FOCUS sostenibilità Cambiamenti climaticI
Interazioni ambientali con il sistema vetrato - seconda parte
Fig . 4 – Le coste italiane
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Fig . 5 Schema delle modalità di adesione tra
PVB e vetro dovuta ai legami idrogeno [ M . Schuster , J .
Schneider , T . An Nguyen - Investigations on the execution and evaluation of the Pummel test for polyvinyl butyral based interlayers - Glass Struct Eng ( 2020 ) 5:371 – 396 ] temprato o indurito è influenzata dal fenomeno descritto . Il parametro che deprime con il tempo la resistenza del vetro è detto “ K mod
” ed è tabellato nelle norme che consentono di progettare il vetro . Secondo la meccanica della frattura lineare elastica ( L . E . F . M .), teoria che meglio descrive il fenomeno fisico di accrescimento della cricca rispetto alle norme di progettazione , la progettazione del vetro ricotto deve essere fatta sulla base della soglia K IC propria dei materiali perfettamente elastici con rottura fragile , avendo cura di mantenere il fattore di intensificazione degli sforzi K I al di sotto del valore soglia : K I
< K IC
. Per non dilungarci troppo ricordiamo semplicemente che : a ) K I
, a meno di coefficienti geometrici , è funzione del prodotto tra la profondità della cricca e dello stato di sforzo attualmente presente nel vetro ;
b ) la velocità di crescita della cricca è funzione del tasso di umidità atmosferica presente laddove il manufatto viene installato ; c ) K IC è un valore soglia caratteristico di tutti i materiali , siano essi duttili o fragili .
ACQUA VS VETRO STRATIFICATO Quello dell ’ interazione di un vetro stratificato con l ’ acqua è un tema particolarmente sensibile non solo perché l ’ I- talia è un Paese con migliaia di chilometri di costa e migliaia di chilometri di creste alpine ( dove la gelività risulta essere un problema aggiuntivo all ’ aspetto chimico che descriveremo di seguito ), ma anche perché sempre più spesso si cerca di nobilitare le passeggiate lungo arenili marini o lacustri così come molta cura viene dedicata alla valorizzazione estetica di recinti di accesso alle piscine o di balconi grazie all ’ impiego di vetro stratificato ( Figura 4 ).
PLASTICO DI STRATIFICA POLIVINILBUTIRRALE ( PVB ) Il legame tra vetro e intercalare di stratifica dipende dai legami idrogeno che si strutturano tra la superficie del vetro e gli ossidrili della struttura del PVB che , a tutti gli effetti , risulta essere un copolimero statistico costituito da monomeri di vinil butirrale ( azzurro ), vinil alchool ( blu ) e vinil acetato ( verde ). Nel caso di corretto lavaggio superficiale del vetro , ottenuto con acqua demineralizzata con una conducibilità elettrica ( dovuta agli ioni in essa disciolti ) non superiore ai 20 Siemens , i gruppi -O d- — H d + presenti sulla superficie del vetro possono interagire con gli idrossili del PVB dando luogo a legami idrogeno , così come da Figura 18 . Qualora l ’ acqua di lavaggio risultasse ricca di ioni metallici sodio ( Na + Cl - ) o potassio ( K + Cl - ) l ’ adesione risulterebbe ridotta , ma non in maniera così gravosa come risulterebbe in presenza di ioni calcio ( Ca + Cl - 2 ) o magnesio ( Mg + Cl - 2 ). Questo per l ’ effetto di competizione polare tra gli ioni disciolti in acqua ed i siti -O d- - H d + presenti sulle superfici
di vetro e dell ’ intercalare , così come si può schematicamente comprendere dalla Figura 5 . Siccome l ’ acqua è profondamente polare anch ’ essa , se presente entra in diretta competizione con le superfici di vetro e PVB interagendo con i gruppi -O d- — H d + già in fase di stratifica dando luogo all ’ insorgenza , nel tempo , di bolle e delaminazione ( Figura 6 ). Il PVB è classificato quale intercalare di stratifica igroscopico e in quanto tale può assorbire facilmente , nel tempo , umidità atmosferica dall ’ ambiente di installazione . L ’ effetto finale è uno sbiancamento , un rigonfiamento e una conseguente delaminazione . Come si può osservare l ’ effetto di questa saturazione porta a risultati fortemente squalificanti per il manufatto finale ( Figura 7 e 7a ).
PLASTICO DI STRATIFICA A BASE DI ETILENE VINIL ACETATO ( EVA ) Per evitare situazioni incresciose come è possibile in linea di principio , impiegare una famiglia di polimeri di stratifica che risultano essere tutt ’ altro che idrofili : gli intercalari a base di etilene vinil acetato . La struttura dell ’ EVA , che è un copolimero costituito da polietilene e vinil acetato , è
60 Aprile-Maggio | 2024