Polimeri sintetici - Halili, Movio, Schiffo

Polimeri sintetici

Cosa sono i polimeri sintetici?

Come sappiamo, i polimeri sono macromolecole costituite dalla ripetizione di monomeri uniti tra loro da legami covalenti. Essi sono suddivisi in tre categorie: polimeri naturali, artificiali e sintetici. Quest'ultimo gruppo è composto da macromolecole prodotte attraverso reazioni chimiche di sintesi, a partire da monomeri derivati dagli idrocarburi, che a sua volta sono derivati dal petrolio.

Cosa lega il petrolio con i polimeri sintetici?

Il petrolio appartiene alla famiglia dei combustibili fossili, che a sua volta sono un sottogruppo delle fonti di energia NON rinnovabili. I polimeri sintetici derivano dal petrolio, questo è possibile grazie a dei processi chimici, e sono: 1- cracking 2- polimerizzazione Tra i polimeri sintetici troviamo poliammidi (PA), polietilene (PE), polistirene (PS), poliuretano (PU), polipropilene (PP), polivinicloruro (PVC). Noi approfondiremo le poliammidi (PA), in particolare il Nylon 6.6, il Nylon 6 e la fibra Kevlar.

POLIAMMIDE

Mercato poliammide 2016:

Brevettata negli anni 30 dall'azienda Du Pont, è un materiale sintetico. Utilizzata nel settore tessile e nel settore delle pavimentazioni, avendo una buona resistenza meccanica. Sostituisce la seta in quanto meno costosa e più elastica. Altre proprietà: resistenza alle temperature elevate, reisistenza alle basse temperature, rigidità, resistenza all'abrasione e all'usura.

Nel 2016 ha rappresentato il 39% della domanda globale. La produzione mondiale si stima essere circa 890.000 tonnellate.

ASPETTO CHIMICO DELLA POLIAMMIDE

Le poliammidi sono polimeri che contengono legami ripetuti di ammide, -CO-NH-. Le prime fibre di poliammide furono realizzate negli USA e in Germania. Negli USA le materie prime utilizzate per produrre il polimero erano acido adipico ed esametilendiammina, legati attraverso reazione di condensazione per formare poliammide 6.6. In Germania veniva polimerizzato il caprolattame per produrre poliammide 6. La struttura è semi-cristallina.

• poliammidi aromatiche, per esempio il Kevlar
• poliammidi alifatiche, per esempio il Nylon

NYLON

Storia del Nylon:

Il Nylon fu inventato dal chimico statunitense Wallace Carothers nel 1935 e brevettato dall'azienda DuPont l'anno successivo. Fu inizialmente commercializzato in alternativa alle calze di seta. Uno slogan del 1940 definisce il Nylon come una fibra "robusta come l'acciaio, sottile come una ragnatela, eppure più elastica di tutte le comuni fibre naturali". Una leggenda americana vuole che Nylon non sia che l'acronimo di Now You Lose Old Nippon perchè in seguito alla Seconda guerra mondiale il Giappone impedì l'esportazione dalla Cina della seta, che serviva agli Stati Uniti per i paracaduti dei soldati. Per questo gli USA crearono questo materiale sostitutivo dandogli tale acronimo.

Curiosità:

Nylon

Il nylon è un tipo di plastica derivata dal petrolio. È una poliammide, prodotto dalla reazione di sostanze chimiche che si trovano nel carbone e nel petrolio in un ambiente riscaldato ad alta pressione. È trasparente, resistente al calore e agli agenti chimici e ha un basso tasso di assorbimento. Grazie alle sue proprietà, il nylon è il materiale prediletto in molti settori tra cui l'agricoltura, l'edilizia, l'abbigliamento, lo sport e la lavorazione degli alimenti.

Aspetto chimico del Nylon

Il Nylon è un idrocarburo alifatico e si divide in più tipologie tra cui il Nylon 6 e il Nylon 6.6.

NYLON 6.6:

NYLON 6:

NYLON 6:

Il Nylon 6 è ottenuto dalla reazione di polimerizzazione del caprolattame (C6H11NO), un'ammide ciclica derivata dall'acido capronico e avente 6 atomi di carbonio.

caprolattame

NYLON 6.6:

La prima poliammide alifatica data dalla reazione di policondensazione tra l'acido adipico l'esametilendiammina. L'acido adipico (C6H10O4) deriva dall'acido dicarbossilico; l'esametilendiammina (C6H16N2) è una diammina e deriva dall'ammoniaca.

Produzione del Nylon

Il Nylon non esiste in natura ed è necessario crearlo tramite processi chimici che agiscono su sostanze organiche. I PASSAGGI:

1. Fusione del polimero
2. Materiale fatto passare attraverso la filiera
3. I pezzi ottenuti vengono fatti solidificare mediante raffreddamento
4. Filatura del materiale

Impatto ambientale che procura il Nylon

Il nylon, fibra sintetica, ha il più alto impatto, per chilogrammo, sul il cambiamento climatico. Il settore che più contribuisce a disperdere fibre di nylon nell’ambiente è quello della pesca, a causa dell’abbandono accidentale o volontario delle reti nell’ecosistema marino, tanto che questo polimero contribuisce, da solo, al 10% dell’inquinamento degli oceani. Il consumo mondiale di poliammidi nel 2019 è stato di 8,25 milioni di tonnellate, con un tasso di crescita del 4,0% medio annuo nell’arco degli ultimi dieci anni.

