Perchè la viscosità e il peso molecolare sono così importanti nel pet?di Marco ArezioNel PET riciclato la viscosità e il peso molecolare possono determinare la lavorabilità e la qualità del manufatto.Nell’utilizzo di una resina in PET riciclata, sia per stampaggio che per soffiaggio che per termoformatura, è importante capire quali relazioni esistano tra il peso molecolare e la viscosità del materiale. Parlando di viscosità e di peso molecolare, bisogna ritornare con la mente al grande fisico Isaac Newton che si occupò, tra le altre innumerevoli attività scientifiche, anche dello studio della dinamica dei fluidi. Ed è proprio la dinamica dei fluidi che in qualche modo interagisce anche con alcune regole di comportamento nella lavorazione del PET, quando osserviamo il cambiamento dallo stato solido a quello semifluido della materia prima riscaldata. Infatti nella produzione di un oggetto in PET, che sia per termoformatura, stampaggio o soffiaggio, la massa fusa che viene trasformata in un estrusore, crea dei parametri di flusso in cui il peso molecolare ha una grande importanza. Questo valore, in un polimero, è da tenere nella massima considerazione in quanto determina alcune proprietà meccaniche quali la rigidità, la resistenza, la tenacità, la viscosità e la viscoelasticità. Se il valore del peso molecolare fosse troppo basso, le proprietà meccaniche del prodotto in PET che volete realizzare sarebbero probabilmente insufficienti per realizzare una qualità appropriata. La modifica della lunghezza della catena porta ad un peso molecolare più elevato, con la conseguenza di un aumento della relazione delle singole molecole di polimero e della loro viscosità, che incideranno sulla lavorazione e sulla qualità del manufatto. Se vogliamo prendere un esempio nel campo del soffiaggio, possiamo dire che la variazione del peso molecolare del polimero porterà ad una maggiore o minore facilità nella formazione del Parison o della preforma. Come abbiamo visto, esiste un altro parametro strettamente legato con il valore del peso molecolare, che è la viscosità del polimero fuso, o anche detto resistenza al flusso. Ad un aumento del peso molecolare corrisponde generalmente un aumento della viscosità in relazione alla temperatura. La presenza di calore, che serve per creare il flusso di polimero, incidendo tramite un estrusore od un iniettore sul materiale, permette alla plastica di ammorbidirsi aumentando di volume e riducendo la sua densità. Questo comporta la separazione delle molecole che si muoveranno a velocità differenti, quelle al centro del fuso che non incontrando particolari ostacoli, avranno una velocità diversa di quelle periferiche che entreranno in contatto con le pareti che le contengono, creando così delle forze di taglio (stress da taglio) causate dalla differenza di velocità. Possiamo quindi dire che la viscosità di un materiale è influenzata anche dalla sua velocità, in quanto le materie plastiche, alle base temperature, si presentano come elementi aggrovigliati tra loro e, all’accrescere della velocità del flusso, si creerà un maggiore orientamento delle molecole con una riduzione della viscosità. Questo tipo di comportamento inserisce la plastica in quei fluidi detti “non Newtoniani”, a differenza dell’acqua che mantiene inalterata la propria viscosità anche all’aumentare della velocità, rientrando dei fluidi definiti “Newtoniani”. Questo ci fa capire cosa succede ad un fluido di PET che passa da una testa, da una preforma o da un Parison, cambiando la propria viscosità, riducendo il flusso d’uscita ed aumentando le forze di taglio.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - PET- viscosità - peso molecolare
SCOPRI DI PIU'Si monitora spesso la qualità dell’aria in ambienti aperti ma poco si fa e poco si sa dell’inquinamento indoordi Marco ArezioDell’inquinamento dell’aria nelle nostre città, in aree densamente trafficate o nelle vicinanze di insediamenti industriali si sente spesso parlare. I cittadini conoscono le centraline di rilevamento delle polveri sottili di cui i centri urbani si sono dotati, per regolare i giorni di chiusura al traffico privato, quando i valori di inquinanti superano una certa soglia. L’attenta fase di monitoraggio della qualità dell’aria che respiriamo all’aperto, oltre ad allarmare l’opinione pubblica e ad imporle restrizioni nella circolazione privata, serve poco se, da anni, non si interviene drasticamente con una politica di ripensamento dell’uso dei combustibili fossili. Ma la situazione dell’aria inquinata all’interno degli uffici, abitazioni, luoghi di aggregazione pubblica, ospedali, cinema, scuole, palazzetti dello sport, non desta particolare attenzione, pensando che il controllo dell’aria esterna sia sufficiente. In realtà non lo è, per una serie di ragioni che riguardano il basso riciclo dell’aria che respiriamo in un ambiente chiuso, gli inquinanti che si generano abitandovi come il riscaldamento, la respirazione, le possibili emissioni dagli arredamenti, i materiali da costruzione e per