Come si produce la plastica? Guida passo-passo

Avete mai pensato a come si produce la plastica? Si tratta di trasformare le materie prime in prodotti di plastica versatili. Questa guida illustra il complesso processo, dal reperimento delle materie prime alla realizzazione di articoli in plastica avanzati. Leggendola, imparerete come i materiali di tutti i giorni vengono realizzati con cura e nuove idee.

Punti di forza

• La produzione di plastica inizia con l'ottenimento di idrocarburi dal petrolio greggio e dal gas naturale.¹ e².
• La trasformazione dei monomeri in polimeri, nota come polimerizzazione, è un passaggio fondamentale¹ e².
• Entrambi polimerizzazione per addizione e polimerizzazione per condensazione sono fondamentali per la produzione di diverse materie plastiche¹ e².
• I moderni metodi di produzione della plastica includono lo stampaggio a iniezione e l'estrusione.².
• Plastica biobased sono una scelta ecologica rispetto alle plastiche tradizionali².
• Gli additivi vengono utilizzati nella produzione di plastica per soddisfare esigenze specifiche.¹.
• Nuove tendenze come plastica biobased e il riciclaggio stanno cambiando il futuro del settore¹ e².

Introduzione alla produzione di plastica

La produzione di plastica è un complesso mix di scienza e tecnologia. Trasforma le materie prime in prodotti che usiamo tutti i giorni. Si inizia con la raccolta del petrolio grezzo e del gas naturale.³. Poi, grazie a processi altamente tecnologici, questi materiali vengono trasformati in varie materie plastiche. Si tratta di tipi di plastiche come le termoplastiche e le plastiche termoindurenti.⁴.

Questo settore offre oltre 90 tipi diversi di plastica per oggetti come giocattoli e parti di automobili.⁴. I più diffusi sono il polipropilene (PP) e il polietilene (PE), noti per la loro resistenza e versatilità. Sono ampiamente utilizzati nella produzione di automobili e di dispositivi medici.⁵. È importante conoscere la differenza tra le materie termoplastiche, che possono essere rimodellate, e le materie plastiche termoindurenti, che non possono essere modificate una volta formate.⁴.

I progressi della tecnologia hanno messo in campo macchine complesse. Prendiamo ad esempio gli estrusori di plastica monovite³. Sono fondamentali per realizzare prodotti in plastica di alta qualità. Queste macchine hanno parti come viti e barili che lavorano insieme per assicurare che la plastica sia perfetta. Questi progressi tecnologici contribuiscono a rendere il processo efficiente ed ecologico.

La storia della plastica risale a più di 150 anni fa³. Alexander Parkes introdusse la parkesina nel 1862. Da allora, sviluppi importanti come la celluloide, la bachelite e il PVC hanno cambiato la produzione di plastica. Il PVC, ad esempio, è oggi utilizzato per rivestimenti di case e impianti idraulici.³.

Per capire le materie plastiche, è necessario conoscere metodi come lo stampaggio a iniezione e l'estrusione.⁴. Queste tecniche sono essenziali per la realizzazione di diversi prodotti. Dipendono dalle proprietà di ciascuna plastica. Con l'avvento di nuovi macchinari e metodi, migliora anche la nostra capacità di produrre plastiche migliori.

Volete saperne di più su come vengono prodotte le materie plastiche? Ecco un guida dettagliata sul singolo estrusori di plastica a vite³.

L'estrazione delle materie prime

La plastica inizia con la raccolta di importanti materie prime. La maggior parte di esse proviene dal petrolio greggio e dal gas naturale. Queste risorse vengono poi raffinate per ottenere le parti necessarie alla produzione della plastica. Negli Stati Uniti, da un barile di 42 galloni di petrolio grezzo, 6 galloni vengono utilizzati per la produzione di plastica.⁶. Ciò dimostra quanto questi materiali siano fondamentali per la produzione di plastica.

Petrolio greggio e gas naturale

Il petrolio greggio e il gas naturale sono fondamentali per la produzione di plastica. Nel 2015, abbiamo prodotto oltre 322 milioni di tonnellate di plastica dal petrolio.⁷. Il petrolio grezzo viene suddiviso in parti per produrre plastica e altri prodotti come il carburante per aerei e la benzina.⁶. Anche il gas naturale è importante. Ad esempio, viene utilizzato per produrre il polietilene, la plastica più comune negli imballaggi.⁷.

