Il fascino della chimica dei materiali
Un campo vastissimo, variegato e tutto da scoprire, anche se molto spesso snobbato e considerato appannaggio di pochi eletti. Gli studiosi di chimica, perché è questa la scienza di cui stiamo parlando, qualcosa di comune e complesso al tempo stesso. Un coacervo di formule, sostanze, miscele, materiali, reazioni, tutte le spiegazioni del mondo. Famiglie di sostanze da classificare o classificate, gruppi di materiali che ci aiutano a vivere meglio se combinati insieme. Basta chiedersi quanta chimica ci sia nella medicina, per capire la grandezza di questa scienza e la ricchezza di tutto ciò che ne consegue. A questo punto, molto probabilmente vi starete chiedendo se siete sempre su rifaidate.it o per sbaglio siete finiti da qualche altra parte. State tranquilli, non siamo impazziti, ma per trattare degnamente la materia di cui ci occuperemo tra poco, dovevamo per forza introdurre in maniera altrettanto degna la scienza a cui questa materia fa riferimento. La chimica, per l’appunto. Ci occuperemo del poliuretano, un tema complesso e tutto da scoprire perché ricco di sorprese e più familiare di quanto si possa pensare. Introduciamo a questo punto un altro termine strettamente chimico: polimeri. Perché lo facciamo? Perché quando si parla di poliuretano è impossibile non trattarlo in maniera polimerica. Per una ragione semplice: quando si parla di poliuretano si fa riferimento preciso ad una grandissima famiglia di polimeri in cui la catena polimerica è costituita da una serie di legami uretanici. Questa è la definizione cardinale relativa al poliuretano: abbiamo considerato necessario darla e spiegarla fin da subito, onde garantire una fruizione libera e completa del tema che tratteremo nel dettaglio. Vi diciamo fin da subito che ci rendiamo conto della complessità dell’argomento, e vi assicuriamo che cercheremo il più possibile di evitare l’utilizzo di formule chimiche e algebriche. Potete tirare un sospiro di sollievo. Quando si parla dei polimeri uretanici si fa riferimento n maniera precisa ad una famiglia di sostanze impiegata in maniera molto frequente per l’ottenimento di un determinato tipo di materiali. A questo punto la domanda che la maggior parte dei lettori si starà ponendo è relativa alle modalità di ottenimento di questa grande gamma di polimeri. Come si ottiene un poliuretano? Innanzitutto, rendiamo onore a chi ha scoperto per primo la reazione chimica che dà origine a questi materiali: si tratta di uno studioso di nome Bayer, che nel lontano 1947 si rese conto che dalla reazione di-isocianato (aromatico o alifatico) e un poliolo (tipicamente un glicole poli-propilenico o un poliestere-diolo), in presenza di catalizzatori per aumentare la velocità della reazione e di altri additivi per conferire determinate caratteristiche al materiale da ottenere, si può ricavare in pochi istanti un poliuretano.
Il poliuretano: identità e applicazioni
Uno dei temi più interessanti e utili da toccare in questa sede è l’applicazione attuale dei poliuretani: in quali è più frequente imbattersi in polimeri e materiali di questo tipo? Laddove c’è bisogno di sicurezza, possiamo dire, laddove c’è bisogno di isolamento dal fuoco, ci sono anche i poliuretani espansi, una categoria comunissima. Si tratta di prodotti ricavati con la schiuma di poliuretano, un prodotto estremamente utile e innovativo. Per diversi motivi: innanzitutto perché garantisce un perfetto isolamento dal fuoco e dalle temperature particolarmente alte, quindi tutto ciò che viene avvolto da uno strato di poliuretano espanso è automaticamente protetto da gran parte delle insidie esterne. Poi, e qui tocchiamo un tema che lascerà in molti a bocca aperta, il poliuretano espanso fa capolino da anni anche nel mondo del calcio. Nelle tribune, nelle divise delle squadre, nei tabelloni pubblicitari? No, nei palloni…Ebbene sì, molti degli ultimi palloni da gioco utilizzati per le gare di competizioni internazionali, sono composti in schiuma di poliuretano (noto anche, appunto, come poliuretano espanso). In particolare, ci riferiamo ai Fevernova, palloni che fecero molto parlare di sé in occasione dei Mondiali di calcio in Giappone-Corea 2002, poi vinti dal Brasile. A produrli fu una notissima azienda tedesca, che in seguito ripeté l’ottimo esperimento producendo con quel materiale i palloni per le competizioni europee degli anni successivi. La schiuma di poliuretano, dunque, non garantisce solamente ottimi risultati in termini di isolamento, ma anche in termini di morbidezza e leggerezza: questo tipo di materiale è infatti estremamente ricorrente nella realizzazione di materassi, cuscinetti o arredamento per l’auto, ovvero per tutti quegli oggetti che garantiscono flessibilità e comodità. Una domanda a cui abbiamo piacere di rispondere è relativa alle modalità di ottenimento dei poliuretani espansi flessibili. Ci sono due tecniche da seguire per l’ottenimento di schiuma di poliuretano: per colatura o per stampaggio. Entrambi i casi meritano attenzione e interesse, perché rappresentano una chiave essenziale del nostro discorso.
