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ciao a tutti ragazzi e bentornati su
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fame chimica oggi su fame chimica
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parleremo di un materiale che tutti noi
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conosciamo benissimo tant'è che siamo
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abituati a vederlo tutti i giorni in
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casa nostra nelle applicazioni più
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disparate parleremo infatti della gomma
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e siamo talmente abituati ad averla
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sempre intorno che non ci ricordiamo
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degli sforzi che sono stati fatti in
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passato per arrivare a produrre questo
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materiale infatti basti pensare che la
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gomma è la protagonista della più grande
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impresa di chimica industriale della
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storia
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ma facciamo un passo indietro nel tempo
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siamo nel dicembre del 41 e in seguito
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all'attacco giapponese alla base
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militare di pearl harbor la fornitura di
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gomma naturale proveniente dall'oriente
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cessa improvvisamente mandando in crisi
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l'economia americana
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ma come mai la gomma naturale così
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importante per gli stati uniti ve lo
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diciamo dopo la serie
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[Musica]
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lm
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[Musica]
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la gomma naturale o nella storia ovvero
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un materiale che tende a tornare alla
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posizione originale dopo essere stato
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deformato deriva dal lattice di alcuni
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tipi di piante e la sua versione più
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famose del caucciù che deriva dal
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lattice della cavea brasiliensis ovvero
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una pianta originaria del rio delle
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amazzoni in quanto elastomeri hanno
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ovviamente delle proprietà elastiche che
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sono conosciute fin dagli inizi del
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quindicesimo secolo anche se vendere
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sfruttate solo circa due secoli e mezzo
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più tardi quando charles macintosh li
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utilizzò per inventare i cappotti
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impermeabili
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questi i cappotti però presentavano
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svariati problemi tant'è che tendevano a
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congelare e a rompersi d'inverno e a
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sciogliersi l'estate per cui l'utilizzo
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della gomma naturale venne abbandonato
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fino a circa al 1839 quando un altro
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charles ciascu dear inventò un metodo
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per migliorarne sensibilmente le
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proprietà ovvero la vulcanizzazione
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questo processo utilizza calore zoloft
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per migliorare le proprietà della gomma
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e proprio per questo motivo è stato
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battezzato nel nord del di romano del
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fuoco vulcano ma cerchiamo di capire
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meglio la gomma naturale è una
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macromolecola lineare chiamata polyiso
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preme è un polimero di e nico proprio
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perché il monomero che lo compone
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l'isoprene presenta due doppi legame
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infatti viene significa doppio al caen e
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quindi punto due doppi legami sono
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proprio questi doppi legami il segreto
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della vulcanizzazione perché nelle
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giuste condizioni di temperatura e
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pressione ed in presenta di zolfo
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vengono a formarsi come dei ponti che
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reticolo la molecola fatti appunto di
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zolfo e questi punti si vengono a
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formare in corrispondenza di un carbonio
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molto reattivo detto carbonio all'icot
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ovvero in carbonio adiacente un doppio
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legante questo qua le caratteristiche
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finali della gomma vulcanizzata
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dipenderanno quindi dalla quantità e
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dalla lunghezza di ponti di zolfo inter
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molecolari entra molecolari che si
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formeranno durante il processo di
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vulcanizzazione molti ponti di zolfo
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porteranno un materiale molto dure
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fragile ponti corti ovvero con pochi
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atomi di zolfo porteranno un materiale
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con scarse proprietà meccaniche ma alta
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resistenza la temperatura mentre ponti
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lunghi ovvero con molti atomi di zolfo
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porteranno ad ottime proprietà
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meccaniche ed alta resistenza attrazione
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ovviamente però sarà necessario
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controllare il processo di
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vulcanizzazione per ottenere un
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materiale che abbia le caratteristiche
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desiderate perché non esiste una gomma
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perfetta ma tutto dipende dall'utilizzo
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che se ne vorrà fare per tornare in tema
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comunque prima di entrare in guerra
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all'america faceva utilizzo di
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tantissima gomma per gli usi più
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disparati
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la gomera importantissima già in tempo
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di pace pensate solo l'industria
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dell'automobile era centrale nella vita
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degli americani aveva un grandissimo
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bisogno di gomma per le ruote
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il fabbisogno di gomma degli stati uniti
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d'america ammontava a circa 600 mila
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tonnellate all'anno che aumentarono
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circa un milione di tonnellate con
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l'entrata in guerra
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pensate per fabbricare un aereo da
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guerra era necessario circa mezza
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tonnellata di gomma un carro armato ne
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richiedeva una tonnellata e una nave da
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guerra circa 75 tonnellate
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inoltre ogni soldato richiedeva circa 15
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kg di gomma tra scarponi vestiti ed
