Un gruppo di plastiche riciclabili scoperto di recente sembra essere un'alternativa promettente alla plastica dura che è difficile da riciclare. Però, non stiamo ancora vedendo questi cosiddetti vetrimeri utilizzati nei prodotti perché sono difficili da lavorare. I ricercatori della Eindhoven University of Technology hanno scoperto che la lavorabilità di questa nuova forma di plastica è influenzata non solo dalla temperatura ma anche dalla densità. Tali intuizioni dovrebbero portare, tra l'altro, ai cruscotti riciclabili per l'industria automobilistica. Questi risultati sono stati pubblicati ieri sulla rivista PNAS .

La plastica è nota per essere difficile da riciclare e quindi molto dannosa per l'ambiente. Però, questo riguarda principalmente le cosiddette plastiche dure, o termoindurenti, come palle da biliardo o il cruscotto della tua auto. Un altro gruppo di materie plastiche, termoplastici, che l'industria utilizza per produrre foil, tazze da caffè o giocattoli, è molto facile da riciclare ma purtroppo anche molto meno resistente. Nel 2011, è stato sviluppato un nuovo gruppo di materie plastiche, i cosiddetti vetrimeri, resistenti come la plastica dura e riciclabili. Nel 2015, lo scopritore del materiale è stato proclamato inventore europeo dall'Ufficio europeo dei brevetti (EPO).

Materiale misterioso

Non importa quanto promettente, i polimeri vetrimerici sono ancora lontani dall'applicazione commerciale. Per arrivare a questa fase, i produttori devono sapere come conferire al materiale le proprietà desiderate in modo che possa essere utilizzato nei prodotti. Scienziati, però, sono ancora in gran parte all'oscuro di come funziona esattamente il materiale.

TU/e fisico Liesbeth Janssen, dottorato di ricerca lo studente Simone Ciarella e lo studente BSc Rutger Biezemans presentano ora un modello al computer che mostra come la temperatura e la densità influenzino i polimeri vetrimerici. Janssen:"Ora che abbiamo una migliore comprensione della composizione fisica del materiale, speriamo di produrre vera plastica riciclabile per l'industria in un progetto di follow-up".

La fragilità determina la riciclabilità

Il loro modello mostra che la fragilità dei vitrimeri è determinante per la loro lavorabilità in fabbrica. Ciarella:"La fragilità è la velocità con cui un materiale cambia da solido a liquido (fusione) e viceversa (solidificazione). Quanto più basso è il valore di fragilità, più facile è la lavorazione della plastica e quindi meglio il materiale può essere riciclato."

Oltre a capire e prevedere che tipo di influenza ha questa fragilità, Liesbeth Janssen e i suoi colleghi sono stati persino in grado di mettere a punto la fragilità della plastica. Sembra che la fragilità possa essere modificata regolando la densità del materiale. In questo modo, in futuro il produttore potrà impostare esattamente il comportamento desiderato.

Apertura e chiusura delle connessioni

Per spiegare l'effetto, dobbiamo ingrandire le proprietà fisiche di tutti e tre i tipi di plastica. Le materie plastiche sono costituite da filamenti molto lunghi, chiamati anche polimeri. I termoindurenti sono così forti a causa delle numerose connessioni tra questi fili. E questo spiega subito la scarsa riciclabilità. Il riscaldamento provoca la rottura irreversibile di questi collegamenti. I termoplastici non hanno connessioni, e quindi si deformano facilmente aumentando la temperatura. Ma questo li rende anche meno forti.

Ciarella:"La cosa interessante dei polimeri vetrimerici è che hanno molte connessioni, ma una volta riscaldate, queste connessioni possono passare tra diversi fili. A temperatura ambiente, questi vetrimeri si comportano quindi con la stessa forza dei termoindurenti. Ma quando riscaldato, si comportano come termoplastici facilmente deformabili, quindi, una volta sciolte, queste plastiche mantengono la loro qualità."