I polimeri sono presenti da molto tempo prima di noi. In effetti i polimeri sono antichi come la vita stessa, in quanto tutta la vita sulla terra è basata su tre tipi di polimeri, DNA, RNA e proteine. Questa pagina riguarda alcuni dei primi polimeri sintetici, ossia i polimeri realizzati dagli esseri umani, in particolar modo i derivati della cellulosa.
Il primissimo polimero sintetico è stato naturalmente il cuoio, un polimero naturale modificato, una forma reticolata artificialmente delle proteine che si trovano nella pelle degli animali. La concia della pelle è stata scoperta migliaia di anni fa, ma questa pagina tratta alcuni polimeri sintetici che comparvero un po’ più tardi. Sono i derivati della cellulosa. Sono anche derivati di un polimero naturale, la cellulosa. Hanno un posto particolare nella storia del polimero poiché la loro invenzione, in modi diversi, è stata la molla che ha dato il via all'invenzione dei polimeri sintetici che continua tutt'oggi.
I derivati della cellulosa sono forme di cellulosa, un polimero che si trova nel legno, nel cotone, e nella carta, che è stato modificato chimicamente. Gli scienziati dapprima hanno iniziato a produrli nella seconda metà del diciannovesimo secolo, molto prima di sapere effettivamente cosa fosse un polimero.
Il primissimo polimero sintetico
fu scoperto quando uno scienziato fece reagire la cellulosa sotto forma
di cotone con l'acido nitrico. Il risultato fu il nitrato di cellulosa.
Spesso, non appena viene
inventato qualche cosa, la prima cosa che si fa è cercare di scoprire
come utilizzarla per uccidere le persone. E' il caso del nitrato di cellulosa.
Il nitrato di cellulosa, chiamato anche fulmicotone, si rivelò un
potente esplosivo. Sostituì ben presto la comune polvere da sparo
come carica esplosiva nelle munizioni per fucili ed artiglieria. Funzionava
così bene che nella Prima Guerra Mondiale, siamo stati capaci di
uccidere dieci milioni di persone in soli quattro anni.
A voler essere corretti nei
suoi confronti, il nitrato di cellulosa è stato utilizzato anche
per scopi pacifici. Vedete anche all'epoca ci si preoccupava del fatto
che i branchi di elefanti africani stavano scomparendo troppo velocemente,
ed era necessario trovare un sostituto per l'avorio delle palle da biliardo.
Il nitrato di cellulosa è anche un termoplastico,
e fu subito utilizzato per produrre le palle da biliardo. L'unico problema
era che ogni tanto una di queste esplodeva.
Il nitrato di cellulosa era
anche utilizzato per realizzare uno dei primi materiali
compositi contenenti polimeri, il vetro di sicurezza. Si trattava di un "sandwich" composto da un film di nitrato di cellulosa tra due strati di vetro. Il film di nitrato di
cellulosa teneva insieme il vetro quando si rompeva. Si trattava di una
grande scoperta per i vetri delle automobili. Il vetro si rompeva ugualmente,
certo, ma i pezzi frantumati rimanevano attaccati al film di nitrato di
cellulosa invece di volare sul viso dei passeggeri delle auto in caso di
incidente.
Se facciamo reagire la cellulosa
con l'acido nitrico otteniamo il nitrato di cellulosa, ritengo che non
sia difficile immaginare cosa succede quando facciamo reagire la cellulosa
con l'acido acetico. Ebbene si, ragazzi, otteniamo l'acetato di cellulosa.
Viene usato come fibra.
Questa fibra viene utilizzata per realizzare le toghe in acetato usate
durante il conferimento della laurea. Come termoplastico
viene usato per le pellicole cinematrografiche. Prima si utilizzava il
nitrato di cellulosa ma la combinazione di nitrato di cellulosa infiammabile
ed i bulbi dei proiettori causava troppi incendi nei teatri. Non avete
mai sentito di quei vecchi film che si deteriorano in quanto sono di una
"partita in nitrato infiammabile"? Queste pellicole sono su pellicole in
nitrato di cellulosa. L'acetato di cellulosa ha salvato la situazione,
evitando gli incendi dei teatri, mantenendo più a lungo i vecchi
film. Certo vorremmo che alcuni film si deteriorassero in fretta, purtroppo
però oggi i nuovi film in poliestere stanno
sostituendo la buona vecchia celluloide.
Naturalmente se il nitrato
di cellulosa non se la passasse già così male l'acetato di
cellulosa l'avrebbe sostituito per essere utilizzato anche per i vetri
di sicurezza.
Chiariamo subito una cosa
per iniziare. Il nome "rayon" è stato utilizzato per molti polimeri
diversi, ma oggi quando parliamo di rayon, parliamo normalmente dello xantato
di cellulosa. Viene usato come fibra, per produrre gli abiti in rayon che
voi conoscete, come le camicie Hawaiane. Il rayon originale effettivamente
era il nostro vecchio amico nitrato di cellulosa, ma era infiammabile,
ed è stato velocemente sostituito dall'acetato di cellulosa e dallo
xantato di cellulosa.
Probabilmente vi state chiedendo,
visto che la cellulosa permette di ottenere splendide fibre, perché
modificarla quando si vogliono ottenere le fibre? Vedete, i filamenti di
cellulosa che formano le fibre di cellulosa presentano un tessuto simile
alla buccia della pesca. Niente di male ma la seta, d'altro canto presenta
filamenti lisci che danno al tessuto il suo aspetto brillante. Una volta
scoperto che le fibre in nitrato di cellulosa erano anch'esse brillanti,
e potevano essere utilizzate per produrre abiti lucidi come seta, i derivati
della cellulosa sono stati considerati come un possibile sostituto economico
della seta molto costosa.
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NITRATO DI CELLULOSA
ACETATO DI CELLULOSA
RAYON
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