427 I processi di polimerizzazione Capitolo 8 Nel Cap. 13 del volume II abbiamo sviluppato le proprietà e le caratteristiche generali delle reazioni di polimerizzazione e dei materiali polimerici, compresi alcuni materiali nanometrici. Abbiamo anche affrontato i processi produttivi delle fibre di carbonio, dei nanotubi di carbonio e delle poliammidi. In questo capitolo tratteremo i processi produttivi delle più importanti classi di polimeri. 8.1 Le poliolefine rappresentano oltre due terzi dei materiali polimerici Meccanismo delle poliaddizioni, i polimeri viventi LE POLIOLEFINE La produzione di poliolefine (polietilene, polipropilene e relativi copolimeri) costituisce un industria totalmente globalizzata. Gli impianti produttivi sono presenti in tutti i continenti e producono polimeri in grado di soddisfare la grande varietà di richieste degli utilizzatori distribuiti in tutto il mondo. Le poliolefine hanno raggiunto nel 2007 un consumo mondiale di quasi 120 milioni di tonnellate. La crisi economica del 2008 ha provocato un brusco calo che, solo nel 2011, è stato recuperato arrivando a 130 milioni. Il consumo mondiale del 2013 dovrebbe attestarsi sulle 140 Mt e dovrebbe superare le 160 Mt nel 2016. Le poliolefine rappresentano senz altro la classe di materiali polimerici più diffusa e più importante che copre circa i due terzi della produzione mondiale dei materiali polimerici. Nel nuovo millennio la crescita è stata sostenuta principalmente dai paesi emergenti e in via di sviluppo dove si è verificato, molto più rapidamente, quanto già successo in Europa ed in USA all indomani della seconda guerra mondiale, quando le materie plastiche, essenzialmente le poliolefine, hanno sostituito materiali quali vetro, legno, carta, metalli. I consumi europei, nello stesso periodo, invece, sono cresciuti di poco. La polimerizzazione di etilene e propilene avviene per poliaddizione anionica coordinata, il polietilene si può ottenere anche per poliaddizione radicalica (v. § 13.5.2 Vol. II). Secondo il meccanismo della poliaddizione anionica le reazioni di arresto della catena non sono generalmente favorite perché il portatore di catena ha una polarizzazione negativa. Si hanno, così, i cosiddetti polimeri viventi, nel senso che, se si aggiunge nuovo monomero, la polimerizzazione riprende. Il fenomeno è sfruttato, come vedremo, per introdurre comonomeri ad un certo grado di avanzamento della reazione o anche per funzionalizzare le catene all estremità. Per uccidere il polimero vivente è sufficiente trattarlo con un composto in grado di reagire con il portatore di catena, p.e. l acqua o altri donatori di protoni: