Storia, produzione, trasformazione, mercato e sostenibilità
attuale e futura. Tutto quello che avreste voluto sapere su una delle materie
plastiche più diffuse al mondo.
Uno dei più studiati. Innanzitutto voglio sottolineare che
il PVC è senza alcun dubbio uno dei prodotti più studiati e conosciuti dal
punto di vista tecnico-industriale, scientifico e regolatorio di compatibilità
con la salute e l’ambiente. Per far ciò oltre ad una descrizione degli sviluppi
tecnologici che hanno coinvolto i processi di produzione della filiera del
cloro/PVC polimero e della sua trasformazione, sono indicati e presi a
riferimento studi di settore sviluppati non solo dalla stessa industria del PVC
ma anche, e soprattutto, da Istituzioni Internazionali ed Europee.
Difetti o virtù? Molte volte posizioni preconcette
fanno diventare difetti i pregi. Di seguito due esempi:
il fatto che i prodotti in PVC siano resistenti alla degradazione,
che qualcuno vede come difetto è in effetti un pregio; le nuove
tecnologie/sistemi di riciclo fanno si che la vita media già lunga di molti
prodotti in PVC è di molto allungata. L’allungamento della vita in uso porta
anche un significativo risparmio in termini di consumo di risorse non
rinnovabili che deve aggiungersi al fatto positivo che il PVC polimero è
composto da solo il 43% da risorse non rinnovabili quali il petrolio;
Importanza della filiera. L’industria del PVC è un’industria
“matura che nasce nel 1936 ed i cui processi di produzione sono stati in grado
di adeguarsi ai sempre più restrittivi standard per la protezione dei
lavoratori, consumatori ed ambiente. Il PVC è allo stesso tempo un prodotto di
“massa” e la sua industria è “rilevante” sia a livello nazionale (oltre 1000
aziende di trasformazione e ca 22.500 addetti diretti), europeo (circa 200.000
addetti diretti con stima indicativa di oltre 4000 aziende) e mondiale.
Quindi l’industria del PVC ed i prodotti in PVC sono una
realtà importante economicamente e socialmente e come tutte le altre industrie
e prodotti ha molti pregi e magari qualche difetto sicuramente perfettibile ma
che comunque rispetta le attuali regolamentazioni.
L’importanza della filiera industriale del PVC in Italia è stata evidenziata
attraverso uno studio finanziato dal PVC Forum Italia e sviluppata da Plastic
Consult che ha evidenziato per l’Italia:
1. l’impatto sociale
della filiera in termini di numero di addetti diretti ed indiretti e fatturato,
2.andamento previsionale
del mercato della trasformazione nel periodo 2011-2016,
3.punti di forza e di
debolezza dovuti alla specifica situazione italiana,
4.azioni che i vari
soggetti interessati (aziende, Istituzioni e Organi di Regolamentazione)
rendicontino l'occupazione.
PVC: COS’ È, COME SI PRODUCE
Il polimero si ottiene dalla polimerizzazione del cloruro di
vinile monomero. Il polimero che è formato dal 57% di cloro, proveniente dal
sale da cucina, e per il restante 43% da carbonio ed idrogeno, viene additivato
con altre sostanze, come stabilizzanti e lubrificanti, per conferirgli
specifiche caratteristiche fisico-meccaniche allo scopo di dare le idonee caratteristiche
prestazionali necessarie ai molti tipi di manufatti per la cui produzione il
PVC può essere usato.
Produzione del PVC.
Il polimero del Cloruro di Vinile, scoperto a metà dell’800, è una
polvere bianca. E’ infatti dell’inizio del 900 il primo brevetto sul processo
produttivo per la sintesi del cloruro di vinile monomero (CVM) via acetilene ed
acido cloridrico. Successivamente ulteriori brevetti sono stati sviluppati per
la produzione del CVM attraverso il processo di cracking del dicloroetano (DCE);
il DCE può oggi essere prodotto sia con la reazione tra Etilene e acido
cloridrico sia con la sintesi diretta tra etilene e cloro.
Anche per il processo di polimerizzazione è stato sottoposto a continui
sviluppi tecnologici sia allo scopo di velocizzare la reazione di
polimerizzazione che per produrre PVC a pesi molecolari (lunghezza della catena
di unità monometriche) diversi e più idonei a dare al manufatto le specifiche
caratteristiche prestazionali volute.
Il polimero per essere trasformato in prodotto finito con le caratteristiche
desiderate deve essere additivato con altre sostanze; quindi insieme al
processo di polimerizzazione sono state continuamente sviluppati sistemi di
additivazione sempre più capaci di rendere il PVC non solo più lavorabile ma anche
capace di presentare le migliori caratteristiche prestazionali per ciascun
manufatto finale.
A cosa serve.
