Rotomoulage: Pourquoi la Taille de la Poudre Est-Elle Importante?De nombreux facteurs influencent la qualité d'un produit, l'un d'eux est le choix des poudres. Le rotomoulage est un procédé fréquemment utilisé pour la formation d'objets, utilisant des résines thermoplastiques, que nous devons être creux. La principale caractéristique du processus est que le moule tourne autour de deux axes, ou mutuellement perpendiculaires, de plus, par rapport au moulage par injection Traditionnellement, la matière première, sous forme de poudre, est introduite dans le moule, pour être ensuite chauffée puis refroidie. Quelles sont les principales différences avec le processus de moulage par injection? La plus évidente est peut-être que dans le rotomoulage la matière première est utilisée sous forme de poudre et non de granulés de plus, la résine polymérique se trouve à l'intérieur du moule fermé, et n'y est pas injectée sous pression. En outre, le moule, dans le processus de rotation, fonctionne sur la base d'une rotation axiale contrairement à la nature statique du moulage par injection. Enfin, nous pouvons dire que les moules à processus rotatif sont moins chers car ils n'ont pas à tenir compte de la pression d'injection. Pourquoi choisir le rotomoulage? Lorsque des objets de forme creuse doivent être produits, le rotomoulage est particulièrement adapté pour sa facilité d'adaptation à tous les formulaires requis. De plus, en l'absence de forte pression à l'intérieur du moule, le produit a tendance à se rétracter et à se détacher facilement après sa fabrication, même si les objets sont de grande taille. Enfin, nous pouvons dire que grâce au processus de rotation, il est également possible de créer des éléments très complexes tant d'un point de vue structurel que conceptuel. Principales caractéristiques des moules de rotomoulage On peut dire que les principaux matériaux qui composent les moules sont : • Nickel électroforméLorsque nous sommes confrontés à la nécessité d'une meilleure uniformité dans l'échange de chaleur à l'intérieur du moule, nous choisirons la fonte d'aluminium. Si nous devions privilégier une reproduction fidèle des figures, nous pourrions choisir des moules électroformés, tandis qu'en présence de formes simples et de grandes formats, nous pouvons opter pour les moules en acier les moins chers. Si nous parlons de l'épaisseur des moules, nous pouvons dire que, normalement, les moules en fonte d'aluminium ont une épaisseur de 6-8 mm, tandis que ceux en acier seulement 2 à 3 mm. Lors de la conception du moule vous devez toujours garder à l'esprit la matière première que vous utiliserez, car certains polymères se rétractent suffisamment pour faciliter l'extraction de la pièce, d'autres moins, de façon à faire un léger angle de dépouille nécessaire dans le moule pour faciliter le détachement du produit. Phases de rotomoulage Comme nous l'avons dit précédemment, le rotomoulage n'est rien de plus qu'un échange de chaleur à l'intérieur d'un moule dans des conditions de mouvement. Les températures pendant le processus peuvent varier, dans une certaine plage, de manière continue tout au long du cycle de production. Malgré ces variations continues de température, la qualité d'un produit s'établit en calculant la permanence exacte du moule à l'intérieur du four. Ce temps est appelé temps d'induction. On peut donc dire que, dans la première phase du cycle, le temps d'induction est cet intervalle de chauffage du moule dans lequel la résine atteint la température de fusion, qui se produit normalement par soufflage d'air chaud. Le temps d'induction est caractérisé par les variables suivantes: • Température du four • Vitesse d'échange de chaleur • Épaisseur du moule • Température de fusion de la résine • Rapport entre la surface et le volume du moule
EN SAVOIR PLUS
Pourquoi la viscosité et le poids moléculaire sont-ils si importants dans le pet?Pourquoi la viscosité et le poids moléculaire sont-ils si importants dans le pet?Dans le PET recyclé, la viscosité et le poids moléculaire peuvent déterminer la maniabilité et la qualité du produit. Lors de l’utilisation d’une résine PET recyclée, à la fois par moulage et par soufflage et par thermoformage, il est important de comprendre quelles relations existent entre le poids moléculaire et la viscosité du matériau. En parlant de viscosité et de poids moléculaire , il faut revenir avec l’esprit au grand physicien Isaac Newton qui fut impliqué, entre autres innombrables activités scientifiques, également dans l’étude de la dynamique des fluides. Et c’est précisément la dynamique des fluides qui interagit également avec certaines règles de comportement dans le traitement du PET , lorsque nous observons le passage de l’état solide à l’état semi-fluide de la matière première chauffée. En effet, dans la fabrication d’un objet en PET, que ce soit par thermoformage, moulage ou soufflage , la masse fondue qui se transforme en extrudeuse, crée des paramètres d’écoulement dans lesquels le poids moléculaire est d’une grande importance. Cette valeur, dans un polymère, doit être gardée dans la plus grande considération car elle détermine certaines propriétés mécaniques telles que la rigidité, la résistance, la ténacité, la viscosité et la viscoélasticité . Si la valeur du poids moléculaire était trop faible, les propriétés mécaniques du produit PET que vous souhaitez fabriquer seraient probablement insuffisantes pour obtenir une qualité appropriée. La modification de la longueur de la chaîne conduit à un poids moléculaire plus élevé, avec pour conséquence une augmentation de la relation entre les molécules de polymère individuelles et leur viscosité, ce qui affectera le traitement et la qualité du