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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…
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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%
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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
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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%
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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
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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
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