SISTEMI BASE ACQUA

La storia antica dei sistemi a base d’acqua (polimerizzazione in emulsione) è legata alla storia del lattice e della gomma naturale.
Molte piante e alberi quando vengono tagliate trasudano un liquido bianco simile al latte che si chiama lattice (dal latino “lattice” = fluido lattiginoso). Alcuni di questi lattici si coagulano per esposizione all’aria formando masse elastiche più o meno appiccicose.
La popolazione Olmeca della Mesoamerica estraeva e produceva forme di gomma primitiva da alberi produttori di lattice, come la Castilla elastica già 3.600 anni fa.
I Maya chiamavano tali alberi “albero piangente” (caa = albero, o-chu = pianto). Anche l’ortografia è stata trasformata: Caa o-chu diventa cauchuc in spagnolo antico e caoutchouc in francese.

Dal 1906, a Farbenfabriken Bayer (Germania), Fritz Hofmann iniziò la ricerca di un’alternativa sintetica alla gomma naturale per l’uso in pneumatici e per l’industria elettrica. In meno di 3 anni riusci a sintetizzare ad alta temperatura della gomma a partire dall’isoprene di metile, che fu brevettato presso l’ufficio brevetti imperiale in Germania il 12 settembre 1909.
L’idea di utilizzare la sospensione acquosa o l’emulsione (monomero emulsionato) è stata sviluppata a partire dall’osservazione della gomma di lattice naturale, che viene prodotta dagli alberi a temperatura ambiente in particelle disperse stabilizzate da polimeri colloidali.
Il 26 gennaio 1912 Hofmann brevettò il processo di preparazione della gomma artificiale a partire dall’isoprene in soluzioni acquose viscose di albumina. Nel 1913 brevettò negli Stati Uniti una sostanza caucciù e un procedimento per la realizzazione dello stessa che comprendeva la polimerizzazione di un butadiene in presenza di una soluzione colloidale acquosa.

Nel 1912, la sua ricerca sulla gomma gli valse la medaglia d’oro Emil Fischer, assegnata dall’Associazione dei Chimici Tedeschi.

Negli anni immediatamente successivi alla seconda guerra mondiale, quasi 16 milioni di militari e donne americani tornarono alla vita civile, scatenando un boom abitativo senza precedenti e un baby boom. Nel 1950, le abitazioni iniziarono a salire a 1,7 milioni, dieci volte più che nel 1944. E tutte queste nuove case avevano bisogno di vernice, sia dentro che fuori. Le vernici a base solvente, che all’epoca dominavano il mercato, venivano realizzate con resine alchidiche. Erano odorose, tossiche, infiammabili e particolarmente difficili da pulire. Nonostante la natura infelice della vernice, le vendite erano consistenti. C’era molto margine di miglioramento. E profitto, se si fosse potuto trovare un’alternativa. Due chimici, Benjamin Kine e Gerald Brown, suggerirono che la tecnologia acquosa dell’emulsione acrilica avrebbe potuto essere utilizzata per realizzare fantastiche pitture per la casa. Le emulsioni acriliche che si sarebbero sviluppate negli anni a venire hanno alcune qualità sorprendenti. I polimeri di emulsione vengono preparati in acqua e stabilizzati con tensioattivi, molecole idrofile (“amante dell’acqua”) in un segmento e idrofobo (“repulsione dell’acqua”) nell’altro. I polimeri di emulsione iniziano a formarsi quando un radicale libero – che agisce da iniziatore – rompe un doppio legame tra due atomi di carbonio in un monomero acrilico, dando inizio a una reazione che fa sì che fino a 10.000 unità monomeriche si leghino insieme in una catena polimerica. Man mano che queste catene prendono forma, si trasformano in sfere di dimensioni submicrometriche. All’interno di ogni sfera ci sono circa 300 catene di polimero acrilico.

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