molti altri motivi. Se all’esterno, l’aria può essere dannosa per la salute in determinati periodi dell’anno, dobbiamo considerare che, fortunatamente, gli inquinanti sono diluiti in volumi di aria importanti, che se li comparassimo in un ambiente chiuso e poco ventilato, sarebbero estremamente pericolosi. L’aria che respiriamo dovrebbe essere composta da: • 78% azoto • 5% diossido di carbonio • 13% ossigeno • 1% argon In realtà, nei locali chiusi, possiamo trovare altre concentrazioni di inquinanti, vediamone alcuni. Il Particolato, PM10 e il PM2,5, non deriva solo dal traffico veicolare o dalle emissioni degli impianti di riscaldamento in atmosfera, ma si può sviluppare in casa attraverso la combustione di legna, carbone o altri fonti fossili. L’ Ossido e Biossido di azoto, NOx e NO2, si possono trovare all’interno delle abitazioni a causa dei processi di combustione durante la cottura dei cibi, l’uso del riscaldamento, con la probabilità di provocare irritazione oculare, nasale o a carico della gola e tosse, alterazioni della funzionalità respiratoria soprattutto in soggetti sensibili, quali bambini, persone asmatiche o affette da bronchite cronica. Gli idrocarburi aromatici policiclici, IPA, sono un ampio gruppo di composti organici presenti nell’aria indoor: le sorgenti principali sono le fonti di combustione, quali caldaie a cherosene, camini a legna e il fumo di sigaretta. L’Ozono si può formare quando gli ossidi di azoto della combustione di fonti fossili, come il carbone o altri prodotti per il riscaldamento, interagisce con la luce. Una lunga esposizione a livelli elevati di ozono può causare problemi respiratori, tra cui asma e bronchite. Monossido di Carbonio, CO, viene prodotto principalmente dal fenomeno della combustione, come ad esempio dal fumo di tabacco, stufe a legna o a gas. È incolore, inodore, insapore ma tossico. A seconda della quantità respirata può provocare cefalea, confusione e disorientamento, ma senza una ventilazione adeguata, a concentrazioni elevate, può addirittura essere mortale. I composti organici volatili, VOC, possono essere inalati e possono provenire dai prodotti cosmetici o dai deodoranti, dai dispositivi di riscaldamento, dai prodotti di pulizia, dagli strumenti di lavoro, quali stampanti e fotocopiatrici, i materiali da costruzione e di arredamento. Tra i VOC più pericolosi troviamo la Formaldeide che può essere emessa dalle resine, usate per l’isolamento, per il truciolato o per il compensato di legno, nonché in tappezzerie, moquette e tendaggi, causando alterazioni al sistema nervoso ed è potenzialmente cancerogeno. Ci sono sicuramente altre tipologie di inquinanti di cui si potrebbe parlare ma, quelle che abbiamo elencato rientrano nei composti chimici che con più probabilità e frequenza potremmo trovare negli ambienti chiusi. Come possiamo rilevare preventivamente la presenza di sostanze pericolose alla salute? Ci sono in commercio delle attrezzature di rilevazione dei volatili presenti negli ambienti chiusi che, utilizzando la gascromatografia a mobilità ionica, possono fare una fotografia reale e analiticamente precisa della situazione dell’aria e fornire le indicazioni corrette per intervenire tempestivamente. Le attrezzature che rilevano gli inquinanti sono leggere e facilmente trasportabili, dando un risultato di analisi preciso, sia su inquinanti percepibili dal naso umano, che quelli inodore. Qui di seguito riportiamo le caratteristiche di uno strumento di rilevazione basato sulla gascromatografia a mobilità ionica: • Separazione / rilevamento tecnica: Bidimensionale, separazione mediante gas cromatografia a mobilità ionica • Fonte di ionizzazione: 3H, <300 MBq, di seguito definito EUROATOM limite acc. al 2013/59 Direttiva EURATOM • Limite di rilevamento: Tipicamente livello sub-ppb • Controllo di flusso: Controllo elettronico della pressione • Campionamento: Valvola a 6 vie (Cheminert®), pompa integrata • Display: 6,4 "TFT • Trasferimento dati: Modbus TCP, corrente loop, USB, Ethernet • Risultato automatizzato output: Modbus TCP, corrente ciclo continuo • Caratteristiche di sicurezza: Watchdog hardware, autocontrollo dei parametri dei sistemi • Dimensioni (L x P x A): 449 x 435 x 287 mm
SCOPRI DI PIU'La collaborazione tra produttori di polimeri riciclati e soffiatori di flaconi per una migliore qualità del prodottodi Marco ArezioOggi la produzione di flaconi di HDPE, utilizzando totalmente o solo in parte granuli da post consumo, è un'attività ampiamente utilizzata dai produttori, a causa dei prezzi delle materie prime, per una questione ambientale e di marketing. Ma l'utilizzo di granuli in HDPE da post consumo potrebbe causare alcuni inconvenienti produttivi, se non si rispettassero determinate regole durante la produzione e il soffiaggio dei granuli. I problemi più comuni sono: - fori sulla superficie dei flaconi - Irregolarità superficiali - Basso valore di compressione - Bassa resistenza alla saldatura - Odore di detergente del prodotto finale - Bassa resistenza alla compressione