Fonti rinnovabili

È in atto un cambiamento verso l'utilizzo di risorse rinnovabili nella produzione di plastica. Questo aiuta l'ambiente. Utilizziamo elementi come la cellulosa ricavata dagli alberi e il carbone per fare plastica biobased⁸. Questa mossa è finalizzata all'utilizzo di meno combustibili fossili e di metodi più ecocompatibili. Inoltre, le materie plastiche oggi sono presenti in oggetti come i pannelli solari, dimostrando che possono essere parte di soluzioni sostenibili.⁸.

Il processo di raffinazione

Le materie prime, come il petrolio greggio, vengono estratte e raffinate per ottenere le basi della plastica. Questa importante raffinazione inizia con la distillazione e porta alla produzione di monomeri. Queste fasi preparano la creazione dei polimeri plastici in un secondo momento.

Distillazione del petrolio greggio

La creazione della plastica inizia con la distillazione del petrolio greggio. Questo processo riscalda il petrolio, separandolo in diverse parti in base al punto di ebollizione. Le parti più leggere, come la nafta, sono essenziali per la produzione di plastica. La distillazione semplifica la separazione delle frazioni chiave e pone le basi per ulteriori cambiamenti chimici necessari per la plastica.

Produzione di monomeri

Dopo la distillazione, i processi trasformano la nafta in monomeri, i mattoni della plastica. Questo processo comprende il cracking e il reforming per ottenere monomeri importanti come l'etilene e il propilene. Questi monomeri vengono poi trasformati in polimeri, fondamentali per la produzione di plastica.

Nel 2023, il mondo produrrà circa 2,18 milioni di tonnellate di bioplastiche. Si tratta solo di una piccola parte dei 390,7 milioni di tonnellate di plastica prodotti a livello mondiale nel 2021.⁹. Il processo di distillazione e di produzione di monomeri è fondamentale in un processo di raffinazione in 8 fasi. Questo processo trasforma il petrolio in prodotti plastici utili.¹⁰. Ogni fase trasforma accuratamente il petrolio grezzo nei monomeri necessari per la produzione di plastica.

Polimerizzazione: Trasformare i monomeri in polimeri

La polimerizzazione trasforma semplici monomeri in polimeri complessi, i mattoni della plastica. Questo processo è fondamentale per la produzione della plastica. Unisce monomeri piccoli e reattivi in lunghe catene.

Esistono due tipi principali: polimerizzazione per addizione e polimerizzazione per condensazione. Polimerizzazione per addizione rompe i doppi legami nei monomeri, come l'etilene, formando lunghe catene¹¹. In questo modo le molecole possono assumere forme diverse, influenzando la loro forza e flessibilità.¹². Il processo deve essere controllato attentamente per evitare che il calore sia eccessivo.¹¹.

Polimerizzazione per condensazione collega due gruppi funzionali nei monomeri, liberando l'acqua¹². Produce principalmente catene polimeriche diritte. Quando i monomeri si trasformano in dimeri, continuano a unirsi fino a quando non vengono utilizzati tutti.¹². Le proprietà dei polimeri finali, come il modo in cui gestiscono il calore, dipendono dal loro peso molecolare.¹².

Le proprietà dei polimeri sono determinate dalla lunghezza della catena e dal peso molecolare. I polimeri pesanti possono essere incredibilmente forti e durevoli.¹¹. Diversi catalizzatori aiutano a personalizzare questi tratti, migliorandoli ogni anno.¹¹.

I polimeri sintetici, come il polietilene, variano per peso e struttura¹³. Possono formare masse aggrovigliate o forme semicristalline. Questa struttura influisce sulla possibilità di rifondere o meno un polimero.¹³.

Per aiutare il pianeta, si sta lavorando per migliorare il modo in cui ricicliamo la plastica. Per saperne di più sul riciclo del polietilene ad alta densità, visitare il sito Soluzioni per il riciclaggio della plastica HDPE¹¹.

Come si produce la plastica?

Per capire come si produce la plastica, è fondamentale conoscere la polimerizzazione. Esistono due tipi principali di questo processo. Ognuno di essi trasforma i blocchi di base in polimeri. Questi polimeri hanno caratteristiche e usi diversi.

Polimerizzazione per addizione

Polimerizzazione per addizione collega i monomeri mediante doppi legami in lunghe catene. Questa operazione non produce alcun sottoprodotto. È così che si ottengono materiali come il polietilene e il polipropilene. Durante la Seconda Guerra Mondiale, il fabbisogno di materie plastiche è aumentato notevolmente negli Stati Uniti, con un incremento del 300%. Questa necessità ha spinto a preferire la plastica a materiali scarsi come l'acciaio e il vetro. Questi cambiamenti hanno influenzato diversi settori industriali e gli oggetti che utilizziamo quotidianamente.¹⁴.

