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Sono dette materie plastiche (o materiali plastici) quei materiali artificiali con struttura macromolecolare che in determinate condizioni di temperatura e pressione subiscono variazioni permanenti di forma.
I materiali polimerici sono generalmente il risultato della reazione di polimerizzazione di una quantità di molecole base (monomeri) per formare catene anche molto lunghe. Si parla di omopolimeri se il monomero è unico, copolimeri se il polimero è ottenuto da due o più monomeri diversi, e di leghe polimeriche se il materiale è il risultato della miscelazione di due monomeri che polimerizzano senza combinarsi chimicamente. Un materiale polimerico è in genere composto da macromolecole costituite dalla stessa tipologia di unità ripetitiva, ma il numero di unità ripetitive varia per ciascuna macromolecola, per cui le macromolecole che costituiscono un materiale polimerico hanno diversa lunghezza, quindi è necessario conoscere la distribuzione dei pesi molecolari (ovvero la percentuale di macromolecole aventi una specifica lunghezza) per determinare le proprietà chimico-fisiche del materiale polimerico in esame.
Classificazione dei materiali polimerici
I materiali polimerici puri si dividono in:

  • Termoplastici: acquistano malleabilità, cioè rammolliscono, sotto l'azione del calore; possono essere modellati o formati in oggetti finiti e quindi per raffreddamento tornano ad essere rigidi; tale processo può essere ripetuto tante volte
  • Termoindurenti: dopo una fase iniziale di rammollimento per riscaldamento, induriscono per effetto della reticolazione; nella fase di rammollimento per effetto combinato di calore e pressione risultano formabili; se vengono riscaldati dopo l'indurimento non tornano più a rammollire, ma si decompongono carbonizzandosi;
  • Elastomeri: presentano elevata deformabilità ed elasticità

Dal punto di vista pratico, in genere si sfruttano delle opportune mescole, costituite da uno o più materiali polimerici più l'aggiunta di additivi.
Per tale motivo, alla classificazione standard dei materiali polimerici si affianca una classificazione "commerciale", secondo la quale i materiali polimerici si dividono in:

  • Fibre: sono dotati di notevole resistenza meccanica e hanno scarsa duttilità rispetto agli altri materiali polimerici; ciò vuol dire che sono materiali che si allungano poco se sottoposti a trazione e possono resistere a elevati carichi di rottura;
  • Materie plastiche: formulate a partire da termoplastici e termoindurenti;
  • Resine: particolari materie plastiche formulate a partire da termoindurenti;
  • Homme: formulate a partire da elastomeri.

Caratteristiche
Le caratteristiche vantaggiose delle materie plastiche rispetto ai materiali metallici e non metallici sono la grande facilità di lavorazione, l'economicità, la colorabilità, l'isolamento acustico, termico, elettrico, meccanico (vibrazioni), la resistenza alla corrosione e l'inerzia chimica, nonché l'idrorepellenza e l'inattaccabilità da parte di muffe, funghi e batteri. Quelle svantaggiose sono l'attaccabilità da parte dei solventi (soprattutto le termoplastiche) e degli acidi (in particolare le termoindurenti) e scarsa resistenza a temperature elevate.
Altra peculiarità è l'elevata leggerezza, che va da un minimo di 0,04 - 1 kg/dm³ per il polistirolo ad un massimo di 2,2 kg/dm³ del politetrafluoruetilene (PTFE)[5], con una resistenza fisica molto eterogenea a seconda del tipo di plastica.
La plastica si ottiene dalla lavorazione del petrolio. Lo smaltimento dei rifiuti plastici, quasi tutti non biodegradabili, avviene di solito per riciclaggio o per stoccaggio in discariche: bruciando materiali plastici negli inceneritori infatti si possono generare diossine (solo per quanto riguarda i polimeri che contengono atomi di cloro nella loro molecola, come ad esempio il PVC), una famiglia di composti tossici. Queste difficoltà hanno incentivato negli ultimi anni la diffusione della bioplastica, in cui una piccola percentuale di resina è sostituita da farine vegetali quale quella di mais.
Aggiunta di cariche
Alla base polimerica vengono aggiunte svariate sostanze ausiliarie ("cariche", additivi e plastificanti) in funzione dell'applicazione cui la materia plastica è destinata. Tali sostanze possono essere plastificanti, coloranti, antiossidanti, lubrificanti ed altri componenti speciali. Tali sostanze hanno quindi la funzione (tra le altre) di stabilizzare, preservare, fluidificare, colorare, decolorare, proteggere dall'ossidazione il polimero, e in genere modificarne le proprietà reologiche (lavorabilità), aspetto e resistenza in funzione dell'applicazione che se ne intende fare
Polimeri termoplastici
I polimeri termoplastici possono esseri fusi e rimodellati più volte. Hanno una struttura molecolare "a catena aperta", ovvero presentano un basso grado di reticolazione. Polietilene
Esistono varie tipologie di polietilene. Tra queste abbiamo:

