Che forma ha la plastica? Come vengono modellati i diversi prodotti in plastica che usiamo tutti i giorni? Quale polimero è più indicato per il mio processo industriale? Se vi state scervellando per trovare una risposta a queste domande, allora questo approfondimento sul processo di deformazione della plastica fa al caso vostro. Pronti? Si parte!

Per trasformare la plastica ci vuole energia

Per dare nuova forma a un oggetto, è necessario impiegare energia. Più questo oggetto sarà strutturato e solido, maggiore concentrazione di energia sarà necessaria al fine di trasformarlo. Questo principio vale per tutte le cose, quindi anche per la plastica. Energia, però, è un termine vago, perché essa si manifesta sotto molte forme diverse. Se fossimo dotati tutti del dono della super forza, modellare un oggetto a nostro piacimento risulterebbe assai semplice. Invece, la maggior parte di noi non si è nemmeno iscritta in palestra a gennaio (come aveva promesso!) quindi dobbiamo pensare a delle alternative. Ad esempio, il calore è un modo in cui l’energia appare. Ed esso ha il potere di definire la modellazione, ossia la deformazione della plastica.

Racconto la deformazione plastica alla mia parrucchiera

Quello che comunemente chiamiamo "plastica" sono in realtà gruppi di filamenti molecolari chiamati polimeri. Per modificare la disposizione di questi filamenti, trasformandoli in oggetti come tappi, sedie o masterbatch, si sfrutta il calore attraverso complessi macchinari presenti negli impianti industriali. In pratica, è un po' come quando usiamo l'aria calda del phon per mettere i capelli in piega, conferendo loro una forma più definita. Immagina che il calore sia come l’aria che muove i capelli: così come l’aria agisce sulle ciocche, il calore agisce sulle molecole dei polimeri. Questo fenomeno è alla base della deformazione della plastica: all'aumentare della temperatura, le molecole si animano, muovendosi in modo più libero, proprio come i capelli mossi dalla corrente. Ciò consente al materiale di disporsi più facilmente, adattandosi ai processi di modellazione.

Il processo di cristallizzazione

Tale processo di ordinamento di filamenti di molecole da uno stato informe, come può essere lo stato liquido, ad uno più complesso e solido prende il nome di cristallizzazione. Il fenomeno comporta l'ordinamento delle molecole di plastica in strutture più regolari e ordinate, simili a cristalli. In altre parole, i filamenti di polimero si allineano in modo più uniforme, aumentando la resistenza e migliorando le proprietà meccaniche del materiale. Non bisogna però scordare che così come i capelli possono avere natura diversa e quindi richiedere trattamenti specifici per essere messi in piega, allo stesso modo esistono anche diversi tipi di plastica, ognuna con caratteristiche e requisiti unici. Di conseguenza, ci sono diversi processi per plasmare questi materiali plastici in base alle loro proprietà specifiche e alle esigenze dell'applicazione finale.

Filamenti scompigliati

Immaginiamo due persone che stanno passeggiando all’aperto in una giornata di forte vento. Entrambe hanno i capelli lunghi scompigliati dall’aria, la prima è dai capelli perfettamente lisci e la seconda ha i capelli ricci ribelli. Quando il vento cala, i capelli lisci della prima figura scendono per forza di gravità e non si arruffano. Invece, alla seconda persona, i capelli ricci restano comunque un po’ voluminosi e disordinati, poiché sono più scompigliati a livello congenito. Questo parallelo, forse un po’ azzardato, può essere applicato per spiegare meglio la deformazione plastica di polimeri di diversa natura.

I segreti della deformazione plastica vengono al pettine

Infatti, alcune plastiche hanno una predisposizione più marcata a cristallizzarsi (capelli lisci), diventando rigide e ordinate anche quando sottoposte a processi di deformazione plastica tramite calore (il vento che scompiglia i capelli). Altre, invece, hanno una tendenza più amorfa (capelli ricci), mantenendo una struttura disordinata e flessibile, dalla cristallizzazione più difficile. In altre parole, la carica termica ha il potere di tenere le molecole separate, i filamenti scompigliati. Quando, però, non c’è più questa energia, le molecole dei polimeri tendono a riavvicinarsi e disporsi. A seconda delle peculiari proprietà di ciascun materiale, questo ordinamento avviene in modo più o meno efficiente e regolare.

Poliolefione vs Stireniche

Nel concreto, le plastiche poliolefine sono polimeri semicristallini con una tendenza a cristallizzarsi durante il processo di deformazione plastica. Le interazioni tra le cariche positive e negative degli elementi presenti all'interno del materiale hanno un effetto simile a quello della gravità: le molecole hanno tendenza ad allinearsi e a disporsi in modo più ordinato, così come i capelli lisci quando non c’è vento. D'altra parte, le plastiche stireniche sono polimeri amorfi, privi di una struttura cristallina definita. Senza l'energia necessaria per allineare le molecole, come nel caso del phon per fare la piega ai capelli, queste plastiche mantengono la loro natura disordinata e flessibile. C’è da sottolineare che, in generale, tutti i polimeri mostrano una certa tendenza a cristallizzarsi durante i processi di deformazione plastica, ma ciò varia moltissimo a seconda del tipo di plastica e delle sue proprietà specifiche.