compatibili.Il PS recuperato da contenitori usati è stato usato per la manifattura di prodotti caratterizzati da buone proprietà meccaniche ed estetiche, ma una quantità variabile di materia prima vergine viene aggiunta a quella recuperata, per aumentarne le prestazioni di resistenza all’urto.

Riciclato per molti usi, accessori da ufficio, vassoi per cucina, giocattoli, videocassette e relativi contenitori, pannelli isolanti in polistirolo espanso.

il PS

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…INSOMMA i contenitori raccolti verranno riciclati e potranno essere trasformati in energia o nuovi oggetti utili: parchi giochi per bambini, panchine per giardini, fioriere, nuovi flaconi, poltrone, fibre, filati e persino

maglioni.

Prima di portarli e di immetterli nelle apposite campane per la raccolta differenziata della plastica o conferirle agli

operatori del servizio porta a porta, è utile stappare, schiacciare e poi ritappare le bottiglie di plastica,

occuperanno meno spazio in casa, nel trasporto e nelle campane.

Collaborare alla raccolta differenziata della plastica è molto importante perché con un piccolo gesto, si

possono recuperare preziose energie.

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Lavoro a cura

dei ragazzi della 2°A – AS 2008/2009

della scuola secondaria di I°grado Giuseppe Ungaretti

di Solarolo (Ra)Si ringrazia il Corso di Laurea in Chimica e Tecnologia per

l’Ambiente e i Materiali che hanno fornito il materiale plastico per la realizzazione dell’attività di laboratorio.