Polimerizzazione per condensazione

D'altra parte, polimerizzazione per condensazione collega i monomeri rilasciando piccole molecole come l'acqua. È fondamentale per la produzione di plastiche forti e flessibili come i poliesteri e i nylon. Questo metodo aiuta anche a produrre bioplastiche dalle piante, offrendo un'opzione più ecologica. Inoltre, sono in corso sforzi per incrementare il riciclaggio e creare plastiche biodegradabili. Queste iniziative mirano a ridurre l'impatto ambientale¹⁴¹⁵.

Compounding e lavorazione della plastica

Il compounding e la lavorazione della plastica sono fondamentali per la produzione di materie plastiche. Qui i polimeri grezzi vengono mescolati con additivi per ottenere caratteristiche specifiche. Grazie a questo processo, le materie plastiche diventano più adatte a determinati lavori.

Miscelazione di fusioni

Il processo di fusione è fondamentale per la preparazione delle materie plastiche. In questa fase, i polimeri vengono fusi e miscelati con additivi come stabilizzatori e coloranti. In questo modo la plastica diventa più omogenea nel colore e di migliore qualità.

Macchine ad alta tecnologia e controlli accurati assicurano che i materiali siano sempre della stessa alta qualità. Questa costanza è fondamentale per realizzare in seguito buoni prodotti in plastica.

Pellettizzazione

Il prossimo passo importante è pellettizzazione. Qui la miscela fusa viene trasformata in piccoli pellet. Questi pellet sono il punto di partenza per molti prodotti in plastica. La produzione di pellet nel modo giusto garantisce la buona riuscita dei prodotti.

Ad esempio, i pellet di LDPE sono utilizzati in molti prodotti perché sono resistenti e possono essere riciclati. Per saperne di più su come viene pellettizzato l'LDPE qui. La qualità dell'LDPE è molto importante per realizzare prodotti di qualità.¹⁶.

Tecniche di fabbricazione della plastica

Oggi utilizziamo molti tecniche di fabbricazione della plastica per scopi diversi. Il processo di stampaggio a iniezione e il processo di estrusione sono molto importanti. Sono molto utilizzati perché possono fare molte cose nella realizzazione di prodotti in plastica.

Stampaggio a iniezione

Il processo di stampaggio a iniezione è molto importante per la produzione di articoli in plastica. Produce oltre 80% degli oggetti di plastica che vediamo ogni giorno.¹⁷. È ottima per realizzare velocemente molti prodotti e può creare forme complicate con grande precisione. Funziona con molti tipi di plastica, il che la rende molto utile per molte cose diverse.¹⁸. Che si tratti di articoli di uso quotidiano o di pezzi speciali, questo metodo è molto affidabile ed efficiente.

Estrusione

Il processo di estrusione crea forme di plastica allungate spingendo la plastica fusa attraverso uno stampo¹⁸. È ottimo per realizzare oggetti lunghi che devono avere le stesse dimensioni, come tubi e lamiere. Questo metodo è molto utilizzato per i prodotti che devono essere resistenti e durare a lungo, come i materiali da costruzione e gli imballaggi. L'estrusione è nota per la sua capacità di produrre rapidamente molti prodotti senza sprechi di materiali.

Per concludere, sia il processo di stampaggio a iniezione e il processo di estrusione sono fondamentali per la produzione di prodotti in plastica. Questi metodi aiutano le industrie in molti modi e rendono la produzione più efficiente ed ecologica. Permettono ai produttori di proporre sempre nuove soluzioni per soddisfare le esigenze del mondo.

Il ruolo degli additivi nella produzione di plastica

Gli additivi sono fondamentali nella produzione delle materie plastiche. Contribuiscono a soddisfare le esigenze di sicurezza e di prestazioni. Quasi tutti i prodotti in plastica contengono polimeri essenziali e vari additivi. Questi ultimi migliorano caratteristiche come la resistenza, la flessibilità e la resistenza al calore. resistenza ai raggi UV¹⁹. Si ritiene che tutti gli articoli in plastica utilizzino qualche additivo per raggiungere gli standard necessari.²⁰.

