Le plastiche

Introduzione

Tutti i tipi di plastica sono prodotti ottenuti Tutti i tipi di plastica sono prodotti ottenuti con la trasformazione di materie prime con la trasformazione di materie prime naturali e non.naturali e non.L’impiego delle plastiche in architettura si è L’impiego delle plastiche in architettura si è concretizzato in tempi molto più recenti concretizzato in tempi molto più recenti rispetto agli altri materiali. Tale impiego si è rispetto agli altri materiali. Tale impiego si è diffuso a diversi elementi costituenti il diffuso a diversi elementi costituenti il sistema edilizio: dall’impiantistica, ai sistema edilizio: dall’impiantistica, ai rivestimenti, alle opere di finitura, partizione rivestimenti, alle opere di finitura, partizione e chiusura e alle strutture portanti. e chiusura e alle strutture portanti. L’architettura di plastica ha sempre prodotto L’architettura di plastica ha sempre prodotto sistemi leggeri e, solo recentemente, la sistemi leggeri e, solo recentemente, la ricerca più spinta ha portato alla definizione ricerca più spinta ha portato alla definizione di sistemi pesanti.di sistemi pesanti.

Per il processo di produzione delle plastiche, Per il processo di produzione delle plastiche, è fondamentale il legame che si instaura, è fondamentale il legame che si instaura, attraverso un processo di sintesi (reazione attraverso un processo di sintesi (reazione chimica), tra monomeri (elementi chimica), tra monomeri (elementi monomolecolari) e polimeri (macromolecole) e monomolecolari) e polimeri (macromolecole) e che produce lunghe catene molecolari.Le che produce lunghe catene molecolari.Le sostanze di base per la produzione delle sostanze di base per la produzione delle plastiche sintetiche sono idrocarburi non plastiche sintetiche sono idrocarburi non saturi, molto reattivi, a basso peso molecolare saturi, molto reattivi, a basso peso molecolare e gassosi. Tali sostanze si ottengono con e gassosi. Tali sostanze si ottengono con processi di distillazione e cracking del petrolio processi di distillazione e cracking del petrolio (formatosi con la decomposizione di sostanze (formatosi con la decomposizione di sostanze organiche - carbonio e idrogeno). Le plastiche organiche - carbonio e idrogeno). Le plastiche sintetiche (polimeri) si possono ottenere sintetiche (polimeri) si possono ottenere anche da materie prime rinnovabili ma a costi anche da materie prime rinnovabili ma a costi elevatissimi.elevatissimi.

Le materie plastiche

In base alle loro caratteristiche, oltre a In base alle loro caratteristiche, oltre a carbone e idrogeno, le materie plastiche carbone e idrogeno, le materie plastiche possono contenere anche ossigeno, cloro, possono contenere anche ossigeno, cloro, fluro, zolfo, silicio e azoto.fluro, zolfo, silicio e azoto.Le caratteristiche principali dei prodotti Le caratteristiche principali dei prodotti plastici sono:plastici sono:- bassa densitàbassa densità- basssa conducibilitàbasssa conducibilità- elevato coefficiente di dilatazione termicaelevato coefficiente di dilatazione termica- elevata resistenza a trazione elevata resistenza a trazione - buona capacità di isolamento elettricobuona capacità di isolamento elettrico- resistenza all’acqua e a molti agenti chimici.resistenza all’acqua e a molti agenti chimici.I prodotti in plastica pura non generano rischi I prodotti in plastica pura non generano rischi per lòa salute umana (se prodotti a norma di per lòa salute umana (se prodotti a norma di legge); in caso di incendio si possono legge); in caso di incendio si possono generare legami tossici.generare legami tossici.

Le caratteristiche principali

I polimeri si possono classificare in base al I polimeri si possono classificare in base al procedimento di sintesi adottato per produrli procedimento di sintesi adottato per produrli o alla loro struttura molecolare.o alla loro struttura molecolare.

Procedimenti di sintesi:Procedimenti di sintesi:- polimerizzazionepolimerizzazione- policondensazionepolicondensazione- poliaddizionepoliaddizione

Classificazione dei prodotti plastici

Classificazione in base alla struttura molecolare:Classificazione in base alla struttura molecolare:- polimeri termoplastici, composti da catene di polimeri termoplastici, composti da catene di molecole lineari intrecciate (trasparenti, duri e molecole lineari intrecciate (trasparenti, duri e fragili; riscaldati diventano termoelastici e fragili; riscaldati diventano termoelastici e termoplastici; il processo e reversibile e consente termoplastici; il processo e reversibile e consente numerosi cicli di deformazione, lavorazione e numerosi cicli di deformazione, lavorazione e riutilizzo)riutilizzo)- elastomeri, composti da catene di molecole elastomeri, composti da catene di molecole reticolate a maglia larga (non sono soggetti a reticolate a maglia larga (non sono soggetti a fusione)fusione)- polimeri termoindurenti, composti da catene di polimeri termoindurenti, composti da catene di molecole reticolate a maglia stretta (duri, fragili, molecole reticolate a maglia stretta (duri, fragili, sono i prodotti plastici con la massima resistenza sono i prodotti plastici con la massima resistenza alla deformazione termica, non sono soggetti a alla deformazione termica, non sono soggetti a fusione).fusione).