Smaltimento Del Nylon

La multinazionale italo-francese EssilorLuxottica, nata nel 2018 con sede ad Agordo, ha optato per un’economia circolare a sostegno del pianeta. Attraverso uno stampaggio a iniezione, il nylon viene utilizzato nel settore dell’occhialeria per la produzione di montature in plastica.

Il nylon è molto difficile da riciclare a causa della sua resistenza, infatti nella fase di riciclaggio il nylon viene diviso dagli altri scarti raccolti, e infine imballato utilizzando una pressa idraulica, così la fibra di nylon è pronta alla vendita come ottima Materia Prima Secondaria. Ad oggi numerose aziende si stanno muovendo vers modalità convenienti per rimettere in circolo questa fibra sintetica, ad esempio:

Nel 2013 è nata a Los Angeles la Bureo, un’azienda che si occupa di realizzare skateboard e occhiali da sole con il nylon riciclato.

La collezione Prada Re-Nylon 2020 è interamente realizzata con nylon rigenerato ottenuto dal riciclo di materiali plastici recuperati negli oceani, come le reti da pesca, nelle discariche ecc... e si è scelto di utilizzare il filato ECONYL, questo materiale è generato attraverso un processo di depolimerizzazione, purificazione e trasformazione dei nuovi polimeri in filati.

Mediante questa tecnica riciclarono, nei primi tre anni, circa 6 tonnellate di nylon. Nel 2021 EssilorLuxottica ha lanciato il primo prodotto R-EA (Recycled Emporio Armani) realizzato con nylon riciclato al 100%.

Nel 1965, in Italia, è nata l’azienda manifatturiera Aquafil che ha inventato il brand Econyl, è un filato che contribuisce attivamente alla riduzione del riscaldamento globale fino al 90%* rispetto all'utilizzo del filato di nylon vergine.Il brandsi occupa di recuperare le reti da pesca e rigenerarle. Per ogni tonnellata di reti da pesca recuperate e rigenerate viene prodotta una quantità di filo utile a più di 26 mila paia di calze.

Kevlar

STORIA DEL KEVLAR Creata da Stephanie Kwolek che lavorava nell’industria chimica DuPont. Stephanie stava lavorando alla ricerca di una fibra elastica e resistente per rimpiazzare la gomma degli pneumatici. Durante un esperimento in laboratorio, due monomeri producono una fibra dalle caratteristiche particolari. Scopre così che il polimero è incredibilmente resistente.

Kevlar

KEVLAR CARATTERISTICHE:

• è molto resistente al calore, trazione, alla fiamma ed è utilizzata come fibra di rinforzo.
• elevata resistenza meccanica
• applicato nei giubbotti anti-proiettile, elmetti di protezione, utilizzato per la produzione delle auto, impiegato negli attrezzi sportivi.

KEVLAR CHE COS'E'?

• fibra sintetica para-aramidicacon struttura che presenta legami idrogeno
• costituita da legami intercatena che forniscono una resistenza superiore all'acciaio.
• fibre da cui è composto non fondono e non favoriscono la combustione.

Kevlar

KEVLAR CHIMICA: E' ottenuto tramite il processo di copolimerizzazione tra una diammina, la p-fendilendiammina e un un cloruro tereftaloide ed è prodotto per policondensazione. La sua struttura molecolare alterna catene polimeriche di anelli aromatici e gruppi amminici che gli conferisce la sua elevata resistenza e la stabilità chimica. Noto per la sua forza e resistenza che deriva dalla disposizione regolare delle unità molecolari.

Maggiori zone di produzione:

Kevlar

La produzione del kevlar prevede alcune fasi:

1. Materie prime e preparazione della soluzione
2. Polimerizzazione
3. Filatura
4. Orientamento molecolare
5. Eventuali trattamenti

Kevlar smaltimento:

Essendo un materiale sintetico non è biodegradabile.Per rispettare l'ambiente il suo smaltimento deve essere effettuato tramite:

• riciclaggio (tramite riciclaggio meccanico, riciclaggio chimico, riutilizzo per isolamento termico e acustico, restituzione e reciclaggio da parte del produttore.
• centri di raccolta specializzati
• donazione
• smaltimento come rifiuto speciale

Strategie:

Kevlar inquinamento:

• ricerca di alternative sostenibili, tenendo conto delle funzioni che solitamente ricopre il kevlar
• rendere le pratiche di produzione più sostenibili
• gestione corretta dei rifiuti

Il kevlar contribuisce all'impatto ambientale specialmente durante:

• la fase di produzione
• uso e conseguente rilascio delle particelle
• smaltimento: quando il materiale viene disperso nell'ambiente creando un possibile problema ambientale.

