È impossibile discutere del massiccio aumento della produzione di polimeri senza riconoscerne l’impatto sull’ambiente. Da un lato, l’uso della plastica negli imballaggi e nei trasporti contribuisce a mantenere basse le emissioni perché la sua leggerezza aumenta il risparmio di carburante, ma d’altro canto le proprietà che rendono la plastica così utile – stabilità e longevità – la rendono difficile da smaltire.

Purtroppo, solo il 16% circa dei rifiuti plastici globali viene riciclato o riutilizzato, mentre la restante parte viene incenerito, gettato in discarica o finisce nei nostri oceani, dove provoca danni ambientali devastanti. Si stima che l’inquinamento da plastica causi almeno 13 miliardi di dollari di danni agli ecosistemi marini ogni anno. Questo problema viene affrontato a livello normativo e molti Paesi e organizzazioni a livello globale stanno adottando misure per incoraggiare il mondo a passare a un’economia più circolare per quanto riguarda i polimeri.

Poiché il riciclaggio e il riutilizzo dei polimeri sono importanti per la protezione dell’ambiente, l’analisi termica può svolgere un ruolo di primo piano nella sostenibilità delle nostre risorse naturali.

Legislazione sulla plastica in tutto il mondo

Negli ultimi anni sono state introdotte molte leggi per ridurre la produzione di plastica difficile da riciclare e per incoraggiare il riutilizzo e il riciclaggio dei rifiuti di plastica.

Alcuni esempi:

• Il 66% dei Paesi ha adottato politiche restrittive sull’uso dei sacchetti di plastica. Ogni anno vengono prodotti fino a 5.000 miliardi di sacchetti di plastica, molti dei quali in LDPE non riciclabile. In molti Paesi, come il Canada e la Cina, è in vigore un divieto totale o parziale, mentre altri Paesi, come il Regno Unito, la Finlandia, la Spagna e l’Italia, fanno pagare i sacchetti di plastica nei negozi e nei supermercati;
• Il Canada ha classificato la plastica come materiale tossico e ha proposto restrizioni su sei tipi di plastica monouso. Si tratta di cannucce, porta-anelli, sacchetti di plastica per la spesa e contenitori per alimenti da asporto non riciclabili;
• la Cina ha l’obiettivo di vietare l’uso di prodotti in plastica entro il 2025 e la prima fase prevede il divieto di cannucce e sacchetti nelle principali città;
• Francia e Spagna hanno vietato di avvolgere nella plastica alcuni prodotti ortofrutticoli rispettivamente entro il 2022 e il 2023. Con la “legge sull’economia circolare”, la Francia intende inoltre eliminare gradualmente tutti gli imballaggi in plastica monouso entro il 2040;
• Hong Kong prevede di vietare tutte le stoviglie in polistirolo monouso entro il 2025;
• il Regno Unito ha in programma di vietare tutte le posate e le stoviglie di plastica monouso;
• in Italia, il decreto legislativo 8 novembre 2021 n.196 ha la finalità di prevenire e ridurre l’incidenza di determinati prodotti in plastica e di incentivare misure volte a promuovere l’utilizzo di plastica riciclata. L’immissione sul mercato di molti prodotti in plastica monouso (agitatori per bevande, cannucce, piatti, posate. Contenitori per alimenti in polistirene espanso, ecc.) sarà vietata, a meno che non siano realizzati in materiali compostabili e biodegradabili.

La spinta globale verso il riciclo e il riutilizzo rende sempre più importante la caratterizzazione dei polimeri prima dell’uso. In questo contesto, l’analisi termica consente di selezionare e utilizzare con sicurezza i materiali riciclati, in quanto fornisce una caratterizzazione completa dei materiali di natura polimerica.

Come riciclare polimeri e gomme

Per i rifiuti di plastica, il riciclo non è così semplice come nel caso dei metalli. Per quanto riguarda la plastica, esistono due metodologie: il riciclo chimico (feedstock recycling) e il riciclo meccanico.

Le tecnologie di riciclo chimico scompongono i polimeri in molecole più semplici utilizzando il calore e li trasformano in preziose materie prime secondarie; generalmente questo processo comporta l’impiego di grandi quantità di energia. Il più delle volte la plastica viene riciclata meccanicamente: un a volta selezionata, essa viene pulita, triturata, fusa ed infine rimodellata. Tuttavia, cicli successivi di fusione e trasformazione possono provocare cambiamenti strutturali nel polimero e ridurre la resistenza alla trazione e la viscosità del fuso, abbassando la qualità del prodotto e rendendolo di fatto inutilizzabile.

Utilizzo dell’analisi termica per il riciclaggio e il riutilizzo dei polimeri

Per i polimeri e le gomme di scarto, l’analisi termica svolge un ruolo cruciale nella selezione per il riciclaggio e il ritrattamento, essendo in grado di rilevare e identificare potenziali impurità e di fornire un’analisi continua dei polimeri riciclati per garantire il rispetto delle specifiche del prodotto.

Sia la calorimetria a scansione differenziale (DSC) che l’analisi termogavimetrica (TGA) rappresentano metodi semplici e veloci per analizzare i polimeri riciclati in modo economico. È anche possibile utilizzare l’analisi termogravimetrica simultanea (STA), che combina DSC e TGA per raccogliere più tipi di informazioni contemporaneamente.

Prima o dopo la fase di riciclo, è facile verificare, rilevare, identificare le impurità e ottenere informazioni sulla plastica con l’analisi termica.

Vantaggi dell’analisi termica

Il vantaggio principale dell’analisi termica è che analizza con precisione le proprietà fondamentali dei materiali. Anche nel caso di materiali complessi, è possibile individuare il comportamento dei polimeri costituenti per identificare cosa c’è nella miscela. L’analisi termica è applicabile ad un’ampia gamma di materiali e non necessita di curve di calibrazione specifiche per il materiale, per cui è facile sviluppare metodi per studiare nuovi materiali.

La preparazione del campione è minima, non ci sono sostanze chimiche nocive da utilizzare e, con un po’ di formazione, le analisi possono essere eseguite da chiunque, soprattutto con uno strumento dotato di un elevato grado di automazione.

Il sistema di telecamere Real View® si integra perfettamente con la gamma di strumenti della serie NEXTA di Hitachi High-Tech (DSC, STA e DMA) e permette di osservare in tempo reale i cambiamenti nello stato del campione durante l’analisi. Le immagini acquisite rivelano i cambiamenti nella forma, nelle dimensioni, nel colore e in altre proprietà del campione. Le immagini possono essere registrate e sono automaticamente collegate ai dati termici ottenuti.

In definitiva, il riciclaggio e il riutilizzo dei polimeri non dovrebbero essere difficili… basta avere l’attrezzatura giusta per facilitare il compito!

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Scaricate la guida di Hitachi sui polimeri

Il modo migliore per proteggere la reputazione del vostro marchio è garantire che i vostri prodotti siano sempre conformi alle specifiche. Con tante tecniche diverse che rientrano nell’ambito dell'”analisi termica”, Hitachi ha deciso di creare una guida pratica scaricabile gratuitamente per aiutarti nella scelta della tecnica giusta e per fornire consigli sulle buone pratiche di analisi e sulle normative più comuni.