FONDAMENTI DI CHIMICA INDUSTRIALE: MATERIE PRIME, PRODOTTI, PROCESSI, SOSTENIBILITA'

L’attività professionale dei chimici può essere classificata in due categorie molto ampie, una riguardante le reazioni chimiche, l’altra le interazioni molecolari. Lo studio delle formulazioni si colloca in quest’ultima categoria e sebbene stia acquisendo sempre maggiore importanza e peso economico nell’industria, per la realizzazione di una vastissima gamma di prodotti, è stato per molto tempo ed è tuttora trascurato. Si pensi alla formulazione delle benzine, degli oli lubrificanti, dei liquidi per lenti a contatto ecc. La difficoltà, in questi casi, riguarda essenzialmente la scelta del tipo di additivo, la sua compatibilità in generale e il dosaggio della quantità degli ingredienti. In alcuni casi, la formulazione, oltre a un ruolo essenziale sulla funzione d’uso del prodotto, come nei casi precedenti, ha un’influenza fondamentale sulle caratteristiche fisiche del prodotto stesso, determinandone l’aspetto finale, che dovrà essere quello più richiesto dal mercato. A questo proposito, sono fin troppo noti gli inconvenienti dovuti a una senape o a un inchiostro troppo fluidi e il senso di repulsione che può ispirare una crema cosmetica piena di grumi. I produttori, comunque, sanno bene che non è questo il modo di effettuare il controllo della qualità dei loro prodotti. La formulazione riguarda, in questi casi, una vastissima gamma di prodotti (inchiostri, vernici, cosmetici, prodotti farmaceutici, emulsioni fotografiche, prodotti alimentari) e relative industrie produttrici. In questo tipo di formulati una fase liquida o solida è dispersa in un’altra fase liquida o solida e il formulatore, oltre a preoccuparsi di inserire i componenti attivi per una determinata funzione, dovrà scegliere gli additivi più idonei e dosarli opportunamente per avere sistemi stabili nel tempo, non nocivi e di proprietà uniformi. Sistemi dispersi, come le polveri, richiedono altresì un’adeguata formulazione: ciò vale per i cementi, i catalizzatori, i fertilizzanti, i prodotti farmaceutici in compresse ecc. In alcuni di questi casi, la formulazione può essere importante sia in una fase preliminare, in cui partendo da soluzioni, attraverso transizioni di tipo sol-gel, per esempio, si ottengono sistemi precursori delle polveri catalitiche o dei materiali ceramici, sia nella fase di formatura che porta al prodotto finale. A volte la formulazione è funzionale a migliorare l’effetto prodotto da una reazione: si pensi, per esempio, all’ottenimento delle schiume poliuretaniche oppure alla polimerizzazione in emulsione o alle mescole di produzione della gomma. Per ottenere gomme, materie plastiche e materiali compositi, in forme accettabili dal mercato, bisognerà spesso risolvere problemi di formulazione molto complessi. Come si potrà costatare in seguito, i problemi di industrie molto diverse fra loro, tra quelle prima menzionate, hanno radici comuni nella chimica dei colloidi e delle interfasi e più in generale nella chimica delle formulazioni, di cui ne costituiscono l’applicazione tecnologica.