produit. Si l’on veut prendre un exemple dans le domaine du soufflage, on peut dire que la variation du poids moléculaire du polymère conduira à une facilité plus ou moins grande dans la formation de Parison ou de la préforme. Comme nous l’avons vu, il existe un autre paramètre étroitement lié à la valeur du poids moléculaire, qui est la viscosité du polymère fondu , ou encore appelé résistance à l’écoulement. Une augmentation du poids moléculaire correspond généralement à une augmentation de la viscosité par rapport à la température. La présence de chaleur , qui est utilisée pour créer le flux de polymère, incisant le matériau à travers une extrudeuse ou un injecteur, permet au plastique de se ramollir, d’augmenter en volume et de réduire sa densité. Cela implique la séparation des molécules qui se déplaceront à des vitesses différentes , celles au centre de la broche qui, ne rencontrant pas d’obstacles particuliers, auront une vitesse différente de celles périphériques qui entreront en contact avec les parois qui les contiennent, créant ainsi des forces de cisaillement ( contrainte de la coupe ) causée par la différence de vitesse. On peut donc dire que la viscosité d’un matériau est également influencée par sa vitesse , puisque les matières plastiques, aux températures de base, apparaissent comme des éléments emmêlés ensemble, et à mesure que la vitesse d’écoulement augmente, une plus grande orientation des molécules sera créée avec une réduction de la viscosité. Ce type de comportement insère du plastique dans les fluides appelés «non-newtoniens» , contrairement à l’eau qui maintient sa viscosité même avec une vitesse croissante, revenant aux fluides définis comme «newtoniens». Cela nous fait comprendre ce qui arrive à un fluide PET qui passe à travers une tête, une préforme ou un Parison, changeant sa viscosité, réduisant le débit de sortie et augmentant les forces de coupe.Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
Pfas Urgence dans les Plastiques et l'Emballage: Il Y a une Solution?Pfas: Ce sont des composés chimiques qui ne sont pas présents dans la nature, non biodégradables et nocifs pour la santéComme toutes les médailles qui sont respectées, Pfas, un acronyme pour les substances perfluoroalkyliques et polyfluoroalkyliques, ont leur propre côté chatoyant et leur côté sombre. Les composés chimiques de ces familles, qui sont environ 4700, ont été créés en laboratoire et largement utilisés depuis les années 1950 dans leindustrie de l'emballage alimentaire, pesticides, poêles antiadhésives, contenants en carton, mousses de feu, shampooings, peintures, produits de teinture et de nombreuses autres applications. Dans les plastiques, nous les trouvons sous forme d'élastomères (fluorure de vinilidene, fluorures en général, tétrafluoroéthylène) ou dans des matériaux polymères (magnésium-sodium-fluorure sel d'acide silique). Les avantages de ces substances, appliquées aux produits finis, résident dans leur imperméabilité, leur oléophobie et leur résistance à la chaleur, ce qui nous permet de faire, par exemple, une veste imperméable, de ne pas laisser un œuf coller à la poêle, de ne pas se salir, de la mayonnaise ou des substances huileuses quand on mange un sandwich farci contenu dans un emballage en papier et ne pas se salir les mains au cinéma quand on mange du pop-corn. Leur lien chimique composé de fluorure et de carbone rend, la molécule qui en résulte, un élément aujourd'hui irremplaçable dans les applications industrielles, mais le rend également non biodégradable et extrêmement dangereux, car il est inodore, insipide et incolore. Ces caractéristiques lui permettent de se disperser facilement dans l'eau, le sol et l'air, restant à endommager l'environnement et la santé humaine pendant une longue période. Les plantes absorbent les Pfas par l'eau d'irrigation, les donnent aux fruits et aux animaux,dont ils se nourrissent et finissent ainsi comme par magie sur nos tables et dans notre corps. D'un point de vue de la santé, de nombreuses études ont montré que l'accumulation de ces substances dans le corps humain peut favoriser les fausses couches, modifier la fertilité, causer le cancer du testicule, de la thyroïde et des reins. Quels sont les moyens disponibles aujourd'hui pour nous défendre contre la pollution sournoise des Pfas? A l'heure actuelle, il n'y en a pas beaucoup : nous pouvons compter sur des filtres à carbone actifs dans lesquels la porosité du charbon filtre a prouvé une certaine efficacité dans l'interception des Pfas, mais ce n'est pas un système efficace sur toutes les molécules. Mais encore une fois, la biochimie pourrait nous donner une réponse au problème comme une équipe de chercheurs américains ont découvert une bactérie, appelée A6 acidicrobium,qui aurait la caractéristique de rompre le lien entre le fluorure et le carbone dans Pfas. La bactérie a été découverte dans un marais américain et étudiée pendant longtemps en raison de sa capacité à diviser l'ammonium, en exploitant le fer présent dans le sol, sans l'utilisation d'oxygène. Cette réaction nommée, Feammox, a été reproduite en laboratoire, après avoir cultivé de nouvelles souches de bactéries et soumis les nouvelles familles à d'autres tests liés à des substances présentes dans les eaux usées. Après 100 jours de culture dans l'eau contenant, entre autres, Pfas, il a été noté que la bactérie avait la capacité de décomposer les deux liants principaux, le fluorure et le carbone, les réduisant de 60%. La découverte pourrait être intéressante, non seulement dans les liquides d'eaux usées contaminés par le Pfas, mais aussi dans les sols car la bactérie agit dans des conditions hypoxiques, c'est-à-dire de faible teneur en oxygène.