Il PVC è una delle materie plastiche più diffuse e
utilizzate al mondo in migliaia di applicazioni, dall’edilizia all’imballaggio
alimentare e farmaceutico, dai presidi medico-chirurgici ai materiali per la
protezione civile, dalla cartotecnica, alla moda e al design. In questa pagina
vi elenco i principali settori applicativi del PVC (valore medio 2003-2011
in Italia –
*Articoli medicali, usi tecnici, altri
(valigeria/pelletteria, lastre espanse, nastri trasportatori, PVC i fogli e
Rotoli per la comunicazione).
Il futuro del PVC. Proprio le capacità di innovazione
tecnico-prestazionale che di sostenibilità delle produzioni e dei prodotti,
fanno del PVC un materiale sempre nuovo e sempre più aderente ai tempi e alle
necessità del momento della Società e del Mondo.
E’ importante sottolineare infatti il contributo che la
filiera del PVC sta dando:
all’ottenimento di prodotti ad elevata prestazione ma a
costi accessibili a tutti anche in momenti di crisi economica come quello che
si sta vivendo,
alla riduzione delle emissioni di gas serra,
all’utilizzo di sostanze sempre più compatibili con
l’ambiente e la salute, in alcuni casi anche in anticipo rispetto a quanto è e
verrà richiesto dal Regolamento REACH, una volta completamente attuato,
al Made in Italy,
all’economia nazionale con le sue oltre 1200 aziende di
produzione e trasformazione (a cui devono essere aggiunti gli assemblatori ed i
distributori).
IMPORTANZA SOCIO ECONOMICA DELLA FILIERA DEL PVC IN ITALIA
Proprio a conferma di quanto in premessa, voglio dare un
quadro dell’importanza socio-economica dell’intera filiera del PVC nazionale,
dalla produzione della resina alla produzione di compound, dall’industria delle
macchine di trasformazione alla trasformazione vera e propria, ricordando il
contributo che il PVC dà e potrà ancor più dare alla crescita del Made in
Italy.
Qualche numero sul settore. L’aggiornamento di una
precedente indagine del 2002-2003 promosso nel 2010 dal PVC Forum Italia, sulla
filiera produttiva del PVC in Italia ha confermato il peso e l’importanza della
filiera sull’intero sistema industriale nazionale:
oltre 1.000 il numero di aziende coinvolte nella filiera di
produzione/trasformazione. A queste devono aggiungersi le migliaia di piccole
aziende che utilizzano i manufatti in PVC, tra cui per esempio gli
installatori/assemblatori di profili.
ca 45.500 gli addetti direttamente coinvolti nel sistema
produttivo (ca 22.500) o nell’indotto e nei settori a valle (altri 23.000 ca)
oltre 8.000 ml € il fatturato annuo
circa 800.000 tonnellate di PVC trasformato (un volume
secondo solo alla Germania).
Ad integrazione di questi dati, in collaborazione con
Plastic Consult, è stato effettuato un’analisi delle previsioni del mercato
della trasformazione del PVC in Italia nel periodo 2011-2016, dove sono state
anche analizzate i punti di forza e di debolezza e le azioni che dovrebbero
essere messe in atto da tutti i soggetti coinvolti (privati ed Istituzioni) per
dare un corretto supporto alla filiera e renderla maggiormente competitiva
rispetto alla concorrenza internazionale.
Così in Europa. Dalla mappatura delle capacità produttive
nell'Europa a 27 riportata da un documento ufficiale dell'UE (documento BREF
sulla definizione delle migliori tecnologie di produzione dei polimeri nella
parte relativa al PVC) si evidenzia una capacità massima di produzione di PVC
resina di ca 7,2 milioni di tonnellate.
Nel 2006, il mercato europeo del PVC (comprese Est Europa e
Turchia) è risultato essere di ca 8.100.000 tonnellate e, senza la crisi si
poteva prevedere un fabbisogno di oltre 9.000.000 di tonnellate nel 2011-2013.
Purtroppo la crisi economica del 2008-2010 ha modificato gli
scenari previsionali.
LE MATERIE PRIME ED IL PROCESSO DI PRODUZIONE DEL PVC
POLIMERO
Il PVC deriva da 2 risorse naturali: sale (57%) e petrolio
(43%). L’elettrolisi del cloruro di sodio (sostanzialmente il sale da cucina)
produce cloro e soda caustica (NaOH). Il cloro, che è il composto alogeno più
abbondante in natura, è essenziale per tutta l’industria chimica come il sale
lo è per la vita. Infatti oltre l’85% dei prodotti farmaceutici e oltre la metà
dei prodotti chimici dipendono dalla chimica del cloro.
Poiché oltre 1/3 del cloro prodotto viene
utilizzato nel PVC, qualora in Europa il PVC fosse messo in difficoltà, non
solo si avrebbe un forte negativo impatto sulla produzione di cloro, ma anche
sull’industria chimica in generale con il rischio di delocalizzazione verso
paesi extra europei.