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equipaggiamenti va da sé che dopo il
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blocco delle importazioni gli stati
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uniti si trovarono in un bel guaio
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perché non solo erano i maggiori
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consumatori mondiali di gomma ma non
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avevano materia prima e non avevano
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ministro della produzione per cui
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l'attacco a pearl harbour fu il
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catalizzatore che spinse gli stati uniti
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d'america a creare perfettamente dal
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nulla un industria della gomma sintetica
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altri paesi come germania e russia
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studiavano già da tempo questo settore
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infatti il prezzo della gomma naturale
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era molto altalenante e serviva un piano
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b in caso di necessità
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in russia nel 1910 lab ed aveva studiato
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la polimerizzazione del butadiene
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utilizzando sodio come catalizzatore tra
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l'altro riuscendoci per caso perché il
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sodio in chimica organica veniva
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utilizzato per disidratare composti
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organici nel caso del butadiene nella
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causa la polimerizzazione
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contemporaneamente in germania era stata
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sintetizzata la gomma metile ossia poli
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metil boot aliena che però richiedeva
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tempi di polimerizzazione dai 2 ai 6
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mesi e la gomma ottenuta infine era
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pessima per cui progetto venne
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abbandonato alla fine del primo
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conflitto mondiale
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con l'avvento del nazismo la germania
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punto ad una sua indipendenza dall
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estero e iniziò a studiare molto
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intensamente la produzione di gomma
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sintetica lisi appunto un processo per
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la polimerizzazione del butadiene usando
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soglio come catalizzatore proprio come
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il processo rosso però copolimeri
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dandogli e le con altre molecole con
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stirene ottenendo la gomma buna s e
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conakry ogni thriller ottenendo il buna
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n la presenza di altre molecole
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all'interno della catena polimerica
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permise di ottenere delle gomme con
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delle caratteristiche particolari ad
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esempio il boon s e una gomma tre
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pneumatici aventi una grande resistenza
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d'attrito mentre il moon n era una gomma
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per applicazioni speciali che resisteva
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quindi all'attacco di oli e grassi
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durante gli anni 30 gli stati uniti
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compirono qualche sforzo per ottenere
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quantità accettabili di gomma sintetica
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ma la grande disponibili
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che viene dall'estero rese questo un
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problema quasi secondario fino al
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dicembre del 41 però quando gli stati
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uniti si trovarono all'improvviso quasi
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costretti a creare da zero un industria
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della gomma perché ne andava della
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sopravvivenza del paese
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in questo frangente la gomma butadiene
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stirene si rivelò di grandissimo
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interesse mentre gli studi condotti da
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parte della standard oil per ottenere
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monomeri a partire da petrolio si
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rivelarono di vitale importanza
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venne infatti messo a punto un processo
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di deidrogenazione ossia di rimozione
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dell idrogeno dagli idrocarburi che
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permise di sbloccare la produzione di
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butadiene in larga scala
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venne inoltre messe in atto quella che
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si potrebbe definire una manovra bio
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infatti in quegli anni vi su un
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eccedenza nella produzione di grano che
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portò quindi al crollo dei prezzi
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serviva un sistema per utilizzare questo
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esubero si decise di far fermentare il
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frumento in eccesso per ottenere etanolo
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l'altro ne tilico deriva poi ossidata da
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cesar dei the che reagendo con un'altra
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molecola di etanolo portava la
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formazione di boot aliena con la perdita
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di due molecole di acqua
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questo processo ha messo a punto dal
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chimico russo astroni slaski venne usato
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per produrre una quantità molto elevata
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di butadiene infatti venne poi varato
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una legge nel luglio del 42 in cui si
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stabiliva che il butadiene e la gomma si
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sarebbero dovuti produrre in
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stabilimenti adiacenti alle aziende
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agricole
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un'altra storia interessante è anche
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quello dell'industria della gomma in
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italia costruita sul metodo molto simile
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a questo è sviluppato da un altro rosso
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è rifugiato si in italia alexander
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maximum e dall italianissimo giulio
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natta unico premio nobel per la chimica
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italiana
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potremmo parlare di nata per ore quindi
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facciamo che gli riserviamo un altro
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video
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prendete questa piccola parentesi come
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un trailer e torniamo a vedere cosa sta
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succedendo negli stati uniti anche molte
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distillerie presenti sul suolo americano
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vennero convertite in siti produttivi
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per alcool per questo processo chimico
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però a causa degli elevati costi questo
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processo bio fu anche il primo ad
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esservi smi e sulla fine del conflitto e