EN SAVOIR PLUS
Quel est le Processus de Dévulcanisation pour le Recyclage des PneusSi nous pensons que chaque voiture, moto, camion, bus ou tout autre véhicule sur roues utilise des pneus pendant une période moyenne de 1 à 2 ans, puis les remplace par des pneus neufs , on peut commencer à comprendre combien il peut y avoir de pneus usagés dans le monde. Si l'on fait ensuite un rapide bilan du nombre de millions de véhicules sur roues qui circulent sur terre, nous pouvons facilement multiplier le nombre de véhicules par le nombre moyen de pneus montés, ce qui donne un nombre étonnant. Ce nombre étonnant tous les 1-2 ans exprime les déchets, sous forme de pneus usagés, auxquels nous devons faire face chaque année, déchets qui s'ils ne sont pas traités correctement et remis en circulation, ils pèsent dangereusement sur l'environnement. Si les ELT (pneus épuisés) sont collectés et gérés correctement, ils peuvent devenir une ressource car ils contiennent du caoutchouc, de l'acier et des fibres textiles qui, par un processus de recyclage peut générer des matières premières secondaires. En particulier, les poudres et granulés de caoutchouc issus de la réduction volumétrique des pneumatiques, s'ils sont soumis à des sollicitations mécaniques, chimiques, thermiques ou irradiés aux ultrasons, subissent un processus défini dévulcanisation, avec des résultats variables selon le matériau de départ et la technologie utilisée, comme le rapporte une étude récente du département d'ingénierie mécanique et structurelle de l'Université de Brescia. Il permet de récupérer une seconde matière première en cassant les liaisons créées entre les chaînes polymères lors de la phase de vulcanisation. Ce procédé de la gomme constituant les pneumatiques n'est pas seulement une voie potentielle de recyclage de ceux-ci, mais représente, à l'heure actuelle, l'approche la plus prometteuse pour résoudre les difficultés liées au problème de l'impact environnemental causé par les quantités énormes de pneus en fin de vie. Grâce au processus appelé dévulcanisation, le caoutchouc est ramené à une structure chimique proche de celle de l'élastomère de départ ; ceci lui permet d'être ajouté aux composés normaux. La dévulcanisation est généralement réalisée en autoclave par des procédés thermochimiques utilisant l'action conjointe de la température, de la pression et d'additifs chimiques. La composition des pneus recyclés est très similaire à celle de la matière vierge d'origine. Sous forme de granulés ou de poudre, il peut faire partie des composés utilisés par l'industrie pour de nombreuses applications. Le concept d'"économie circulaire" prend actuellement une valeur prédominante car les substances dont sont faits les produits seront de plus en plus traitées comme une ressource au même titre que les matières premières et n'est plus simplement éliminé. La perspective vise donc à valoriser les activités visant la réutilisation des pneus en fin de vie (ELT). DÉVULCANISATION La dévulcanisation est le processus par lequel on essaie de séparer les liaisons chimiques entre le caoutchouc et le soufre, créées grâce à la vulcanisation, et responsables des propriétés élastiques et de la résistance mécanique qui font du caoutchouc un matériau très populaire. La dévulcanisation implique l'utilisation de procédés chimiques, thermiques et mécaniques très polluants, car ils pourraient libérer des gaz toxiques dans l'environnement ; de plus, ils nécessitent une grande consommation d'énergie. En raison de l'utilisation d'additifs chimiques ou de températures élevées, il existe un risque élevé que les chaînes polymères qui composent le caoutchouc lui-même se décomposent, ce qui serait dénaturé perdre toutes ses caractéristiques chimiques et physiques. En particulier, les différents modes actuellement utilisés pour ce processus sont listés ci-dessous: Chimie: une quantité de réactifs chimiques à des températures et pressions élevées spécifiques est ajoutée à la poudre de caoutchouc. Une fois le processus terminé, les résidus sont rincés, filtrés et séchés pour éliminer toutes les impuretés chimiques indésirables. Différents agents dévulcanisants peuvent être utilisés et, selon le type choisi et les caractéristiques de la matière première utilisée, différentes substances seront obtenues à la sortie du réacteur. Par exemple, en utilisant des disulfures dans le procédé, il pourrait être possible d'obtenir la formation de sulfure d'hydrogène (H2S), de méthyle ou d'autres thiols (composés organiques similaires à les alcools dans lesquels l'atome d'oxygène a été