verticale - Elevato scarto durante la produzione, il soffiaggio e il test visivo Per evitare questi inconvenienti dobbiamo intervenire nella produzione dei granuli attraverso alcune fasi: - scelta del materiale in ingresso - selezione - lavaggio - selezione ottica dei granuli - corretta analisi degli odori attraverso il test della gascromatografia a mobilità ionica - corretta filtrazione in fase di estrusione - gestione termica del processo - creazioni di ricette in base alla resistenza meccanica richiesta - controllo dell’umidità durante le fasi di imballo - corretto stoccaggio del prodotto Inoltre vi sono alcune accortezze da seguire durante le fasi di soffiaggio e confezionamento: - verifica miscele polimeriche in base alla forma e alla dimensione del flacone - controllo della fase di estrusione del polimero in macchina - controllo delle temperature - tempi Parison - verifica dei punti di incollaggio ed eventualmente modifica della miscela riciclata - test sulla qualità delle superfici e identificazione dei problemi e delle cause - controllo della corrispondenza dei colori richiesti e modifica delle ricette - test sulla resistenza del flacone pieno e sotto carico ed eventuale soluzione dei problemi - controllo della trasparenza o semitrasparenza dei flaconi, se richiesto, con eventuale modifica delle ricette Come abbiamo detto, la produzione di flaconi in HDPE (polietilene ad alta densità) riciclato, derivante da materiale post-consumo, è diventata una prassi sempre più diffusa tra i produttori. Le motivazioni dietro questa scelta sono molteplici: dal risparmio economico derivante dall'uso di materie prime meno costose, agli innegabili vantaggi ambientali, fino all'impatto positivo in termini di immagine aziendale. Nonostante questi benefici, la trasformazione di HDPE riciclato in flaconi di qualità non è priva di sfide tecniche. Uno dei problemi principali riscontrati nella produzione di questi contenitori include la presenza di fori e irregolarità sulla superficie, che possono compromettere l'integrità del flacone. Questi difetti sono spesso causati da impurità non adeguatamente separate nel processo di riciclo o da una miscelazione non ottimale del materiale. Altri problemi comuni includono una bassa resistenza alla compressione e alla saldatura, problematiche che possono essere direttamente correlate alla degradazione del materiale durante le fasi di lavorazione e riciclo. Un'altra problematica importante è la gestione degli odori: i flaconi possono acquisire un odore di detergente, residuo delle sostanze chimiche utilizzate in precedenza nei contenitori, se il processo di lavaggio non è eseguito con la dovuta attenzione. Inoltre, la resistenza alla compressione verticale può risultare insufficiente, e lo scarto di produzione durante il soffiaggio e i test visivi può aumentare notevolmente se il processo non è attentamente monitorato e ottimizzato. Per affrontare questi problemi, è fondamentale un controllo rigoroso e metodico del processo di produzione. Inizia dalla selezione accurata del materiale di scarto, che deve essere il meno degradato e il più pulito possibile. Il lavaggio deve essere eseguito meticolosamente per eliminare tutte le impurità e i residui chimici, mentre la selezione ottica dei granuli consente di scartare quelli di qualità inferiore. È altrettanto importante l'analisi degli odori, per la quale si utilizza la gascromatografia a mobilità ionica, una tecnica che permette di identificare e quantificare le molecole responsabili degli odori indesiderati. Durante l'estrusione, una filtrazione efficace può rimuovere le ultime impurità, e una gestione attenta della temperatura impedisce ulteriori degradazioni del polimero. La creazione di ricette personalizzate in base alle resistenze meccaniche richieste dai diversi tipi di flaconi è un altro passo critico. La corretta gestione dell'umidità durante le fasi di imballaggio e un adeguato stoccaggio sono essenziali per mantenere la qualità del materiale fino alla sua trasformazione. Il soffiaggio e il confezionamento richiedono ulteriori accortezze: la verifica delle miscele polimeriche in base alla forma e alla dimensione del flacone è cruciale, come lo è il controllo delle temperature e dei tempi di estrusione. I test sulla qualità delle superfici e sulla resistenza del flacone pieno e sotto carico aiutano a identificare problemi e cause, permettendo interventi tempestivi. Infine, una stretta collaborazione tra i fornitori di granuli di HDPE riciclato e i produttori di flaconi è vitale. Questo rapporto consente di affinare continuamente la qualità del materiale riciclato e di anticipare problemi che potrebbero compromettere il prodotto finale. In conclusione, sebbene l'utilizzo di HDPE riciclato presenti sfide notevoli, con un attento monitoraggio e ottimizzazione dei processi, è possibile produrre flaconi non solo economicamente vantaggiosi ma anche di alta qualità, che rispondono alle esigenze del mercato e contribuiscono significativamente alla sostenibilità ambientale.
