ADDITIVO
ADDITIVO (App. III, 1, p. 17)
L'impiego di a., capaci in piccola percentuale di migliorare sensibilmente le proprietà di un prodotto, si è esteso sempre più, interessando oggi largamente numerose classi di sostanze (carburanti, alimentari, farmaceutici, materiali da costruzione, polimeri, ecc.); a seconda dei casi tali a. sono chiamati a esplicare funzioni diverse.
Additivi per carburanti e combustibili. - Nei carburanti per auto e avio gli a. servono per aumentare la resistenza alla detonazione, per ostacolare la formazione di ghiaccio o la formazione di gomme.
Oltre al già citato piombotetraetile, Pb(C2H5)4, oggi in alcuni casi si usa anche il piombotetrametile, Pb(CH3)4; che si differenzia dal precedente per possedere punto di ebollizione più basso (110 °C anziché 200 °C), una maggiore volatilità, ciò che consente, a parità di a. usato, di arricchire sufficientemente in antidetonante anche le frazioni leggere di una benzina a più basso numero di ottano.
Altri a. per le benzine hanno la funzione di: a) impedire la formazione nella camera di combustione di depositi (carboniosi o da residui di piombo) o di modificarne la struttura; tali depositi possono essere i responsabili del cattivo funzionamento delle candele o dell'instaurarsi di fenomeni di preaccensione. A. a base di dibromoetano o di dicloroetano e anche di borati organici, di etilsolfato possono impedire la formazione di depositi di piombo; altre aggiunte (benzoato di butile terziario) possono servire a fornire il distacco dei deposti dalle pareti o a modificarne la struttura come fa l'aggiunta di tricresil - o di trimetil - fosfato; b) impedire la formazione di ghiaccio nei dispositivi di carburazione, dovuta a una elevata volatilità delle frazioni più leggere delle benzine; agiscono come a. antighiaccio aggiunte di composti solubili nelle benzine e nell'acqua, quali alcole isopropilico o tensioattivi; questi ultimi si usano anche per mantenere pulite le pareti del carburatore impedendo ai prodotti di degradazione delle benzine di depositarvisi.
Ai carburanti per motori Diesel (gasoli) si possono aggiungere a. (nitrati o nitriti organici) per migliorare le caratteristiche di accensione, cioè l'indice Diesel.
Additivi per lubrificanti e per oli comoustibili. - Anche ai bitumi vengono aggiunti a. aventi la funzione principalmente di migliorare l'adesione ai materiali lapidei specie quando questi sono umidi; si tratta di tensioattivi che modificano la tensione interfacciale (per es., ammine di acidi grassi).
Additivi per alimentari. - Vengono aggiunti alle sostanze alimentari, alle bevande, ai chewing-gum e simili.
L'uso di a. in questo campo è regolato in Italia dal d. m. 19 genn. 1963 e dal d. m. 31 marzo 1965. Tali a. sono suddivisi in conservanti (antimicrobici), antiossidanti (gelificanti e addensanti), tensioattivi, aromatizzanti artificiali, alimenti per lieviti, sostanze per trattamenti in superficie vari.
Il decreto ministeriale del 1965 elenca gli a. ammessi, suddivisi nelle sopra indicate categorie, le categorie dei prodotti dove gli a. possono essere impiegati, la dose consentita e i requisiti di purezza indicati.
Un gruppo di sostanze che possono rientrare negli a. di questa classe sono i coloranti per alimentari. Il gruppo comprende quei prodotti, naturali o sintetici, ammessi dal d. m. 22 dic. 1967. Il decreto suddivide questi coloranti in quattro classi a seconda se destinati a colorare gli alimenti nella massa e/o in superficie, e la carta e gl'imballaggi (esclusi quelli costituiti da materie plastiche) destinati a involgere gli alimenti, o gli oggetti di uso personale e domestico.
I coloranti ammessi per questi usi sono compresi in un elenco di 30 sostanze (o gruppi di sostanze affini): il loro impiego è subordinato a determinate garanzie di purezza e ne dev'essere esplicitamente indicato l'uso sulla confezione.
Recentemente (d. m. 3 settembre 1976) dall'elenco sono stati eliminati alcuni (9) prodoiti per uniformità con le norme CEE.
Additivi per resine. - Sono a. stabilizzanti, che mirano a contrastare il fenomeno dell'invecchiamento, che si manifesta con abbassamento delle proprietà ottiche e di quelle meccaniche e che porta a infragilimento, ad abbassamento della temperatura di rammollimento.