In molti settori gli additivi sono fondamentali. Ad esempio, i ritardanti di fiamma impediscono alle materie plastiche di prendere fuoco o di bruciare rapidamente, migliorando la sicurezza nei casi in cui la resistenza al fuoco è un requisito essenziale.²⁰. Anche gli antiossidanti svolgono un ruolo di prevenzione dell'ossidazione. Ciò contribuisce a mantenere la tenacità della plastica e a evitare le crepe superficiali, rendendo i prodotti più duraturi.²⁰.

La scelta degli additivi giusti è una parte importante della sostenibilità e del funzionamento della plastica. I governi valutano i rischi degli additivi chimici per stabilire limiti di sicurezza. Ciò contribuisce a rendere la produzione ecologica ed efficace.¹⁹. Gli additivi possono ridurre i problemi di lavorazione o creare schiuma all'interno delle plastiche, ampliandone l'uso in diverse applicazioni.²⁰.

Un importante progresso nel campo delle materie plastiche è rappresentato dalle tecnologie di riciclaggio chimico. Queste possono scomporre la plastica e gli additivi per ottenere nuovi materiali riciclati di alta qualità.¹⁹. Additivi come gli sbiancanti ottici aumentano anche la sicurezza prevenendo le contraffazioni e garantendo l'autenticità dei prodotti.²⁰.

Lo sviluppo di nuovi additivi richiede tempo e ricerca, in genere da sei mesi a un anno. Questo processo mostra il duro lavoro e lo sviluppo di ogni additivo.²¹. Gli specialisti nella creazione di queste miscele sono fondamentali. Ad esempio, Star Plastics utilizza le sue conoscenze per creare formule personalizzate. Queste soddisfano esigenze specifiche in termini di prestazioni e costi, portando a nuove soluzioni nel compounding delle materie plastiche.²¹.

L'apertura sull'uso degli additivi è essenziale per la sicurezza. Questa apertura sostiene l'economia circolare, che si concentra sul rendere le materie plastiche più sostenibili attraverso una migliore progettazione e un migliore riciclo.¹⁹. In futuro, nuove tecnologie come la tracciabilità digitale potrebbero migliorare ulteriormente la gestione degli additivi. Ciò contribuirà alla produzione di materie plastiche di alta qualità.¹⁹.

Tendenze emergenti nella produzione di plastica

L'industria della plastica sta cambiando molto in questi giorni. Le aziende producono plastiche biobased e migliorano il riciclaggio. Questi cambiamenti avvengono perché dobbiamo produrre meno rifiuti e seguire nuove regole per aiutare il nostro pianeta. Analizziamo queste nuove tendenze e vediamo come plasmeranno il futuro della produzione di materie plastiche.

Plastica biobased

Sempre più aziende vogliono utilizzare meno petrolio ed essere più ecologiche. Per questo guardano alle plastiche biobased come a una buona scelta. Entro il 2024 assisteremo a grandi cambiamenti, con un numero maggiore di aziende che utilizzeranno le bioplastiche.²². Il denaro speso per le plastiche biodegradabili raggiungerà oltre $12 miliardi entro il 2027. Questo dimostra un grande movimento verso materiali più rispettosi della Terra.²³.

Nel mondo dell'auto e dell'elettronica, le plastiche biobased stanno diventando popolari. Questo perché uniscono la tecnologia intelligente a funzioni utili.²². Queste materie plastiche sono più leggere del metallo e vengono utilizzate sempre più spesso in oggetti come parti di automobili e corde resistenti.²³.

Innovazioni nel riciclo

Riciclare meglio la plastica è fondamentale per un pianeta sano. L'industria sta utilizzando nuove tecnologie per riciclare la plastica in modo intelligente, ad esempio scomponendola chimicamente.²². Le macchine stanno anche migliorando il riciclaggio, svolgendo compiti come lo smistamento e il controllo della qualità della plastica.²³.

Le nuove regole e l'attenzione alla plastica monouso stanno facendo riflettere le aziende sui loro imballaggi.²². Le materie plastiche con tecnologia a radiofrequenza vengono utilizzate sempre più spesso in oggetti come le tubature, per facilitare la manutenzione e il controllo delle condutture del gas in caso di sollecitazioni.²³.