Parti che contribuisco:

Ridurre impatto ambientale:

• migliorare l'efficienza energetica e usare energia rinnovabile
• approfittare della lunga durata del kevlar per non smaltirlo nell'ambiente
• gestire le emissioni e cercare nuove tecniche di sviluppo: come ad esempio una seta data dai ragni geneticamente modificati che è sei volte più resistente rispetto al kevlar.

• processi di sintesi chimica che comportano l'uso di sostanze chimiche e reagenti che se non gestiti in maniera corretta portano a emissioni gassose inquinanti
• lavorazione dei materiali
• impianti di produzione

Emissioni di gas effetto serra:

Fast Fashion

Si calcola che l'industria della moda sia responsabile del 10% delle emissioni globali di carbonio. Gli acquisti di prodotti tessili nell'UE nel 2020 hanno generato circa 270 kg di emissioni di CO2 per persona, generando emissioni di gas serra pari a 121 milioni di tonnellate.

E' la moda veloce che consente la disponibilità di nuovi stili a prezzi bassi. Per ridurre l'impatto che ha sull'ambiente, l'UE vuole raggiungere un livello migliore di economia entro il 2050.

Consumo in eccesso di risorse naturali:

Si stima che l'industria tessile e dell'abbigliamento abbia utilizzato globalmente 79 miliardi di metri cubi di acqua nel 2015, mentre nel 2017 il fabbisogno dell'intera economia dell'UE ammontava a 266 miliardi di metri cubi. Nel 2020,il settore tessile è stata la terza fonte di degrado delle risorse idriche e dell'uso del suolo.

Inquinamento idrico:

Si stima che la produzione tessile sia responsabile di circa il 20% dell'inquinamento globale dell'acqua potabile a causa dei vari processi a cui i prodotti vanno incontro, come la tintura e la finitura, e che il lavaggio di capi sintetici rilasci ogni anno 0,5 milioni di tonnellate di microfibre nei mari. Il lavaggio dei prodotti sintetici ha causato l'accumulo di oltre 14 milioni di tonnellate di microplastiche sul fondo degli oceani.

Questione rifiuti tessili in UE:

Nell'ambito del piano d'azione per l'economia circolare, nel marzo 2022 la Commissione europea ha presentato una nuova strategia per rendere i tessuti più durevoli, riparabili, riutilizzabili, riciclabili e in grado di affrontare il fenomeno della fast fashion. Creazione del marchio Ecolabel UE.

Fast fashion

Rifiuti tessili in discarica:

Molti capi vengono gettati anziché donati. Tra il 2000 e il 2015, la produzione di abbigliamento è raddoppiata, mentre l'utilizzo è diminuito del 36%. Questo ha comportato la riduzione del ciclo di vita dei prodotti tessili: i cittadini europei consumano ogni anno quasi 26 kg di prodotti tessili e ne smaltiscono circa 11 kg.

Riuso e riciclo:

SITOGRAFIA https://pslc.ws/italian/pet.htm https://it.411answers.com/a/qual-e-la-formula-chimica-per-il-poliestere.html http://www.mediapolymer.com/poliesteri/ https://chimicamo.org/chimica-organica/poliesteri/ https://www.filtrading.it/it/poliestere#:~:text=Cos%27è%20il%20Poliestere%3F,%27elasticità%20e%20l%27idrorepellenza. https://www.cirfs.org/man-made-fibers/Fibre-range/polyamide https://aictc.eu/wp-content/uploads/2017/02/A.-Tempesti-Utilizzi-tecnici-delle-poliammidi.pdf https://plastools.it/il-nylon/ https://it.wikipedia.org/wiki/Nylon https://www.energy-biodream.com/raggi-fir-cosa-sono/ https://www.essilorluxottica.com/it/area-stampa/storie/eyes-circularity-un-passo-avanti-nel-riciclo-del-nylon/ https://www.plastmagazine.it/poliammidi-metal-replacement/ POLIAMMIDI E NYLON FAST FASHION: -https://www.europarl.europa.eu/news/it/headlines/society/20201208STO93327/l-impatto-della-produzione-e-dei-rifiuti-tessili-sull-ambiente-infografica -https://www.unitelmasapienza.it/sustain/fast-fashion/ FAST FASHION E AGENDA 2030: -https://asvis.it/approfondimenti/22-5207/lindustria-della-moda-ed-il-difficile-raggiungimento-degli-obiettivi-di-sviluppo-sostenibile SMALTIMENTO E RICICLO DEL NYLON E KEVLAR: -https://www.lifegate.it/nylon-riciclato -https://www.biopianeta.it/2016/06/nylon-riciclato-scommessa-vincere/ KEVLAR: -https://www.dupont.it/kevlar/what-is-kevlar.html -file:///Users/utente/Downloads/Perotto Nicola _tesi.pdf

Questo è un paragrafo pronto a contenere creatività, esperienze e storie geniali.