Classificazione dei prodotti plastici

I prodotti

Alla produzione di monomeri (plastiche pure) Alla produzione di monomeri (plastiche pure) segue la lavorazione in polimeri. L’industria segue la lavorazione in polimeri. L’industria della plastica fornisce alle aziende di della plastica fornisce alle aziende di lavorazione le plastiche pure sotto forma di lavorazione le plastiche pure sotto forma di granulati. granulati. La lavorazione prevede: La lavorazione prevede: -il processo di polimerizzazione (lunghezza il processo di polimerizzazione (lunghezza delle catene molecolari), cristallizzazione, e delle catene molecolari), cristallizzazione, e reticolazione delle molecole reticolazione delle molecole - l’aggiunta di additivi l’aggiunta di additivi - la sagomatura di semilavorati o di prodotti la sagomatura di semilavorati o di prodotti finiti.finiti.

La lavorazione

Additivi:Additivi:- cariche (cellulosa, farina di legno, farina di cariche (cellulosa, farina di legno, farina di roccia, creta, sfere di vetro, ecc.) - sostanze roccia, creta, sfere di vetro, ecc.) - sostanze organiche o inorganiche che fungono da diluente organiche o inorganiche che fungono da diluente per migliorare l’aspetto e ridurre la fragilitàper migliorare l’aspetto e ridurre la fragilità- rinforzanti (fibre di vetro, carbone, aramide) - rinforzanti (fibre di vetro, carbone, aramide) - aumentano la resistenza e la rigidezza del aumentano la resistenza e la rigidezza del materialemateriale- coloranticoloranti- stabilizzatori - aumentano la resistenza al calore, stabilizzatori - aumentano la resistenza al calore, alla luce e alla radiazione solarealla luce e alla radiazione solare- plastificanti (sostanze viscose a basso peso plastificanti (sostanze viscose a basso peso molecolare) - aumentano la flessibilità e la molecolare) - aumentano la flessibilità e la resistenza agli urtiresistenza agli urti- additivi antifiammaadditivi antifiamma- propellenti (agenti schiumogeni, gas) - propellenti (agenti schiumogeni, gas) - trasformano le plastiche in espansitrasformano le plastiche in espansi

La lavorazione

Procedimenti di formatura:Procedimenti di formatura:- estrusione - la termoplastica si trasforma in tubi, estrusione - la termoplastica si trasforma in tubi, profili, fogli ecc.profili, fogli ecc.- calandratura - la massa termoplastica o la calandratura - la massa termoplastica o la gomma si trasforma in nastri ulteriormente gomma si trasforma in nastri ulteriormente trqsformabilitrqsformabili- stampaggio per iniezione - le plastiche stampaggio per iniezione - le plastiche (termoplastiche, polimeri termoindurenti ed (termoplastiche, polimeri termoindurenti ed elastomeri) vengono spruzzate in stampi a elastomeri) vengono spruzzate in stampi a pressionepressione- stampaggio per compressione - la massa di stampaggio per compressione - la massa di resina termoindurente viene compressa a resina termoindurente viene compressa a pressioni e temperature elevatepressioni e temperature elevate- stampaggio rotazionale - praticato su tutti i stampaggio rotazionale - praticato su tutti i polimeri termoplastici, si usa per produrre polimeri termoplastici, si usa per produrre contenitoricontenitori- deformazione plastica - formatura dei deformazione plastica - formatura dei semilavorati (congelamento)semilavorati (congelamento)- giunzionegiunzione

La formatura

Le plastiche in edilizia

Insieme con l’industria dell’imballaggio, Insieme con l’industria dell’imballaggio, l’edilizia è uno dei principali mercati per i l’edilizia è uno dei principali mercati per i prodotti plastici. prodotti plastici. Prodotti per l’edilizia:Prodotti per l’edilizia:- polietilene (PE)polietilene (PE)- polipropilene (PP)polipropilene (PP)- polivinilcloruro (PVC)polivinilcloruro (PVC)- polistirene (PS)polistirene (PS)- polimetilmetacrilato (PMMA)polimetilmetacrilato (PMMA)- polimeri contenenti fluoro (PTFE/ETFE)polimeri contenenti fluoro (PTFE/ETFE)- resine epossidiche (EP)resine epossidiche (EP)- siliconi (si)siliconi (si)- sostanze composite con fibresostanze composite con fibre

Campi di applicazione

L’innovazione

Le ricerce attuali si focalizzano sulla Le ricerce attuali si focalizzano sulla produzione di plastiche da materie prime produzione di plastiche da materie prime rinnovabili. rinnovabili. Oggi si possono produrre polimeri “bio” - Oggi si possono produrre polimeri “bio” - dagli acidi lattici del glucosio contenuto in dagli acidi lattici del glucosio contenuto in mais, grano, canna da zucchero o patate - per mais, grano, canna da zucchero o patate - per il momento impiegati (con aggiunte e additivi) il momento impiegati (con aggiunte e additivi) prevalentemente per gli imballi dell’industria prevalentemente per gli imballi dell’industria alimentare e in agricoltura.alimentare e in agricoltura.Gli studi in corso di sviluppo presuppongono Gli studi in corso di sviluppo presuppongono un ampliamento dei campi di applicazione.un ampliamento dei campi di applicazione.