Ecco una tabella che mostra alcuni modi in cui la plastica viene migliorata:

Tipo di plastica	Applicazione	Vantaggi	Proiezioni di mercato
Plastica biobased	Automotive, Elettronica, Nautica	Riduzione della dipendenza dai combustibili fossili, eco-compatibilità	$12 Miliardi entro il 202723
Plastica riciclata	Imballaggio, edilizia, commerciale	Maggiore riciclabilità, convenienza economica	Adozione crescente in vari settori23
Plastica incorporata a radiofrequenza	Costruzione, gasdotti per il gas naturale	Manutenzione migliorata, misurazione dello stress	Mercato in espansione23

Conclusione

Il nostro viaggio nel mondo della produzione della plastica rivela un settore complesso e diversificato. Si parte dall'estrazione di petrolio grezzo e gas naturale dalla terra. Poi si passa ai metodi avanzati di produzione della plastica. Tecniche come la fusione, la modellazione e lo stampaggio della plastica mostrano la creatività di questo settore. Mostrano anche come l'industria cresce e si adatta.

Tuttavia, questo progresso ha i suoi lati negativi per il pianeta. Circa 79% di rifiuti di plastica finiscono per essere interrati o per inquinare la natura. Solo una piccola parte di 9% viene riciclata e ancora meno viene riutilizzata più di una volta.²⁴. Se non cambiamo, la quantità di plastica prodotta ogni anno potrebbe raggiungere 1,1 miliardi di tonnellate entro il 2050.²⁵.

Fortunatamente, nuove idee e tecnologie per produrre plastica dalle piante e riciclare meglio ci stanno portando verso un futuro più verde. È possibile affrontare l'inquinamento da plastica se tutti lavorano insieme. Individui, aziende e governi possono fare la loro parte. Per saperne di più su questi problemi e su ciò che si sta facendo, guardate questo articolo studio globale e questo Guida al riciclo del PVC²⁴²⁵.

FAQ

Come si produce la plastica?

La produzione di plastica inizia con l'estrazione di petrolio e gas naturale dalla terra. Poi, questi materiali vengono trasformati in polimeri. Poi vengono modellati per ottenere i prodotti di plastica che usiamo tutti i giorni.

Quali sono le materie prime utilizzate nella produzione della plastica?

Il petrolio e il gas naturale sono i principali elementi di cui abbiamo bisogno per produrre la plastica. Oggi si possono utilizzare anche elementi come le piante. Questo contribuisce a rendere la produzione di plastica migliore per il nostro pianeta.

Quali sono le fasi principali del processo di produzione della plastica?

Per prima cosa, recuperiamo e ripuliamo petrolio e gas. Poi produciamo monomeri e li mettiamo insieme per ottenere polimeri. Li mescoliamo con ingredienti speciali e infine li modelliamo in oggetti come bottiglie e sacchetti.

Che cos'è la polimerizzazione e come funziona?

La polimerizzazione è una reazione chimica che fa sì che i monomeri si uniscano per formare lunghe catene. Ci sono due modi per farlo. Uno è quello di aggiungere i monomeri e l'altro è quello di rimuovere l'acqua per collegarli.

Come si trasformano le materie plastiche in prodotti finali?

Per modellare le materie plastiche, utilizziamo metodi come lo stampaggio a iniezione e l'estrusione. Lo stampaggio a iniezione è ottimo per realizzare molti oggetti complessi. L'estrusione è utilizzata per oggetti come i tubi.

Che ruolo hanno gli additivi nella produzione della plastica?

Gli additivi rendono la plastica più resistente, più duratura e più bella. Sono fondamentali per garantire che la plastica faccia ciò che ci serve in diversi prodotti.

Cosa sono le plastiche biobased e perché sono importanti?

Le plastiche biobased provengono dalle piante, non dal petrolio o dal gas. Sono fondamentali per ridurre l'inquinamento e rendere la produzione di plastica più verde e sostenibile.

Come vengono raffinate le materie plastiche e qual è il ruolo della distillazione?

Raffinare la plastica significa scomporre il petrolio in parti. La distillazione aiuta a separare queste parti. Le parti più leggere sono fondamentali per la produzione dei blocchi di plastica.

Quali sono le tendenze emergenti nella produzione di plastica?

Le nuove tendenze si concentrano sull'utilizzo di materiali di origine vegetale e sul miglioramento del riciclaggio. Questi sforzi riducono il nostro fabbisogno di petrolio e gas e facilitano il riciclaggio della plastica.

Qual è l'importanza del processo di pellettizzazione nella produzione di plastica?

La pellettizzazione trasforma polimeri e additivi in piccoli pellet. Questi pellet sono più facili da spostare e lavorare, semplificando le fasi successive della produzione di articoli in plastica.