Le materie plastiche sono materiali di origine sintetica caratterizzati da plasticità, ossia dalla proprietà di poter essere facilmente modellati in varie forme, in modo da produrre i manufatti più diversi.
Sono costituite da macromolecole, composti ad alto peso molecolare derivanti da un processo di polimerizzazione, vale a dire dalla ripetizione di un numero molto elevato di unità base, dette monomeri, legate fra loro a formare catene di notevole lunghezza. Se i monomeri costituenti sono tutti uguali fra loro, si parla di omopolimeri, se sono di due o più tipi diversi, di copolimeri.
Classificazione
Si distinguono in:
Proprietà. Si distingue tra proprietà meccaniche e chimico-fisiche.
Le principali proprietà meccaniche sono:
- la durezza;
- la resistenza alla fatica;
- la resistenza all’urto o resilienza.
Le principali proprietà chimico-fisiche sono:
- la densità;
- la dilatazione termica;
- la conducibilità termica;
- la resistenza agli acidi, alle basi e all’acqua;
- la resistenza ai solventi organici;
- la resistenza agli agenti atmosferici, alla luce ed al calore.
Lavorazione. Consiste in due fasi principali:
Ad esse possono seguire trattamenti di finitura dei pezzi ottenuti.
Lavorazione: Preparazione della miscela
Consiste nel mescolare al polimero (allo stato di polvere, granuli, pasta, liquido ecc.) delle sostanze ausiliarie o additive, allo scopo di migliorare le caratteristiche del prodotto finito o di facilitare la lavorazione. Gli additivi più comunemente usati hanno una funzione di:
Lavorazione: Formatura
È il processo che serve a conferire al materiale plastico la forma desiderata. Avviene previo riscaldamento dello stesso a temperature variabili, a seconda della natura del polimero (oscillano generalmente tra 160 e oltre 250 °C), fino a raggiungere la fluidità sufficiente alla lavorazione. Si utilizzano appositi stampi, dai quali il pezzo formato viene estratto.
Si può scegliere tra diversi metodi di formatura, in base al tipo di resina e al profilo richiesto.
Stampaggio a iniezione
Il materiale plastico, in forma granulare, viene aspirato da una tramoggia mediante la rotazione di una vite in un cilindro. Reso fluido mediante riscaldamento, avanza verso la testa di questo, spinto da una forte pressione esercitata dalla vite, che, agendo come un pistone, lo forza a passare attraverso un ugello e a penetrare nello stampo. Dopo raffreddamento, il pezzo viene estratto.
Stampaggio per compressione
Il materiale plastico, in polvere, è messo in uno stampo aperto riscaldato: così rammollito, viene sottoposto a compressione da parte di un punzone, assumendo la forma desiderata.
Schema di un impianto per stampaggio a iniezione. Fonte: las.provincia.venezia
Rappresentazione schematica di stampaggio a compressione. Fonte: las.provincia.venezia
Estrusione
Serve a formare pezzi continui, quali lamine, tubi, film, barre. Il materiale, reso molle, viene spinto da una vite all’interno di un cilindro riscaldato e costretto a passare in uno stampo (matrice o filiera), nel quale assume la forma desiderata, fuoriuscendo in continuo.
Estrusione con soffiatura
Serve a produrre oggetti cavi, quali bottiglie, barattoli, barili. In questo processo il materiale plastico, estruso in forma di tubo (parison), viene inserito nello stampo e riscaldato: in esso viene iniettato un flusso di aria sotto pressione, che lo dilata costringendolo ad aderire alle pareti dello stampo. Così formato, viene raffreddato ed estratto.
Rappresentazione schematica di un estrusore. Fonte: las.provincia.venezia
Rappresentazione schematica di un estrusore con soffiatura. Fonte: materioteca
Calandratura
Serve a produrre lastre e film per teloni industriali, rivestimenti e pavimentazioni sintetiche, tovagliati ecc. Il polimero, rammollito, viene fatto passare tra coppie di rulli ad assi paralleli, riscaldati e rotanti in senso inverso: la loro distanza, regolabile, determina lo spessore del foglio plastico.
Termoformatura
Consente di realizzare film plastici rigidi dotati di alveolature e cavità (es. blister per farmaci, imballaggi per alimenti, interni di elettrodomestici, componenti di autoveicoli ecc.). Può essere effettuata sotto vuoto e sotto pressione.
Nella termoformatura sotto vuoto il polimero viene fissato ad un supporto posto al di sopra dello stampo e riscaldato, mentre l’aria presente tra quest’ultimo ed il polimero stesso viene aspirata: il vuoto prodottosi fa sì che il film aderisca alla matrice, assumendone la forma.
Nella termoformatura sotto pressione il polimero è sottoposto ad una pressione sovrastante di 3-5 atmosfere, che lo costringe ad aderire allo stampo.
Rappresentazione schematica della calandratura. Fonte: materioteca
Rappresentazione della termoformatura sotto vuoto. Fonte: las.provincia.venezia
Nella lavorazione delle materie plastiche sono presenti rischi per la salute e per la sicurezza.
Rischi per la salute
Sono associati soprattutto allo sviluppo di sostanze pericolose durante la fase di formatura a caldo. Le alte temperature richieste possono comportare, infatti, la decomposizione termica del polimero e degli additivi utilizzati, con liberazione dei monomeri di base e di altri composti tossici.
Sono da considerare, inoltre, i prodotti utilizzati per le operazioni di pulizia/manutenzione degli impianti.
Variabili che incidono sul rischio
Esempi di sostanze che possono liberarsi con i fumi di stampaggio
Effetti patologici che possono derivarne
- dermatiti irritative e allergiche;
- infiammazioni o allergie dell’apparato respiratorio;
- cancro e/o mutazioni.
Altri fattori di rischio per la salute
Rischi per la sicurezza
Sono costituiti dal:
Rischio infortunistico
Può essere di tipo generico (dovuto, ad es., a movimentazione manuale di carichi, uso di carrelli elevatori ecc.), oppure specifico, in quanto legato al processo produttivo. Questo è determinato essenzialmente dal non corretto funzionamento degli impianti di stampaggio o dall’errore umano e consiste nella possibilità di:
Rischio di incendi ed esplosioni
Deriva dalla presenza di:
* Fluidi impiegati negli impianti di termoregolazione per lo stampaggio a caldo (possono essere utilizzati fino a T di 350°C).
Misure di carattere generale
Misure specifiche per la prevenzione incendi
Misure specifiche per la prevenzione incendi (segue)
1. Infortuni e malattie professionali
2. Principali malattie professionali denunciate nel comparto industriale
3. Fattori di rischio fisici: rumore - vibrazioni
4. Fattori di rischio fisici: radiazioni ionizzanti- campi elettromagnetici - videoterminali
5. Rischio biologico - Rischio Chimico e variabili che lo influenzano
6. Agenti chimici pericolosi per la sicurezza e per la salute
8. Agenti cancerogeni. L'amianto
9. Rischio da altri agenti cancerogeni
10. Gestione dell'emergenza - impianti ad alto rischio
11. Sistema di gestione della salute e sicurezza sul lavoro (SGSL)
12. Normativa di riferimento sul sistema sicurezza sul lavoro in Italia
14. Esempi di lavorazioni pericolose: la produzione di pvc
15. Esempi di lavorazioni pericolose: il caso del petrolchimico di Porto Marghera
16. Esempi di lavorazioni pericolose: produzione e applicazione degli asfalti
17. Esempi di lavorazioni pericolose: il trattamento dei rifiuti
18. Esempi di lavorazioni pericolose: cokerie - industria tessile – industria della gomma