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alcuno dei motivi per cui ancora oggi
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viene preferito il petrolio come materia
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prima per ottenere pulina in generale ma
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di questo ne parleremo poi in un altro
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video
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quasi contemporaneamente il presidente
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franklin delano roosevelt lancio un
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appello a tutti gli americani
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chiedendogli di raccogliere il più
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possibile della roma presso tutte le
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stazioni di servizio in modo tale da
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riutilizzarla per scopi bellici
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oltre a questo vennero imposti il car
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sharing è un limite massimo di velocità
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di circa 55 chilometri orari
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in modo tale da limitare il più
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possibile i consumi di gomma questi
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accorgimenti migliorano la situazione ma
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non furono sufficienti infatti se
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l'america non avesse trovato un modo
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efficiente per produrre gomma avrebbe
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perso la guerra venne così costituito un
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comitato composto da 25 tra i massimi
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esperti del settore sia industriali che
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accademici che in un solo mese presentò
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un piano vincente per concentrare 12
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anni di lavoro in soli due anni
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ebbene gli americani ce la fecero in 18
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mesi il governo stanziò 700 milioni di
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dollari per brevetti ricerca e la
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costruzione dei 51 impianti previsti dal
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comitato per la produzione di monomeri e
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polimeri le principali aziende
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produttrici di gomma vennero unificate
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sotto un direttore della gomma che aveva
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il totale controllo
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sull'approvvigionamento e sull'utilizzo
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di materia prima e prodotto finale
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venne così creata la grs una gomma
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simile albun as che poteva essere quindi
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miscelata alla gomma naturali recupero
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usando quindi gli stessi macchinari del
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trattamento e risparmiando enormi
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quantità di denaro venne definita anche
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una ricetta unificata diciamo che
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prevedeva il 75 per cento di butadiene
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25 per cento di stirene che verso il
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fatto di potassio come catalizzatore
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tutto polimerizzato con un metodo in
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emulsione un'emulsione è una miscela di
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due liquidi invisibili in cui una
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disperso in modo omogeneo all'interno
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dell'altro
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proprio come la maionese ma questa
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maionese ha deciso le sorti della
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seconda guerra mondiale quindi
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analizziamo la situazione un po più nel
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dettaglio questo metodo prevede la
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presenza di un tensioattivo per
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intenderci un sapone che permette alla
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formazione di micelle all'interno del
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solvente ri reazione che in questo caso
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è acqua le micelle hanno una testa
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polare come l'acqua e una coda polare
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come il nostro monomero e andranno a
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disporsi formando una bolla al cui
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interno sarà contenuta buona parte del
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nostro monomero la parte restante invece
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si riunirà in sé goccioloni miscibile
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all'interno del solvente il perso il
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fato si comporta da iniziatore ovvero va
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a creare un radicale ossia una molecola
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con un elettrone spaiato è molto
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reattiva che andrà iniziare la reazione
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di polimerizzazione che continuera
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finche non sara disponibile del monomero
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che man mano migrerà dall'esterno della
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miscela all'interno della miscela fino a
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che non sarà presente
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di reazione solo il lattice della nostra
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gomma sintetica gli sforzi della ricerca
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degli anni del conflitto portarono a
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migliori metodi di sintesi di monomeri è
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processo di polimerizzazione molto
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innovativi nonché all'ottenimento di
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polimeri tar usi speciali con
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particolari caratteristiche inoltre
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vennero messi appunto metodo di analisi
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molto avanzati che permisero di ottenere
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una maggiore consapevolezza e conoscenza
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della struttura molecolare di questi
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polimeri portando all'ottimizzazione
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ulteriore per l'industria della gomma
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sintetica nel 1945 a soli tre anni
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dall'attacco a pearl harbor gli stati
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uniti avevano un industria di produzione
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di gomma sintetica da 920 mila
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tonnellate all'anno creata praticamente
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dal nulla
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a posteriori le operazioni di
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pianificazione coordinamento ed
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esecuzione di questa operazione furono
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paragonati a quelle dello sbarco in
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normandia e non furono meno importanti
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anzi possiamo dire che l'industria di
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produzione della gomma sintetica ha
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permesso agli alleati di vincere la
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seconda guerra mondiale
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detto questo speriamo che questo video
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un po più storico del solito vi sia
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piaciuto e per forza di cose abbiamo
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dovuto tagliare diversi dettagli molto
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interessanti quindi vi invitiamo a
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consultare le fonti che lasciamo in
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descrizione e vediamo appuntamento al
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prossimo video di fame chimica ragazzi
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[Musica]
