Da un punto di vista ecologico, le materie plastiche non sono prive di problemi: sono costituite da elementi presenti in natura. Tuttavia, nel processo di produzione formano composti molto stabili. La decomposizione naturale è quindi impossibile. Tuttavia, esistono enormi differenze tra le varie plastiche. In questo articolo ci occuperemo del polietilene (PE). Grazie alle sue proprietà uniche, il PEPellicola è utilizzato in molti modi - ma cosa dire della sostenibilità?
Polietilene (PE) - Il tuttofare ecologico
Le pellicole e gli oggetti in PE sono utilizzati ovunque, quotidianamente e naturalmente. L'uso della plastica è difficilmente contestabile. La scoperta della sua sintesi industriale nel 1933 è stata piuttosto casuale. Tuttavia, ci sono voluti un po' di tempo e soprattutto progressi tecnici prima che la sua produzione diventasse redditizia.
Karl Ziegler, un chimico tedesco, e il suo partner italiano Giulio Natta hanno identificato i catalizzatori necessari per una produzione più semplice e veloce. Ziegler ne ha fornito la base nel 1953: mentre lavorava all'Istituto Max Planck per la ricerca sul carbone, ha scoperto che l'etene può essere polimerizzato in polietilene con catalizzatori al titanio anche a basse pressioni.
L'avanzata trionfale del nuovo materiale ha così seguito il suo corso. Non è un caso che il PE sia oggi il principale materiale plastico al mondo, grazie all'impressionante varietà delle sue applicazioni.
In quanto termoplastico, il PE è più ecologico delle plastiche convenzionali: può essere riciclato e incenerito senza residui. Il punto di partenza per la sua produzione è un gas, l'etene. Viene estratto dal gas naturale e dal petrolio greggio. Le catene di idrocarburi più lunghe vengono scisse in catene più corte. Si ottiene così una massa plastica che viene setacciata e frantumata. Si ottiene così il granulato bianco di PE che può essere ulteriormente lavorato.
Per la produzione di film, ad esempio, si ricorre all'estrusione: sotto pressione, la massa deformabile viene continuamente pressata attraverso un'apertura speciale, in modo da creare bolle ad alto contenuto tubolare. Questo tubo in PE viene raffreddato passo dopo passo e immagazzinato in rotoli per poter essere confezionato come desiderato.
 Oltre all'estrusione, altri metodi di lavorazione includono lo stampaggio a iniezione, il soffiaggio, la pressatura, la schiumatura e la filatura delle fibre. |
Polietilene: eccellenti proprietà tecniche
Il PE può essere suddiviso in diverse classi, a seconda della densità prodotta:
Materiale a bassa densità (LDPE)
Densità relativamente bassa - più elastico e morbido rispetto ai materiali ad alta densità, ma termoretraibile - la maggior parte degli imballaggi è realizzata in LDPE - resistente a una temperatura continua compresa tra -50 °C e +80 °C
Materiale a media densità (MDPE)
Media densità - combina i vantaggi dell'LDPE e dell'HDPE - resistente a una temperatura continua compresa tra -50 °C e +90 °C
Materiale ad alta densità (HDPE)
Densità relativamente elevata - più resiliente rispetto all'LDPE, non si ritira e può essere trasformato in spessori molto bassi - resistente a una temperatura continua compresa tra -50 °C e +100 °C
Queste proprietà speciali dimostrano che i film di PE possono essere utilizzati per una varietà di scopi grazie alle loro diverse texture.
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PE: Costi e benefici - Un rapporto interessante
Con lo sviluppo dei moderni processi produttivi, il PE ha iniziato una vera e propria marcia trionfale: Il polietilene può essere prodotto in grandi quantità a costi estremamente contenuti e in modo relativamente rispettoso delle risorse. Solo l'1% circa del consumo annuale di petrolio grezzo è dovuto alla produzione di questa plastica. Inoltre, esistono da tempo metodi alternativi basati, ad esempio, sul carbone o su materie prime rinnovabili.
L'enorme potenziale del polietilene è già evidente a questo punto. Un'occhiata alla sua versatilità completa il quadro: il PE non viene utilizzato solo per produrre pellicole di alta qualità con un'ampia varietà di proprietà, ma anche oggetti estremamente duri e, soprattutto, resistenti come vari contenitori, tubi e persino mobili.
Un altro aspetto da non sottovalutare è che il PE è innocuo per la salute umana. Il centro di consulenza per i consumatori della Renania Settentrionale-Vestfalia ha certificato che la plastica non contiene plastificanti nocivi.
Sono proprio questi plastificanti e altri additivi a rendere le altre plastiche molto più problematiche. Non per niente le pellicole e gli imballaggi in PE sono preferiti nell'industria alimentare.
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Il polietilene non contiene plastificanti o altri additivi nocivi: la plastica è innocua per la salute. |
Grande tema: PE e protezione dell'ambiente
Tuttavia, alle proprietà positive del PE si contrappongono le critiche in termini di protezione ambientale: Gli enormi problemi causati dall'inquinamento da rifiuti di PE non sono certo sfuggiti alla vostra attenzione; in particolare, enormi quantità di rifiuti di plastica galleggiano negli oceani del mondo. Le conseguenze sono molteplici e colpiscono flora e fauna sia direttamente che indirettamente.