La degradazione è avvertita in misura maggiore dai prodotti a elevata superficie specifica (film, fibre) e si verifica preferibilmente durante alcune lavorazioni nelle quali il materiale viene portato a temperature più elevate specie in presenza di tracce di metalli (residui dei catalizzatori usati) o perché mantenuto a contatto con superfici metalliche calde, situazioni aggravate dalla presenza di ossigeno, o per esposizione a radiazioni, specialmente a quelle ultraviolette.
Gli stabilizzanti più usati sono infatti costituiti da pigmenti, da nerofumo o da altre sostanze capaci di assorbire la radiazione ultravioletta o da antiossidanti (capaci di ritardare le reazioni di decomposizione ossidativa, come fanno i derivati fenolici) o capaci di decomporre i composti che si formano nelle reazioni di ossidazione (come fanno le ammine, i fenoli, il nerofumo e in qualche caso anche composti inorganici).
Gli a. antistatici sono costituiti da sostanze capaci di limitare ed evitare l'accumularsi sulla superficie dei manufatti di cariche elettrostatiche specie durante alcune fasi di lavorazione (estrusione, filatura, ecc.). Questi a. antistatici possono essere di tipo lubrificante o costituiti da sostanze ioniche capaci di dissipare facilmente e rapidamente le cariche elettriche in presenza o in assenza di umidità dell'aria.
Additivi per calcestruzzi. - In base all'azione che esplicano si possono distinguere in acceleranti o ritardanti della velocità d'idratazione del cemento, in areanti, in plasticizzanti, in impermeabilizzanti, ecc.
Gli acceleranti agiscono specialmente riducendo il tempo di presa e incrementando la velocità d'idratazione nelle prime fasi dell'indurimento; come tali si usano piccole aggiunte di cloruro di calcio; i ritardanti esplicano un'azione contraria e fra i più usati sono il solfato di calcio, alcune sostanze organiche quali zucchero, caseina, carbossimetilcellulosa, ossido di zinco, urea, acido ligninsolfonico (sotto forma di sale di sodio con aggiunta dell'1% di zuccheri).
Gli a. aeranti hanno il compito, durante l'operazione d'impasto del calcestruzzo, di favorire la dispersione in esso di aria sotto forma di piccole bollicine che fanno aumentare la resistenza al gelo dei manufatti, e riducono la quantità di acqua d'impasto, ciò che accresce le resistenze meccaniche dei manufatti.
Gli a. idrofughi e impermeabilizzanti hanno il compito di ridurre la capacità di assorbimento dell'acqua e la permeabilità all'acqua dei manufatti cementizi; si usano a questo scopo piccole aggiunte di saponi metallici (stearati di calcio o di alluminio), di resine, di oli, di grassi, ecc.
I plasticizzanti provocano un aumento della plasticità degl'impasti, cosi che è possibile usare, a parità di altri fattori, una minore quantità di acqua per ottenere un'uguale lavorabilità del calcestruzzo, realizzando caratteristiche meccaniche migliori nei manufatti a indurimento avvenuto. Si possono usare allo scopo bentoniti, farina fossile, ceneri volanti, ligninsolfonati con aggiunte di zucchero inferiori allo 0,5%; attualmente si vanno affermando i cosiddetti superplasticizzanti, a. che compiono la stessa funzione in percentuale minore; fra questi vanno citati i solfonati alchil-arilici, prodotti di condensazione, melammina formaldeide. Nella tabella sono riportati i consumi di a. per cementi nei paesi dell'Europa occid.; il valore dei prodotti consumati nel 1973 è valutabile in circa 190 milioni di dollari. Il notevole aumento previsto per il prossimo futuro è legato all'incremento di consumo di calcestruzzi premiscelati e all'incremento di manufatti prefabbricati.
Bibl.: B. A. Jones, B. H. Weil, M. H. Graham, Effect of additives on conbustion of petroleum-derived fuels, in A. C. S. Literature on Combustion of petroleum, Washington 1958; B. Ciuti, Additivi (per carburanti, per oli combustibili, per oli lubrificanti, per grassi lubrificanti) in ENI, Enciclopedia del petrolio e del gas naturale, Milano 1962; W. Albrecht, U. Mannherz, Zusatzmittel, Anstrichstoffe, Hifstoffe für Beton und Mörtel, Wiesbaden 19688; CRC (Chemical Rubber Co.) Handbook of food additives (a cura di T. E. Furia), Cleveland 1968; A. Sampaolo, Contaminazioni chimiche degli alimenti, Firenze 1969.