  • HDPE (polietilene ad alta densità): È resistente agli urti.
    • Usi: Cosmetici, contenitori per detersivi, tubi per l'acqua e tubi per gas.
  • LDPE (polietilene a bassa densità): È la plastica più leggera. È sensibile al calore ma resiste agli agenti chimici. Ha un buon isolamento elettrico.
    • Usi: Sacchetti, imballaggi, pellicole per alimenti
  • UHMWPE (polietilene ad ultra-alto peso molecolare): Presenta alta resistenza all'abrasione, alta resilienza e basso coefficiente d'attrito radente.

Polistirene

  • PS (polistirene o, più comunemente, polistirolo): Duro e rigido.
    • Usi: Scotch per le auto, giocattoli, oggetti d'arredamento.
  • Polistirene espanso: Resina polistirenica a forma schiumosa; ha bassissimo peso specifico e conducibilità termica; buona elasticità.
    • Usi: Imballaggi, isolamento termico ed elettrico dei muri

Altri polimeri termoplastici

  • PET (polietilene tereftalato): Consente di ottenere fogli sottili e leggeri. Resistente al calore fino a 250 °C ed impermeabile ai gas.
    • Usi: Contenitori per liquidi, vaschette per frigo e forno.
  • PVC (polivinilcloruro o cloruro di polivinile): È la plastica più utilizzata. Ha buone proprietà meccaniche.
    • Usi: Finestre, serramenti esterni, giocattoli, bottiglie, contenitori, grondaie.
  • PP (polipropilene): È resistente al calore ed agli agenti chimici. Ha un buon isolamento elettrico.
    • Usi: Nel settore casalingo, parti di elettrodomestici, imballaggi.
  • PA - poliammide (nylon): Una fra le prime plastiche scoperte. Resistente all'usura e non infiammabile.
    • Usi: Ingranaggi, apparecchi radiotelevisivi, abbigliamento.
  • Resine acriliche: Simili al vetro perché sono trasparenti.
    • Usi: fusori delle lampade, coperture trasparenti, oggetti d'arredamento.
  • Nitrato di cellulosa e/o celluloide: La prima plastica in assoluto ad essere scoperta. Simile alla madreperla
    • Usi: pettini, tasti, oggetti che imitano l'avorio.
  • PLA (acido polilattico): prodotta utilizzando come materia prima il mais, tramite un processo biotecnologico che permette di ottenere capacità produttiva elevata e una gamma di prodotti diversificati;
    • Usi: contenitori compostabili.

Polimeri termoindurenti Possono essere formati una sola volta, perché, se sottoposti al calore una seconda volta, carbonizzano.
Resine termoindurenti

  • Resine fenoliche: Le caratteristiche dipendono dai materiali con cui sono mescolate.
    • Usi: Settore casalingo, mobili per televisori.
  • Resine poliuretaniche: Dure e colorate. Hanno buone proprietà meccaniche e sono facilmente lavorabili.
    • Usi: Spine, prese, elettrodomestici, interruttori.
  • Resine melamminiche: Buona resistenza alle alte temperature e all'umidità.
    • Usi: Laminati, settore casalingo, arredamenti, vernici.
  • Resine epossidiche: Eccellente adesività, resistenza al calore e chimica. Inoltre possiedono buone proprietà meccaniche e sono ottimi isolanti elettrici.
    • Usi: Vernici, rivestimenti, adesivi e materiali compositi.
  • Resine poliesteri insature: Sono leggere, facilmente lavorabili e resistenti agli agenti atmosferici.
    • Usi: Piscine, coperture per tetti.
  • Resine vilnilestere: Caratteristiche molto simili alle resine poliestere ma dotate di migliori caratteristiche chimiche e meccaniche.
    • Usi: Manufatti sportivi (canoe, piccole imbarcazioni), serbatoi per uso alimentare.