Plastica contro le pallottole
[di InspiredImages da Pixabay]

Probabilmente nulla come lo sviluppo delle plastiche dimostra l’importanza della Chimica nel rivoluzionare anche i gesti più quotidiani, dal mangiare uno yogurt (vasetto di plastica) all’indossare un pile perché fa freddo (fibre sintetiche). Se volete sapere cosa sia la plastica a livello chimico, vi rimando al mio articolo precedente.

Abbiamo già discusso di come oggi la plastica sia diventata una minaccia per gli ecosistemi e di possibili alternative come le bioplastiche. In realtà non è il materiale in sé il pericolo, ma l’abuso scriteriato che ne facciamo. In questo articolo desidero presentare uno dei tanti settori in cui questo materiale non è soltanto utile, ma salva la vita di chi ci protegge.

Sarà capitato a tutti di vedere il protagonista della propria serie poliziesca preferita prendersi una pallottola dal cattivo di turno; generalmente appare un amico del protagonista, che tra rabbia e tragedia, fredda il manigoldo. 

Il climax delle emozioni viene poi raggiunto quando l’amico in lacrime soccorre il protagonista dicendo quanto gli voglia bene e di non mollare, ma poi si scopre che il protagonista ha il giubbotto antiproiettile. I due si prendono in giro e tra testosterone e amicizia finiscono al bar a bere una birra.

Sapevate che i giubbotti antiproiettili “funzionano” grazie ad una plastica chiamata Kevlar, usata anche da Batman nei film di Christopher Nolan?

Il Kevlar è un polimero sviluppato dalla ricercatrice della Du Pont, Stephanie Kwolek durante gli anni Cinquanta del secolo scorso ed è un “parente” del nylon 6,6. 

Entrambi sono delle poliammidi sintetiche, mentre le poliammidi naturali sono le proteine che costituiscono il nostro corpo e il cibo di cui ci nutriamo. 

Le poliammidi sono polimeri di condensazione e si formano ad esempio per reazione di un diacido (cioè un acido carbossilico con due gruppi carbossilici COOH) e una diammina, un’ammina con due gruppi NH2. Una piccola molecola viene espulsa, nel caso della figura in basso è acqua.

[di Daniele Pugliesi da Wikipedia]
Daniele Pugliesi [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Come si può vedere in basso, il Kevlar è molto simile al nylon 6,6 nella connettività, cambiano la natura dei due monomeri, che sono l’acido tereftalico e para-fenilendiammina.

Struttura del Kevlar [da Wikipedia]
GNU Free Documentation License

A livello industriale i monomeri delle poliammidi possono variare, usando molecole con la stessa struttura ma più reattive come i cloruri degli acidi. Questo accade per velocizzare il processo e migliorarne la resa.

Sintesi del Kevlar: reazione fra para-fenilendiammina e cloruro di tereftaloile
[di cacycle da Wikipedia]
GNU Free Documentation License

Il Kevlar ha una resistenza meccanica alla trazione 5 volte superiore a quella dell’acciaio assieme ad un’elevata resistenza al fuoco e al calore.

Per questo motivo viene usato nella fabbricazione dei giubbotti antiproiettile, che dissipano l’energia cinetica della pallottola attraverso la deformazione plastica del materialela deformazione è permanente).

Elmetti, attrezzature dei Vigili del Fuoco, parti di aerei ed elicotteri, canoe sono tutti esempi di oggetti che sono in parte o completamente realizzati da questo straordinario materiale.

Una plastica al servizio del bene sia nel mondo reale che in quello dei fumetti: sia carabinieri e poliziotti che eroi come Batman ed il Punitore sono protetti dal Kevlar.

Jonathan Campeggio
Dottorando in Chimica Teorica presso l’Università degli studi di Padova, è un lettore vorace ed uno sportivo. Sfrutta il suo OCD galoppante per scrivere articoli divulgativi e saziare la fanciullesca curiosità.

Fonti:

  • Marc Loudon, Chimica Organica, Edises edizioni;
  • Polimer Science Learning Center.

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