SCOPRI DI PIU'Energia dal carbone: Una pessima notizia per l’ambiente questo amore per il carbone. Non potevamo aprire nel peggiore dei modi questo 2020 ripensando al disastro, in termini ambientali, di un 2019 dove, nonostante le problematiche dei mutamenti climatici hanno campeggiato su tutti i giornali, media, social e piazze, queste non hanno ottenuto un minimo risultato positivo. Possiamo dire francamente che nella conferenza di Madrid di fine anno non solo non si sono fatti passi avanti, ma ne sono stati fatti molti indietro. Gli Stati Uniti che vogliono uscire dall’accordo sul clima, la Cina, l’India, il Brasile, la Russia e la Polonia che spingono per modificare, a loro modo, i punti dell’accordo di Parigi sul clima. Se prendiamo ad esempio la Cina, per la quale abbiamo speso parole di elogio negli ultimi anni per l’impegno che stava mettendo in campo ambientale, sembrava avviata ad una nuova leadership a seguito di numerose e coraggiose scelte prese dal governo. La sospensione dell’importazione dei rifiuti del mondo, la costruzione dei parchi solari, tra i più grandi mai visti, l’avvio della produzione di mega impianti a biomassa, l’accelerazione dei progetti per la costruzione delle centrali a fusione nucleare e i progetti sull’idrogeno, ci facevano ben sperare. La Cina sembrava diventata un laboratorio impegnato in molti campi, che aveva l’obbiettivo di produrre energia da fonti rinnovabili, potendo diventare un esempio per il mondo, sapendo di essere stato uno dei paesi più inquinati sulla terra. E il carbone? Sembrava anch’esso destinato ad essere travolto da questa nuova visione ecologista del governo di Pechino, confortati dal fatto che buona parte dei problemi ambientali che strozzavano le megalopoli Cinesi erano dati dal traffico e dall’uso del carbone nella produzione industriale, sul quale il governo era intervenuto con mano ferma. Forse ci siamo sbagliati, ma sembra che per il carbone ci sia una nuova vita, quindi non più un uso parcellizzato per la produzione di energia nelle singole unità produttive, ma impianti di grandi dimensioni che producano energia elettrica ad uso civile ed industriale. In parole semplici delocalizzare fuori dalle città l’inquinamento prodotto dal carbone. Ma purtroppo sappiamo che i Cinesi fanno sempre le cose in grande, infatti, secondo le indicazioni dell’organizzazione no-profit Global Energy Monitor, sono in via di costruzione nuove centrali a carbone per una potenza pari a 148 GigaWatt, che corrisponde alla potenza installata su tutto il continente Europeo. Se sommiamo questa nuova capacità inquinante a quella proveniente dalle vecchie centrali Cinesi già in funzione, che secondo le informazioni dell’International Energy Agency (IEA) ammontano a circa 1000 GigaWatt, ci dobbiamo preoccupare? Direi che la produzione di energia dal carbone è davvero una pessima scelta ambientale, in quanto a parità di rendimento energetico, il carbone produce il doppio dei gas serra rispetto ad un’altra fonte fossile come il gas naturale. Siamo portati quindi a pensare che, nonostante sia del tutto lecito per ogni paese decidere di adeguare la propria produzione energetica rispetto alla domanda interna, la scelta “green” della politica energetica cinese non sia troppo “green”, ma dettata da scelte puramente economiche e di trovare immediate soluzioni ai problemi. La costruzione di nuove centrali a carbone, è sicuramente meno impegnativa, dal punto di vista tecnico ed economico, rispetto alla riconversione a biomassa delle vecchie o alla costruzione di nuove centrali totalmente a biomassa, dove l’approvvigionamento ai rifiuti urbani comporta una organizzazione a monte molto importante. Ma quanto costa la riconversione di una vecchia centrale a carbone? Secondo le informazioni disponibili e considerando le tecnologie ora sul mercato, sembrerebbe che il costo si aggirerebbe intorno al miliardo di dollari per ogni GigaWatt trattato. Quindi, avanti con la produzione di energia rinnovabile, ma avanti anche con l’utilizzo del carbone per soddisfare la crescente richiesta di energia, senza preoccuparsi troppo di