remplacé par un atome de soufre, répondant ainsi à la formule générale R-SH : le groupe fonctionnel SH est appelé à la fois comme groupe thiol et comme groupe sulfanyle). Étant donné que la fabrication des pneus utilise de l'oxyde de zinc et du carbonate de zinc, la dévulcanisation chimique pourrait également produire des particules métalliques en suspension dans l'air ; il faut donc avant rejet dans l'atmosphère prévoir un traitement spécifique. Ultrasons: dans cette méthode les résidus sont chargés en tête d'une trémie puis introduits dans une extrudeuse qui chauffe et ramollit le caoutchouc par une action mécanique . Par la suite, le matériau est soumis à l'action d'ondes ultrasonores avec une exposition de quelques secondes. L'activité synergique de l'énergie ultrasonique, de la chaleur, de la pression et de l'action mécanique contribue à la dévulcanisation du caoutchouc. La température atteinte dans ce processus est d'environ 110 ° C, il générera donc une émission de vapeur plus faible et puisqu'aucun additif chimique n'est utilisé pour rompre les liaisons de soufre formées dans vulcanisation, aucune émission dangereuse dans l'atmosphère ne se produira non plus. Cependant, les résidus gazeux seront toujours traités avec des filtres à charbon actif. Micro-onde: cette méthodologie utilise l'énergie micro-onde contrôlée pour dévulcaniser les élastomères contenant du soufre. Le matériau à soumettre à ce processus doit être suffisamment polaire pour pouvoir accepter l'énergie à une vitesse telle qu'il puisse générer la chaleur nécessaire à la dévulcanisation la gomme. Biologique: certains micro-organismes sont utilisés pour attaquer les liaisons soufrées formées lors de la vulcanisation du caoutchouc naturel. Le temps de contact biologique nécessaire à ce processus varie entre 10 et quelques centaines de jours. Ces micro-organismes, étant dotés de voies métaboliques désulfurantes, sont capables de casser sélectivement les ponts de soufre présents dans le caoutchouc vulcanisé, sans affecter la chaîne polymère. Les micro-organismes utilisés sont en effet dotés de voies métaboliques, dans lesquelles des enzymes spécifiques interviennent sélectivement pour catalyser la rupture des liaisons carbone-soufre et soufre-soufre des le caoutchouc, sans affecter les polymères constitutifs de l'élastomère lui-même, qui n'est donc pas détruit. Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
L'évolution de la production de semelles en matières plastiques: histoire, procédés et innovations durablesDes premières semelles en plastique aux progrès technologiques et environnementaux actuelspar Marco ArezioLa production de semelles en matériaux plastiques a une histoire fascinante qui reflète l'évolution de la technologie des matériaux et des techniques de production.Depuis le milieu du XXe siècle, lorsque les premières semelles en plastique ont commencé à remplacer les semelles en cuir traditionnelles, jusqu'à nos jours, l'industrie a fait d'énormes progrès.Cet article raconte l'histoire de la production de semelles en plastique, les différentes étapes du processus de production, les machines utilisées et les matières premières impliquées, avec un accent particulier sur les matériaux recyclés.Histoire des Semelles en PlastiqueDans les années 1950, avec l'avènement de nouveaux matériaux synthétiques, les semelles en plastique ont commencé à émerger comme une alternative économique et polyvalente aux semelles en cuir.Le polyuréthane (PU) et le polychlorure de vinyle (PVC) furent parmi les premiers matériaux utilisés. Dans les années 1970 et 1980, l'introduction de l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) a encore révolutionné le secteur grâce à ses propriétés amortissantes et à sa légèreté.Au fil des années, la technologie de production est devenue de plus en plus sophistiquée, permettant la réalisation de semelles avec des propriétés spécifiques pour différents types de chaussures, des chaussures de sport aux chaussures élégantes.Aujourd'hui, la durabilité est au cœur de l'innovation dans le secteur, avec une utilisation croissante de matériaux recyclés et de bioplastiques pour réduire l'impact environnemental.Matières PremièresLes matières premières utilisées pour la production de semelles en plastique sont variées, chacune offrant des propriétés physiques et mécaniques spécifiques. Parmi les plus courantes, on trouve :Polyuréthane (PU): Connu pour sa légèreté et sa résistance à l'abrasion. Il est souvent utilisé pour des semelles confortables et flexibles.