Pour comprendre comment on produit une matière plastique, on peut prendre comme exemple le polyéthylène, indiqué par le sigle PE, l'un des thermoplastiques les plus répandus. Le processus peut partir du gaz naturel et comprend plusieurs phases.
Raffinage
Dans les installations pétrochimiques, le gaz naturel est traité par des variations de température. De cette façon, il est possible de séparer les différentes substances qu'il contient. Parmi elles se trouve l'éthane, qui peut être utilisé pour produire le polyéthylène.
Craquage
L'éthane est ensuite soumis à un processus appelé vapocraquage (steam cracking), c'est-à-dire une rupture des molécules grâce à des températures élevées et à la vapeur. Ce traitement permet d'obtenir des molécules plus simples d'éthylène, appelées monomères. Après le craquage, le matériau est refroidi rapidement. Les molécules d'éthylène commencent alors à se relier entre elles en formant de petites chaînes composées principalement de carbone et d'hydrogène.
Polymérisation
Les monomères d'éthylène sont ensuite soumis à des températures supérieures à 300 °C et à des pressions très élevées. Dans ces conditions, leurs liaisons se modifient et un très grand nombre de molécules peuvent s'unir entre elles. Il se forme ainsi des molécules très longues appelées polymères. Les caractéristiques des matières plastiques dépendent justement de la structure de ces longues chaînes moléculaires.
Italiano
Per capire come viene prodotta una materia plastica possiamo prendere come esempio il polietilene, indicato con la sigla PE, una delle termoplastiche più diffuse. Il processo può partire dal gas naturale e comprende diverse fasi.
Raffinazione
Negli impianti petrolchimici il gas naturale viene trattato attraverso variazioni di temperatura. In questo modo è possibile separare le diverse sostanze che contiene. Tra queste c'è l'etano, che può essere utilizzato per la produzione del polietilene.
Cracking
L'etano viene poi sottoposto a un processo chiamato steam cracking, cioè una rottura delle molecole attraverso temperature elevate e vapore. Da questo trattamento si ottengono molecole più semplici di etilene, chiamate monomeri. Dopo il cracking il materiale viene rapidamente raffreddato. Le molecole di etilene iniziano così a collegarsi tra loro formando piccole catene costituite principalmente da carbonio e idrogeno.
Polimerizzazione
I monomeri di etilene vengono successivamente sottoposti a temperature superiori a 300 °C e a pressioni molto elevate. In queste condizioni i loro legami si modificano e moltissime molecole possono unirsi tra loro. Si formano così molecole molto lunghe chiamate polimeri. Le caratteristiche delle materie plastiche dipendono proprio dalla struttura di queste lunghe catene molecolari.
Compoundage
À la fin de la polymérisation, le matériau se présente sous la forme d'une résine synthétique, d'abord molle et pâteuse. On ajoute à la résine différentes substances, comme des colorants, des durcisseurs et des plastifiants, qui permettent de modifier la couleur et les propriétés du matériau. Le mélange est ensuite transformé en longs fils de plastique. Après refroidissement, ces fils sont coupés en petits morceaux et on obtient ainsi les granulés, prêts à être transformés par les industries.
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Compounding
Al termine della polimerizzazione il materiale si presenta sotto forma di resina sintetica, inizialmente morbida e pastosa. Alla resina vengono aggiunte diverse sostanze, come coloranti, indurenti e plastificanti, che permettono di modificare il colore e le proprietà del materiale. La miscela viene poi trasformata in lunghi fili di plastica. Dopo il raffreddamento, questi fili vengono tagliati in piccoli pezzi e si ottengono così i granuli, pronti per essere lavorati dalle industrie.