trovare una nuova soluzione al problema del riscaldamento globale. Non è solo la Cina che non vuole lasciare il carbone, ma anche paesi Europei come la Polonia, la Grecia e la Repubblica Ceca che stanno facendo del problema, una questione di finanziamenti da parte della comunità Europea, giocando in una posizione comoda ed attendista. Ma se il denaro governa sulle scelte ambientali, nonostante le larghe proteste delle piazze, il continuo susseguirsi dei fallimenti nei vertici politici sull’ambiente, potrebbe ingenerare, nell’opinione pubblica una pericolosa rassegnazione. I livelli degli oceani che si alzano facendo intravedere, in un futuro vicino, la scomparsa di larghi territori abitati, la perdita di habitat naturali per molte specie causati dai cambiamenti climatici, le diffuse siccità in altre zone del continente che innescano povertà e migrazioni di massa, l’aumento di malattie legate al clima, l’inquinamento che è entrato a tutti i livelli nella nostra catena alimentare e che velocizza la cronicità di malattie ormai epidemiche, sono questioni all’ordine del giorno ma pare che nessuno voglia risolvere veramente. Tutti argomenti che la popolazione mondiale sembra ormai vedere come l’ineluttabile destino della specie, acquisendo una sfiducia verso la classe politica ed industriale che non vuole vedere l’evidenza delle cose. La gente si è resa conto che le associazioni ambientaliste, il movimento delle masse, come mai era avvenuto prima del 2019, non riescono ad aprire quel collo di bottiglia di burocrati legati agli interessi nazionali, quando la catastrofe ambientale riguarda tutto il mondo. Se subentra davvero la rassegnazione non avremo scampo.Vedi maggiori informazioni
SCOPRI DI PIU'Anche la Moda Vuole la sua Circolarità. La Visione di MacArthur Foundationdi Marco ArezioLa circolarità dell'economia non è fatta solo da settori che apparentemente sono, all'opinione pubblica, più visibilmente inquinanti, ma deve essere applicata a tutte le tipologie di produzioni industriali. La moda, per esempio, non è percepita come una filiera inquinante dalla popolazione, ma i dati degli esperti non supportano questa sensazione popolare, se consideriamo che ogni secondo viene mandato in discarica o bruciato la quantità di un autotreno di materiali tessili. RadiciGroup, attraverso l'ultima informazione, si fà carico del problema. RadiciGroup, dal 2018 partner dell’iniziativa “Make Fashion Circular” di Ellen MacArthur Foundation, ha recentemente partecipato alla stesura delle linee guida sulla circolarità nella moda redatte dall’associazione e basate sui principi dell'economia circolare, con l’obiettivo di offrire un contributo concreto alla riduzione degli sprechi nel mondo tessile-abbigliamento. Linee guida da attuare quanto prima se si pensa ai dati quantificati da EMF: ogni secondo, l'equivalente di un camion di materiali tessili viene mandato in discarica o bruciato. Si stima che ogni anno si perdano circa 500 miliardi di dollari di valore a causa di indumenti indossati saltuariamente e raramente riciclati. La nuova “Vision of a Circular Economy fo fashion” parte dal presupposto che è necessario lavorare tutti insieme per portare su scala industriale modelli di business profittevoli, che consentono però di noleggiare, rivendere o riciclare i vestiti più facilmente. Ecco perché si basa su ricerche approfondite e contributi di circa 100 organizzazioni tra cui produttori di tessuti, produttori di abbigliamento, marchi, rivenditori, collezionisti, selezionatori, riciclatori, accademici, istituzioni internazionali e ONG. Tre i punti chiave della vision: usare di più, riutilizzare, partire da materiali rinnovabili o da riciclo. RadiciGroup, produttore di filati in poliammide ma anche in poliestere ed acrilico, è “contributor” della nuova vision EMF, mettendo a disposizione competenza ed esperienza nella formulazione di soluzioni tessili in grado di concretizzare l’economia circolare.Categoria: notizie - plastica - economia circolare - rifiuti - moda Per maggiori info: www.ellenmacarthurfoundation.org
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