Éthylène-acétate de vinyle (EVA): Matériau léger et amortissant, utilisé principalement pour les semelles de sport.Polychlorure de vinyle (PVC): Utilisé pour son coût et sa polyvalence, bien qu'il soit moins performant en termes de confort par rapport au PU et à l'EVA.Caoutchouc thermoplastique (TPR): Combine les propriétés du plastique et du caoutchouc, idéal pour des semelles résistantes et flexibles.Nylon et polyéthylène haute densité (HDPE): Utilisés pour des applications spécifiques nécessitant une grande résistance et durabilité.En plus de ces matières premières traditionnelles, l'industrie adopte de plus en plus de matériaux recyclés pour réduire l'impact environnemental. Parmi les matériaux recyclés les plus utilisés, on trouve :Polyuréthane recyclé (rPU): Dérivé de déchets de production ou de produits en fin de vie, le rPU conserve de nombreuses propriétés du polyuréthane vierge, offrant une alternative durable.Éthylène-acétate de vinyle recyclé (rEVA): Les chutes et produits EVA mis au rebut peuvent être régénérés et réutilisés pour de nouvelles productions, contribuant à réduire les déchets.PVC recyclé (rPVC): Le PVC peut être recyclé de nombreuses fois sans perte significative de qualité, ce qui en fait une option intéressante pour une production durable.Caoutchouc recyclé (rRubber): Dérivé de pneus usagés et d'autres produits en caoutchouc, cette matière première recyclée est particulièrement résistante et adaptée pour des semelles durables.Polymères biosourcés: Fabriqués à partir de sources renouvelables comme l'amidon de maïs ou l'huile de ricin, ces polymères offrent une réduction significative des émissions de CO2 par rapport aux matériaux dérivés du pétrole.Détails de ProductionLe processus de production des semelles en matériaux plastiques se divise en plusieurs étapes, chacune nécessitant l'utilisation de machines spécifiques et de techniques précises.1. Conception et Développement du ModèleAvant de commencer la production proprement dite, il est essentiel de développer un modèle de la semelle. Ce processus implique des designers et des ingénieurs utilisant des logiciels CAD (Conception Assistée par Ordinateur) pour créer un modèle tridimensionnel détaillé.2. Préparation des Matières PremièresLes matières premières sont sélectionnées et préparées pour le processus de production. Le matériau plastique brut, sous forme de granulés ou de poudres, est mélangé à des additifs tels que des agents gonflants, des colorants et des plastifiants pour améliorer les propriétés physiques et mécaniques du produit final.3. Moulage par InjectionLa méthode la plus courante pour la production de semelles en plastique est le moulage par injection. Ce processus comporte plusieurs étapes :Chauffage: Les granulés de plastique sont chauffés dans une machine de moulage par injection jusqu'à atteindre un état fondu.Injection: Le plastique fondu est injecté dans un moule qui a la forme de la semelle. Le moule est maintenu à une température constante pour assurer une distribution uniforme du matériau.Refroidissement: Une fois le plastique injecté dans le moule, le matériau refroidit et se solidifie.Extraction: La semelle formée est extraite du moule et soumise à un contrôle de qualité pour vérifier d'éventuels défauts.Cette méthode permet une production rapide et précise, avec la possibilité de réaliser des semelles complexes avec des détails fins.4. Moulage par CompressionUne autre technique utilisée est le moulage par compression, particulièrement adapté aux matériaux comme le PU:Positionnement: Le matériau plastique est placé dans une cavité du moule.Compression: Les moules sont fermés et compressés sous haute pression, distribuant le matériau de manière uniforme.Chauffage et Refroidissement: Le matériau est chauffé pour permettre la fusion puis refroidi pour se solidifier.L'avantage principal du moulage par compression est la capacité de produire des semelles avec des propriétés mécaniques supérieures et un niveau de densité contrôlé, idéal pour des applications nécessitant une plus grande résistance et durabilité.5. ExtrusionPour certaines applications spécifiques, le processus d'extrusion peut être utilisé:Chauffage: Le matériau plastique est chauffé et fondu.Extrusion: Le plastique fondu est poussé à travers une matrice pour créer une forme continue qui est ensuite coupée à la longueur souhaitée.Cette méthode est particulièrement utile pour la production de semelles de forme simple et continue, comme celles utilisées pour les chaussures de travail ou décontractées. Les extrusions peuvent être travaillées ultérieurement pour ajouter