Scheda

Una breve scheda informativa su questo polimero realizzata in collaborazione con il Centro di Informazione sul PVC.
Per conoscere storia, ciclo di produzione e le principali tecnologie di trasformazione.

Il PVC, derivato dal sale (cloro 57%) e dal petrolio (etilene 43%), è una delle materie plastiche più utilizzate, grazie al costo di produzione contenuto, alle sue elevate prestazioni ed alle ampie possibilità applicative. E' la materia plastica più versatile ed uno dei materiali più conosciuti e studiati, sia in termini di caratteristiche e potenzialità, sia per quanto riguarda la sicurezza e l’impatto ambientale.

STORIA

Il PVC fu sintetizzato per la prima volta nel 1872, e la sua produzione industriale iniziò solo nel 1936, quando si provò che, mescolato con opportuni plastificanti, poteva sostituire efficacemente la gomma. Negli anni cinquanta cominciò ad essere usato anche per altri impieghi, a partire dalla realizzazione di tubi rigidi per i sistemi di irrigazione. Da allora il suo utilizzo si è diffuso progressivamente, tanto che oggi il PVC è largamente prodotto, in tutte le società industriali più avanzate.

In circa settant’anni di vita industriale, il PVC è stato sottoposto ad una serie approfondita di studi che ne garantiscono la sicurezza e l’affidabilità. Inoltre i processi industriali di produzione sono stati innovati costantemente per aumentarne l’efficienza e la produttività e per minimizzarne l’impatto ambientale.

IL CICLO DI PRODUZIONE

Il cloruro di vinile monomero è il risultato di un processo di produzione che impiega come materie prime acido cloridrico, etilene e ossigeno. A partire da esse nel processo detto di clorurazione diretta o di ossiclorurazione a seconda della tecnologia impiegata, si ottiene il 1,2 Dicloroetano (DCE), prodotto intermedio per la produzione del CVM.

Il DCE opportunamente purificato, viene inviato a forni di cracking dove viene riscaldato fino a 500 gradi centigradi. A questa temperatura, il DCE si decompone in acido cloridrico e CVM.

Separato dagli altri componenti tramite distillazione, il CVM puro viene caricato nei reattori di polimerizzazione assieme ad acqua, sospendenti ed altri additivi. Attraverso processi definiti come “in sospensione” o “in emulsione”, il CVM viene trasformato nel polimero PVC.

Il PVC, dopo essere stato depurato dal CVM residuo in una colonna di strippaggio, viene separato dall’acqua per centrifugazione e quindi essiccato mediante correnti di aria calda. Il PVC secco, viene separato dall'aria di essiccamento per mezzo di cicloni, setacciato e quindi trasferito a stoccaggio mediante trasporto pneumatico.

Prima di essere utilizzato per la produzione di manufatti, la resina di PVC può passare attraverso un’ulteriore fase di lavorazione: la compoundizzazione. Questa consiste nel miscelare e nell’omogeneizzare, ad elevate temperature, il PVC con altri additivi per rendere la mescola adatta ai diversi tipi di impiego. Le sostanze che vengono aggiunte sono stabilizzanti, cioè sali per impedirne l’invecchiamento e la degradazione, pigmenti per colorare, plastificanti per conferire una maggiore flessibilità ed elasticità e additivi specifici come lubrificanti per facilitare la lavorazione della mescola nelle macchine trasformatrici o per conferire ai corrispondenti manufatti particolari caratteristiche, ad esempio la resistenza alla luce ed all’atmosfera.

I PRINCIPALI PROCESSI DI TRASFORMAZIONE

Calandratura
Derivata dalle tecniche di produzione dell'industria cartaria e della gomma, la calandratura è stata il primo procedimento adottato per la lavorazione delle materie plastiche ed è divenuta di largo uso soprattutto per la trasformazione del PVC in film e fogli di varia larghezza e spessore, con un'ampia gamma di finiture superficiali. Le principali applicazioni sono: fogli e lastre per la successiva termoformatura in imballaggi o componenti sagomati, fogli rigidi e plastificati, più o meno sottili, per l'industria cartotecnica o per la stampa (per es. carte di credito) per tovagliati, abbigliamento, rivestimenti murali e decorativi, tende o altri particolari per l'arredamento. Il materiale plastico viene dapprima addizionato con stabilizzanti, lubrificanti, coloranti, ecc., e successivamente trattato a caldo in apposite macchine, nelle quali viene trasformato in una massa omogenea. Viene quindi immesso nella calandra vera e propria, costituita da una serie di cilindri paralleli (in numero variabile tra 4 e 5) e via via più vicini tra loro. All'uscita della calandra il semilavorato passa alla bobinatrice, se in film, o al taglio, se in lastra.