La produzione delle materie plastiche inizia a La produzione delle materie plastiche inizia a metà del XIX secolo. Tale produzione si basa metà del XIX secolo. Tale produzione si basa sulla trasformazione chimica di materie prime sulla trasformazione chimica di materie prime organiche di origine naturale. Gli sviluppi organiche di origine naturale. Gli sviluppi degli studi sulle proprietà delle materie degli studi sulle proprietà delle materie plastiche portano alla definizione di prodotti plastiche portano alla definizione di prodotti sempre più performanti, impiegati in modo sempre più performanti, impiegati in modo sempre più diffuso nel settore della sempre più diffuso nel settore della produzione industriale sino a costrituire la produzione industriale sino a costrituire la maggiorparte degli oggetti di uso comune maggiorparte degli oggetti di uso comune (utensili, arredi, giochi…) e a sostituire altri (utensili, arredi, giochi…) e a sostituire altri materiali (ceramica, legno, metalli…).materiali (ceramica, legno, metalli…).

Le materie plastiche nella storia

L’industria della gomma nasce con la L’industria della gomma nasce con la trasformazione del lattice dell’albero del caucciù trasformazione del lattice dell’albero del caucciù in caucciù elastico attraverso il processo di in caucciù elastico attraverso il processo di vulcanizzazione.vulcanizzazione.Per tutto il XIX secolo, la produzione di prodotti Per tutto il XIX secolo, la produzione di prodotti plastici avviene sfruttando materie prime plastici avviene sfruttando materie prime rinnovabili. Sul finire del XIX secolo compare la rinnovabili. Sul finire del XIX secolo compare la prima plastica completamente sintetica (legame prima plastica completamente sintetica (legame tra fenolo e formaldeide) ottenuta sfruttando la tra fenolo e formaldeide) ottenuta sfruttando la capacità della struttura molecolare del carbonio di capacità della struttura molecolare del carbonio di formare lunghe catene. Tale prodotto (trasparente formare lunghe catene. Tale prodotto (trasparente senza additivi), i primi del ‘900, viene miscelato senza additivi), i primi del ‘900, viene miscelato con altre sostanze per ottenere la bachelite (il con altre sostanze per ottenere la bachelite (il primo prodotto termoindurente), un prodotto più primo prodotto termoindurente), un prodotto più resistente, capace di non fondere e di non resistente, capace di non fondere e di non condurre elettricità (impiegato per involucri e condurre elettricità (impiegato per involucri e isolamenti). isolamenti).

Le materie plastiche nella storia

La maggiorparte delle plastiche oggi La maggiorparte delle plastiche oggi conosciute sono state prodotte sin dal conosciute sono state prodotte sin dal 1940. Inizialmente tali prodotti furono 1940. Inizialmente tali prodotti furono impiegati in campo elettrotecnico ed impiegati in campo elettrotecnico ed automobilistico; in edilizia l’impiego delle automobilistico; in edilizia l’impiego delle materie plastiche inizia negli anni ‘60 materie plastiche inizia negli anni ‘60 (strutture portanti a guscio, rivestimenti, (strutture portanti a guscio, rivestimenti, ecc). Attualmente, le materie plastiche ecc). Attualmente, le materie plastiche sono impiegate in tutti i settori sono impiegate in tutti i settori dell’edilizia (pavimentazioni, facciate, dell’edilizia (pavimentazioni, facciate, guarnizioni, isolanti, ecc.). guarnizioni, isolanti, ecc.).

Le materie plastiche nella storia

Olimpiastadion, Monaco, Olimpiastadion, Monaco, 1972, F. Otto1972, F. Otto

Galleria, Colonia, 2002, Galleria, Colonia, 2002, b&k+b&k+

Fawood centre, Londra, Fawood centre, Londra, 2004, Alsop Architetcs2004, Alsop Architetcs

Laban centre, Londra, Laban centre, Londra, 2001, J. Herzog & P. De 2001, J. Herzog & P. De MeuronMeuron

Casa, Germania, 2005, Casa, Germania, 2005, Pfeifer.KuhnPfeifer.Kuhn

Padiglione, Olanda, Padiglione, Olanda, 2001, Atelier Kempe 2001, Atelier Kempe ThillThill

Chiesa, Germania, 2001, Chiesa, Germania, 2001, Staib ArchitectsStaib Architects

Ebo, Bologna, 2003, MCAEbo, Bologna, 2003, MCA

Stazione di Naked Stazione di Naked House, Giappone, 2000, House, Giappone, 2000, S. BanS. Ban