des textures ou des découpes spécifiques.FinitionUne fois les semelles formées, elles doivent être finies. Cela peut inclure:Coupe et Façonnage: Les semelles sont coupées et façonnées pour obtenir la forme finale souhaitée.Traitements de Surface: Application de revêtements antidérapants, impressions décoratives ou textures.Assemblage: Si nécessaire, les semelles peuvent être assemblées avec d'autres composants de la chaussure.Contrôle de QualitéChaque étape du processus de production inclut des contrôles de qualité rigoureux pour garantir que les semelles répondent aux normes de performance et de durabilité. Cela peut inclure des tests de résistance à l'abrasion, de flexibilité, d'adhérence et de longévité.Machines UtiliséesLa production de semelles en plastique nécessite l'utilisation de diverses machines spécialisées. Voici les principales avec des détails techniques et des conseils de sélection :Machines de Moulage par Injection: Ces machines sont essentielles pour la fusion et l'injection du plastique dans les moules. Les machines de moulage par injection peuvent varier en taille et en capacité.Capacité d'Injection: Mesurée en grammes ou en centimètres cubes, elle indique la quantité de plastique que la machine peut injecter par cycle.Force de Fermeture: Mesurée en tonnes, c'est la pression nécessaire pour maintenir le moule fermé pendant l'injection. Les machines avec des forces de fermeture supérieures sont adaptées aux semelles plus grandes et complexes.Vitesse de Cycle: La vitesse à laquelle la machine peut compléter un cycle d'injection et de refroidissement. Les machines à haute vitesse améliorent la productivité.Conseil de Sélection: Choisir une machine avec une capacité d'injection et une force de fermeture appropriées à la taille et la complexité des semelles à produire. Considérer également la vitesse de cycle pour optimiser la productivité.Moules de Compression: Utilisés principalement pour les matériaux comme le PU, ces moules doivent être robustes et capables de distribuer la pression uniformément.Matériau des Moules: Les moules sont généralement fabriqués en acier trempé pour résister à la pression et à la chaleur.Système de Chauffage: Essentiel pour garantir que le matériau fonde uniformément. Il peut être intégré dans le moule ou dans la presse.Système de Refroidissement: Aide à solidifier rapidement la semelle après compression, améliorant l'efficacité de production.Conseil de Sélection: Opter pour des moules avec un système de chauffage et de refroidissement efficace et un matériau de haute qualité pour garantir la durabilité et la précision.Extrudeuses: Machines qui fondent et extrudent le plastique pour former une bande continue. Importantes pour des productions spécifiques.Diamètre de la Vis: Détermine la quantité de matériau qui peut être extrudé. Les vis de plus grand diamètre sont adaptées aux volumes élevés.Longueur de la Vis: Influence le temps de résidence du matériau dans la vis, important pour une fusion uniforme.Système de Refroidissement: Nécessaire pour maintenir la température idéale pendant l'extrusion.Conseil de Sélection: Choisir une extrudeuse avec un diamètre et une longueur de vis adaptés au type de semelle à produire. Un système de refroidissement efficace est crucial pour maintenir la qualité du produit final.Considérations EnvironnementalesL'industrie du plastique est souvent critiquée pour son impact environnemental. Cependant, divers efforts sont en cours pour rendre la production de semelles en plastique plus durable :Recyclage: L'utilisation de matériaux recyclés est en augmentation. Par exemple, l'EVA peut être recyclé et réutilisé dans la production de nouvelles semelles.Bioplastiques: Des matériaux plastiques dérivés de sources renouvelables, comme l'amidon de maïs, sont en cours de développement, offrant une réduction de l'impact environnemental.Efficacité Énergétique: Les technologies avancées permettent de réduire la consommation d'énergie pendant le processus de production.ConclusionLa production de semelles en matériaux plastiques est un processus sophistiqué qui implique une série d'étapes techniques et l'utilisation de machines avancées. Avec une attention croissante à la durabilité, l'industrie évolue pour intégrer des matériaux recyclés et des technologies écologiques, améliorant l'impact environnemental sans compromettre la qualité du produit final. L'histoire des semelles en plastique témoigne de l'évolution technologique et de la capacité de l'industrie à s'adapter à de nouveaux défis, en visant de plus en plus un avenir durable.