Estrusione
È il procedimento di trasformazione delle materie plastiche attualmente più diffuso e impiegato prevalentemente, ma non esclusivamente, per la produzione di manufatti continui come tubi, profilati (importante il segmento telai per finestre), film sottili, rivestimenti continui, cavi e fili, ecc.
Il corpo principale della macchina impiegata in questo processo, detta trafila o estrusore, è costituito da un cilindro entro il quale ruota una vite senza fine. Per accelerare i tempi di lavorazione e migliorare le caratteristiche di alcuni prodotti si vanno diffondendo estrusori a due o più viti. Nella lavorazione, la mescola di PVC è immessa nella tramoggia nel cilindro, ove viene progressivamente riscaldata fino a fusione, anche per effetto del lavoro meccanico della vite stessa che, ruotando la omogeneizza e la trasporta, sospingendola verso il foro d'uscita. Questo, detto filiera o matrice, è sagomato secondo il profilo che si vuol dare al manufatto: può essere quindi a sezione piatta per la produzione di film o di laminati, a sezione di corona circolare per la produzione di tubi o film tubolari, a sezione elaborata per la produzione di profilati. All'uscita della filiera il prodotto viene raffreddato in modo che assuma definitivamente la forma voluta. La tecnica dell'estrusione è talvolta abbinata alla tecnica del soffiaggio per la produzione di corpi cavi (ad esempio: le bottiglie).

Metallizzazione e laccatura
I film calandrati in PVC rigido possono essere sottoposti a successivi trattamenti di nobilitazione, tra i quali la metallizzazione, ottenuta per sublimazione di alluminio sotto vuoto spinto. Il film metallizzato trattato con lacche trasparenti e colorate, è largamente utilizzato per gli effetti estetici che consente di ottenere (per esempio nell'avvolgimento delle uova di Pasqua).

Stampaggio a iniezione
Lo stampaggio ad iniezione permette di produrre oggetti o componenti anche molto complessi (dal corpo delle macchine da scrivere e dei calcolatori alle protesi artificiali da trapianto) con grande precisione di particolari. Le tecniche usate sono di due tipi, in relazione alle caratteristiche della pressa. Nella pressa a pistone il materiale plastico è immesso in un cilindro riscaldato, dove viene reso fluido e spinto da un pistone verso un piccolo ugello. Nella pressa a vite il materiale plastico, immesso nel cilindro riscaldato, viene spinto verso l'ugello da una vite rotante. In ambedue i casi il materiale, riscaldato fino alla fusione, viene iniettato a pressione in uno stampo fino a riempirne completamente la cavità. Avvenuta la solidificazione per raffreddamento, può essere aperto lo stampo per estrarne il manufatto.

Termoformatura
La termoformatura permette di modellare per effetto della pressione i film termoplastici rigidi, convenientemente riscaldati (ma senza raggiungere la temperatura di fusione), realizzando alveolature e cavità. Le proprietà del PVC permettono di ottenere così imballaggi, anche trasparenti, modellati in corrispondenza alla forma dell'oggetto da contenere, come per esempio i blister dei prodotti farmaceutici. Nella termoformatura sotto vuoto la lastra di materiale plastico viene fissata ad un supporto sovrastante lo stampo e riscaldata. Viene poi aspirata l'aria dallo spazio che separa il foglio plastico dallo stampo, creandovi una depressione: il foglio plastico viene spinto contro lo stampo dalla pressione atmosferica sovrastante, e ne assume la forma. Nella termoformatura sotto pressione, invece, la lastra plastica riscaldata viene fatta aderire allo stampo dalla pressione esercitata mediante aria compressa (a 3-5 atmosfere).

Stampaggio rotazionale
È un procedimento di lavorazione applicabile a mescole di PVC in polvere (dry blends) o sotto forma di pasta (plastisol). La mescola è introdotta in uno stampo cavo che viene collocato in un forno e fatto ruotare attorno a due assi perpendicolari; la forza centrifuga fa aderire la materia plastica allo stampo, opportunamente riscaldato, fino alla sua gelificazione; il pezzo viene poi raffreddato ed estratto. Questo tipo di processo viene utilizzato ad esempio per la produzione dei cruscotti per auto, articoli che in passato venivano realizzati per termoformatura ed oggi invece, con la tecnologia più avanzata dello stampaggio rotazionale, direttamente da polvere; o per la produzione di bambole, palloni, ecc., ottenuti da plastisol.

Autore: Centro di Informazione su PVC

Pubblicato il 2005-09-03 (33503 letture)

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