Sebbene il PE e altre plastiche si decompongano molto lentamente, le influenze meccaniche causano la formazione di microplastiche. La presenza di microplastiche può ora essere rilevata anche nella catena alimentare. Le conseguenze sulla salute di uomini e animali non possono ancora essere valutate.
Qui sorge la domanda: La plastica stessa è considerata la causa di questi sviluppi? La risposta è: niente affatto. Piuttosto, sono i consumatori che non gestiscono correttamente i rifiuti di plastica.
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Riciclaggio del PE - Cosa è attualmente possibile fare?
Attualmente, le plastiche in PE vengono preferibilmente riciclate meccanicamente: vengono pulite, sminuzzate e fuse nuovamente in modo da poterne ricavare un nuovo granulato, il cosiddetto riciclato. Tuttavia, un prerequisito è che venga effettuata un'accurata preselezione per garantire la purezza del grado e ottenere un risultato omogeneo.
Il riciclaggio chimico, invece, è molto più complesso: i rifiuti vengono trasformati in uno stato che ricorda il petrolio grezzo, per cui non è assolutamente necessaria una cernita preliminare.
Status quo: riciclato - descrizione e differenziazione
Questa plastica riciclata può essere facilmente reintrodotta nel ciclo del prodotto: Il granulato recuperato viene fuso per essere ulteriormente lavorato mediante stampaggio a iniezione, soffiaggio o un altro processo di estrusione. Tuttavia, esistono differenze tra i rifiuti plastici domestici e quelli industriali, la cui qualità è migliorata enormemente nel tempo.
I riciclati provenienti dai rifiuti plastici privati possono quindi essere utilizzati solo in determinate proporzioni nella produzione di film termoretraibili o fini.
La particolarità dei riciclati di alta qualità è che possono essere rilavorati e riutilizzati quasi tutte le volte che lo si desidera senza alcuna perdita di qualità, a differenza di altre materie prime come la carta.
 Dal punto di vista della sostenibilità, un imballaggio configurato con precisione è sempre meglio. Le piccole start-up ne traggono vantaggio tanto quanto le grandi aziende. |
Prospettive entusiasmanti: I nuovi processi di riciclaggio aprono un enorme potenziale
Per il polietilene si sta delineando una prospettiva interessante: è stato sviluppato un nuovo processo di riciclaggio: In diverse fasi di reazione, il propilene di altissima qualità può essere prodotto dal polietilene, che a sua volta viene utilizzato per produrre polipropilene (PP). Questa plastica non solo può essere utilizzata in molti modi, ma può anche essere riciclata molto bene.
In considerazione dell'enorme diffusione delle materie plastiche, la loro resistenza meccanica intrinseca è un problema altrettanto grande della loro inerzia chimica: l'inerzia di reazione inibisce la rottura chimica delle lunghe catene polimeriche.
È qui che entra in gioco il nuovo metodo: Per risolvere il problema della separazione chimica, finora inefficiente, dei singoli legami degli atomi di carbonio, gli scienziati che fanno capo a John Hartwig dell'Università della California a Berkeley hanno preso una deviazione. Hanno utilizzato catalizzatori di platino-stagno e platino-zinco per separare parte dell'idrogeno dagli atomi di carbonio.
Il risultato: la catena di PE contiene ora una serie di doppi legami di carbonio più reattivi. Le molecole di etilene nel recipiente di reazione possono agganciarsi a questi. Le molecole di propilene si separano poi con l'aggiunta di un ulteriore catalizzatore.
Dopo la scoperta di questo processo, era necessario ottenere un'efficienza ancora maggiore: è qui che entra in gioco l 'isomerizzazione. Il risultato è stato convincente, perché più dell'80% della plastica PE poteva essere convertita in propilene in questo modo. Questo è tanto più significativo perché finora il polipropilene è stato spesso prodotto dal gas di scisto. Questo viene estratto nel corso del controverso fracking.
Conclusione: PE-Pellicola e protezione dell'ambiente - un buon connubio (presto)
Il fatto è che il polietilene è la plastica più utilizzata a livello globale. Ciò è dovuto non solo alle sue eccellenti proprietà, di cui beneficiano i film in PE, ma anche alla sua buona riciclabilità rispetto a PET, PS, PVC o PA. Tuttavia, questo potenziale è stato finora sfruttato in modo insufficiente, anche se il riciclo puro produce un riciclato che può essere utilizzato tutte le volte che lo si desidera.
In realtà, non sono la resistenza meccanica e l'inerzia chimica della plastica, essenziali per molti prodotti, a costituire un problema, ma la gestione umana dei rifiuti di plastica. Ad oggi, troppo poco dei rifiuti viene riciclato, per cui la plastica finisce nell'ambiente - soprattutto negli oceani - dove si decompone lentamente in microplastiche.
Tuttavia, nuovi sviluppi possono rendere il riciclo del polietilene molto più interessante, perché il risultato è costituito da adesivi o propilene. Questa base di produzione per il polipropilene di alta qualità e versatilità è stata finora ottenuta dal gas di scisto.
Tuttavia, il processo di fracking è necessario per la sua estrazione. Non appena i nuovi metodi saranno pronti per il mercato, sarà possibile riciclare enormi quantità di rifiuti di PE, conservando così le risorse naturali e, soprattutto, riducendo l'impatto sull'ambiente.