EN SAVOIR PLUS
Polypropylène isotactique et oxyde de zinc: solutions pour des matériaux durables et antibactériensL'Avenir des Matériaux Avancés dans les Applications Médicales, Alimentaires et Industrielles: Polypropylène Isotactique et Oxyde de Zincpar Marco ArezioLa recherche sur les matériaux polymériques dotés de propriétés antimicrobiennes ouvre de nouvelles perspectives pour relever les défis mondiaux liés à la sécurité et à la durabilité.Parmi ces matériaux, les composites de polypropylène isotactique (iPP) enrichis en oxyde de zinc (ZnO) se distinguent par leur capacité à combiner résistance mécanique, stabilité chimique et activité antibactérienne. Cette étude a approfondi la préparation et la caractérisation des microcomposites iPP/ZnO, révélant leur potentiel dans des secteurs clés tels que la médecine, l'emballage alimentaire et l'industrie.Association de Propriétés et de FonctionnalitésLe polypropylène isotactique est largement utilisé pour sa légèreté, sa résistance chimique et sa facilité de transformation. Cependant, ses applications peuvent être limitées par une faible résistance aux rayons UV et l'absence de propriétés antimicrobiennes. L'intégration de microparticules de ZnO dans cette matrice polymérique offre une solution prometteuse.L'oxyde de zinc, connu pour ses propriétés antibactériennes et de protection contre les rayons UV, a été incorporé dans le polymère par un processus de mélange à chaud. Les composites obtenus ont démontré non seulement une réduction de la dégradation photo-induite, mais également une activité efficace contre Escherichia coli.Principaux Résultats de la RechercheNous analysons ci-dessous les résultats les plus significatifs obtenus à partir de la recherche sur les microcomposites de polypropylène isotactique et d'oxyde de zinc (iPP/ZnO). Grâce à une combinaison de tests expérimentaux et d'analyses approfondies, les caractéristiques de stabilité thermique, de résistance à la photodégradation, d'activité antibactérienne et de propriétés mécaniques de ces matériaux innovants ont été explorées. Les données collectées mettent en évidence le grand potentiel de ces composites pour répondre aux besoins de secteurs stratégiques tels que la médecine, l'emballage alimentaire et l'industrie, tout en jetant les bases de développements futurs dans des applications concrètes. Les principaux aspects de la recherche sont détaillés ci-après.Résistance à la PhotodégradationL'ajout de ZnO a considérablement amélioré la stabilité du polypropylène sous exposition aux rayons UV. Les tests ont démontré que le matériau subit une oxydation réduite, grâce à l'effet protecteur des particules de ZnO, qui diminuent l'intensité du rayonnement absorbé par le polymère.Activité AntibactérienneLes composites contenant jusqu'à 5 % de ZnO ont réduit de 99,9 % la population bactérienne de E. coli après 48 heures. Cet effet est attribué à la capacité du ZnO à générer des espèces réactives de l'oxygène, qui endommagent les membranes des bactéries, rendant ces matériaux idéaux pour des applications dans des environnements stériles ou hautement contaminés.Stabilité Thermique et MécaniqueLes composites ont montré une résistance thermique accrue par rapport au polypropylène pur, avec une température de dégradation plus élevée. Bien que l'ajout de ZnO ait légèrement réduit l'allongement à la rupture, le matériau a conservé une bonne ductilité, essentielle pour de nombreuses applications industrielles.Perspectives d'Application et d'InnovationLes microcomposites de polypropylène isotactique et d'oxyde de zinc représentent une frontière prometteuse dans la recherche sur les matériaux avancés. Ces composites combinent des propriétés mécaniques, thermiques et antimicrobiennes en une seule solution, ouvrant de nouvelles possibilités d'application. Leur capacité à résister à la photodégradation et à lutter efficacement contre la prolifération bactérienne rend les composites iPP/ZnO particulièrement adaptés à des secteurs clés tels que la médecine, l'emballage alimentaire et les applications industrielles.Leur efficacité contre des bactéries comme Escherichia coli et leur protection contre les rayons UV garantissent des produits plus sûrs et plus durables, répondant ainsi à la demande croissante de matériaux durables et innovants. Cependant, pour exploiter pleinement leur potentiel, il est nécessaire de continuer à développer des méthodes d'optimisation, afin d'améliorer les performances globales et de garantir une compatibilité environnementale accrue. Ces composites sont particulièrement adaptés aux secteurs suivants:Secteur MédicalDes surfaces antibactériennes pour dispositifs médicaux et des emballages stériles pourraient bénéficier de ces composites, réduisant ainsi le risque d'infections.Emballages AlimentairesLa capacité du ZnO à protéger contre les rayons UV et les bactéries le rend adapté à l'extension de la durée de conservation des aliments emballés, tout en améliorant la sécurité alimentaire.IndustrieLes composants exposés à des conditions environnementales difficiles, telles que les radiations UV et les contaminations microbiennes, pourraient tirer parti des propriétés combinées de résistance et d'hygiène offertes par les composites iPP/ZnO.Défis et Développements FutursMalgré des résultats prometteurs, certains aspects nécessitent des études complémentaires. La réduction de l'allongement à la rupture indique la nécessité d'optimiser la dispersion des particules de ZnO et leur interface avec la matrice polymérique. L'utilisation de compatibilisants ou de traitements