Come prima detto, la produzione di cloro comporta
inevitabilmente la produzione di soda NaOH che è una importante materia prima
per molti settori industriali e merceologici e viene utilizzata per la
neutralizzazione di sostanze acide, nell’industria della detergenza, nella
produzione dei saponi, nel trattamento acque e nell’industria della carta.
Per poter produrre PVC il cloro viene fatto reagire con l’etilene proveniente
da impianti cracking del petrolio per formare prima il dicloroetano (EDC) che
poi viene trasformato in cloruro di vinile monomero (CVM). Le molecole del CVM
vengono unite in un processo chiamato polimerizzazione per formare la resina:
una polvere bianca e fine che, una volta mescolata agli additivi, conferisce al
PVC le sue qualità speciali.
Processo produttivo.
Il PVC viene prodotto principalmente attraverso processi in
sospensione ed in emulsione. Viene prodotto anche con il processo in massa ed
il monomero utilizzato per produrre copolimeri cloruro di vinile – acetato di
vinile, in ambedue i casi la richiesta di mercato è poco significativa.
Le tecnologie di produzione del PVC sono state oggetto di ricerche approfondite
nel corso dei decenni, soprattutto per ciò che concerne il loro impatto
sull'ambiente e sulla sicurezza dei lavoratori e sulle emissioni inquinanti.
Oggi su tutti gli impianti di produzione di PVC possono
essere utilizzati processi con controllo automatico, a ciclo chiuso e con sistemi
di contenimento e abbattimento delle emissioni, tali da consentire livelli di
sicurezza, sia per i lavoratori, che per le popolazioni residenti in prossimità
degli stabilimenti, e notevolmente superiori ai pur stringenti limiti imposti
dall’attuale normativa in materia.
ADDITIVAZIONE E TRASFORMAZIONE DEL PVC
Mentre il PoliVinilCloruro è un polimero, con il termine PVC
normalmente si intende in realtà una miscela formata dal polimero e da altre
sostanze che conferiscono le caratteristiche idonee alle applicazioni
desiderate. A secondo delle varie applicazioni e manufatti, vengono impiegate
diverse tipologie di additivi:
Stabilizzanti che impediscono l’invecchiamento e la
degradazione termica del prodotto,
Plastificanti per conferire al prodotto flessibilità ed
elasticità,
Lubrificanti per facilitare la lavorazione della
mescola nelle macchine trasformatrici o per conferire ai corrispondenti
manufatti particolari caratteristiche, ad esempio la resistenza alla luce e
all’atmosfera,
Pigmenti per colorare.
La trasformazione può avvenire o direttamente da resina
miscelata con gli additivi in fase di produzione del manufatto o anche
attraverso una fase intermedia detta di compoundazione in cui viene prodotto un
blend già predisposto per essere sottoposto alla tecnica di trasformazione
desiderata.
NUOVI ADDITIVI E NUOVE FORMULAZIONI
Di seguito vengono presentate con maggior dettaglio tre tra
le più importanti famiglie di additivi ed in particolare evidenziate le
sostanze che, utilizzate già da oggi, caratterizzeranno sempre più il PVC del
futuro rendendolo sempre più sostenibile. Tra gli additivi che non sono state
considerati in dettaglio in questo documento vi sono i lubrificanti ed i pigmenti.
Di seguito viene evidenziata comunque la loro importanza nel produrre
dell’articolo in PVC e nel conferirgli la prestazione desiderata:
- lubrificanti: servono per abbassare la viscosità della
massa polimerica e/o come agenti “scivolanti” tra il polimero e fuso e le
pareti metalliche durante la lavorazione. Normalmente sono saponi metallici,
cere minerali o paraffiniche siliconi, etc
pigmenti: sono utilizzati sostanzialmente per dare il colore
desiderato al manufatto, possono essere a base organica o a base inorganica e a
seconda dell’applicazione devono soddisfare diverse necessità come per esempio
il mantenimento del colore e la stabilità termica e/o alla luce.
Plastificanti.
I plastificanti sono le sostanze che vengono aggiunte alla
plastica per renderla flessibile, resiliente e più facile da maneggiare. Molti
prodotti, tra cui presidi chirurgici salvavita, cavi elettrici, film, tessuti
sintetici per abbigliamento e calzature, componenti per l’industria dell’auto e
pavimentazioni devono le loro caratteristiche di flessibilità e morbidezza
proprio ai plastificanti utilizzati nella loro produzione. I
plastificanti, ed in particolare gli ftalati, sono tra le sostanze chimiche più
studiate da un punto di vista ambientale e tossicologico; negli anni scorsi
attraverso un processo di ‘Risk Assessment’ condotto dalla Comunità Europea e,
successivamente tramite regolamentazione REACH. A seguito di questi studi, i
plastificanti, sono soggetti ad una strettissima regolamentazione che ne
assicura l’utilizzo in tutta sicurezza. A livello Europeo è di particolare
importanza il “regolamento 793/93/CE: valutazione e controllo del rischio delle
sostanze esistenti”.