Le modalità di ottenimento
Andiamo nel dettaglio ad analizzare le due tecniche che consentono l’ottenimento della schiuma di poliuretano. Per quanto concerne la colatura, rappresenta il procedimento più comune e prevede l’utilizzo di un nastro trasportatore lungo circa 2 metri. Non stavate mica pensando di poter ottenere del poliuretano espanso lavorando magari nel bagno di casa vostra??? Serve un nastro trasportatore, dicevamo, su cui vengono colati i materiali che occorrono per la reazione. Questa dura circa 3 minuti e culmina con l’ottenimento di un prodotto alto un metro e largo due, che successivamente può essere tagliato in base alle esigenze specifiche di chi lo sta lavorando. Si tratta senza ombra di dubbio di una tecnica lavorativa piuttosto comoda per le industrie chimiche, che una volta procurati i componenti della reazione, non devono fare altro che occuparsi di realizzarla materialmente, e tagliare il poliuretano espanso ottenuto. Andiamo adesso a concentrarci sul secondo processo dedicato all’ottenimento di schiuma di poliuretano: se è vero che tra i due sistemi citati, la colata rappresenta sicuramente quello più comodo e frequente, è anche vero che senza questo, non esisterebbe il secondo, lo stampaggio. Il secondo processo viene così definito perché prevede la colata o l’iniezione (a seconda che si lavori sulla bassa o sull’alta pressione) del prodotto in stampi di dimensioni prestabilite, in seguito alla quale si ottengono senza particolare fatica dei pezzi di poliuretano espanso flessibile che sono pronti per l’utilizzo. Per quanto concerne le differenze di utilizzo, possiamo affermare senza tema di essere smentiti, che il metodo dello stampaggio si sposa a perfezione con i bisogni di chi deve ottenere materassi, imbottiture per sedili delle automobili, ma anche per divani e poltrone di nuovissima generazione. Fino a questo punto, ci siamo soffermati sulle caratteristiche tecniche, sull’utilizzo e sulle modalità di ottenimento dei poliuretani espansi flessibili, che nella loro categoria non sono tuttavia soli: hanno la compagnia dei poliuretani espansi rigidi, non meno importanti e non meno ricorrenti in ambiti anche molto familiari. Dunque, cosa sono i poliuretani espansi rigidi e quali sono i campi in cui è più facile trovarli? In realtà, ne abbiamo già parlato sopra in maniera superficiale, quando abbiamo sottolineato le proprietà termoisolanti del poliuretano. Infatti, è proprio per sottolineare questa caratteristica della famiglia di polimeri di cui stiamo parlando, che esistono i poliuretani espansi rigidi.
Usi del poliuretano espanso
Un campo in cui è decisamente frequente imbattersi in schiume rigide leggere è la termoidraulica: che si parli di boiler, caldaie, scaldabagno, scambiatori di calore, insomma tutte quelle dotazioni che fanno capolino in ambito domestico, sono fondate sulle proprietà del poliuretano espanso rigido. Questa famiglia di polimeri è facilmente rintracciabile anche nelle strutture dei frigoriferi e nel confezionato di materiali isolanti per l’edilizia. Di cosa stiamo parlando? A chi non è mai capitato di sentir parlare di “coibentazione”? Ebbene, se sapete di cosa stiamo parlando, probabilmente conoscete anche il legame di questo termine con i poliuretani espansi rigidi. Insomma, questo tipo di materiali consentono un perfetto isolamento termico per locali di ogni genere: che si abbia bisogno di tenere al riparo una mansarda, un solaio, oppure una parete poco esposta al sole, che ci sia bisogno di tenere lontano il caldo o il freddo da un’abitazione, i poliuretani espansi rigidi sono pronti a fare il loro lavoro. E’ naturale che non stiamo parlando di uno di quei prodotti utilizzabili facilmente senza la minima conoscenza, ma è anche vero che se siamo su un sito dedicato al fai da te, non possiamo che incoraggiare la piena autonomia nel miglioramento delle condizioni di vita in ambito domestico. La coibentazione di una casa è tuttavia un lavoro sofisticato, da specialisti, che va fatto a regola d’arte: solamente in queste condizioni, i polimeri di cui stiamo parlando riescono a soddisfare appieno le nostre necessità e i nostri bisogni. Un altro campo in cui sono molto utilizzati i pannelli di poliuretano espanso rigido, è la conduzione dell’aria: i condotti che vengono realizzati all’interno di centri commerciali e grossi locali abitati, sono fatti di poliuretano espanso rigido. Abbiamo a che fare con un materiale perfettamente isolante dal punto di vista termico e fisico, qualcosa di eccezionale per chi vuole garantirsi l’allontanamento di temperature troppo basse o troppo alte, e migliorare la qualità della vita all’interno dei locali. Abbiamo analizzato nel dettaglio quelle che sono le caratteristiche fisiche e tecniche di un materiale (o, meglio, di una famiglia di materiali) molto complesso all’apparenza, ma estremamente comune nell’utilizzo: ci siamo arrivati tracciando esempi chiari e semplici di utilizzi che ricorrono in ambiti familiari e presenti nella vita di tutti i giorni.