de surface pourrait améliorer les propriétés mécaniques sans compromettre les propriétés fonctionnelles.En outre, étendre la recherche à d'autres concentrations et combinaisons de nanoparticules pourrait conduire à des matériaux encore plus performants. Les collaborations entre universités et industries seront cruciales pour traduire ces développements en solutions commerciales.ConclusionLes composites de polypropylène isotactique et d'oxyde de zinc représentent une innovation prometteuse pour relever les défis liés à la sécurité, la durabilité et la longévité des matériaux. Grâce à leurs propriétés antibactériennes et leur résistance aux rayons UV, ils peuvent être appliqués dans de nombreux secteurs, contribuant à améliorer la qualité de vie et à réduire l'impact environnemental. Avec des optimisations supplémentaires, ces matériaux pourraient devenir une solution clé pour répondre à de nombreux besoins industriels et sociaux.© Reproduction Interdite
EN SAVOIR PLUS
Odeurs dans les polymères recyclés: comment faire face au problème?La valorisation des polymères recyclés passe également par la solution du problème des odeursDans une perspective d’économie circulaire, les polymères recyclés issus de la post-consommation, donc de la collecte sélective domestique, doivent être valorisés, permettant également de résoudre le problème des odeurs. La nécessité de recourir davantage aux polymères recyclés issus de la post-consommation est désormais devenue un enjeu majeur pour le recyclage des plastiques. Comme indiqué dans l’article publié sur le portail de l’économie plastique et circulaire, deux conditions de base doivent se produire: Remodelage des attentes esthétiques des produits finis en plastique recyclé Réduction ou annulation des odeurs que les produits fabriqués avec des intrants post-consommation apportent avec eux après la production.Dans le premier cas, il est important de pouvoir produire plus de produits avec des plastiques recyclés , en particulier ceux fabriqués aujourd’hui avec des plastiques vierges uniquement pour des raisons esthétiques qui pourraient être définies comme négligeables, augmentant ainsi la consommation de déchets plastiques. Dans le second cas, le problème des odeurs affecte encore fortement l’achat de granulés recyclés, notamment dans les pays où le problème de la protection de l’environnement est moins ressenti. Si nous voulons donner un exemple, une bouteille de détergent produite avec un PEHD recyclé , après production, maintient un quota d’ odeur (parfum?) De détergent qui provient du traitement des bouteilles de la collection séparée, dans laquelle les parfums des liquides précédemment contenus restent également après lavage. Comme vous pouvez le voir, ce n’est pas un problème handicapant pour ceux qui devront remplir la bouteille recyclée avec des liquides parfumés, mais c’est et a toujours été un sujet discuté par les acheteurs de polymères. Bien que les choses changent lentement de ce point de vue, les produits à base de PP ou PP / PE ou LDPE dont les matières premières ont contenu des résidus alimentaires, des détergents, des cosmétiques ou dans lesquels le processus de régénération pose des problèmes critiques posent de graves problèmes. Les facteurs qui contribuent le plus à la création d’odeurs sont représentés par: Les résidus alimentaires, qui créent des processus microbiologiques Résidus cosmétiques présentant des difficultés de nettoyage lors du lavage Tensioactifs incorporés dans les plastiques Contaminations dans l’eau de lavage des déchets plastiques Contaminations causées par la dégradation des polymères lors de la production de granulés. À ce jour, une solution complète et définitive au problème, à appliquer dans la production à grande échelle de polymères recyclés, ne semble pas encore exister, en fait, différentes voies sont suivies pour tenter d’atténuer et, à l’avenir, de résoudre la présence de ces odeurs. Couverture des odeurs Il existe de nombreux produits sur le marché, sous la forme de masterbach, qui sont utilisés dans la phase d’extrusion ou d’injection des produits, contenant divers parfums qui aident à atténuer une odeur âcre comme certaines productions de polymères peuvent l’être. Les parfums sont nombreux: vanille, pin, fraise, orange, citron, lavande et bien d’autres. Processus mécaniques Il existe des usines de production de granulés recyclés qui, lors du traitement des déchets plastiques et de la production du granulé lui-même, réduisent sensiblement les sources générant des odeurs désagréables. Ces systèmes sont basés sur une triple combinaison de filtration, dégazage et aspiration de pièces volatiles afin d’améliorer le problème. Recherche scientifique Dans le même temps, la recherche progresse en essayant d’identifier, de manière scientifique et sans équivoque, la source des odeurs des composés provenant de la collection séparée. L’Institut allemand Fraunhofer pour les procédés et l’ingénierie et l’emballage ( IVV ) étudie comment améliorer les processus de recyclage des déchets post-consommation. Le travail se concentre, avec une approche olfactométrique et analytique , sur l’étude et le catalogage des odeurs présentes dans les plastiques post-consommation, évaluant leur intensité et leur origine, identifiant les matériaux qui les produisent à travers une analyse chimique. Les données recueillies à partir de ces catalogues scientifiques aideront les chercheurs à trouver des processus appropriés pour résoudre les problèmes causés par la dégradation microbiologique, le vieillissement du plastique, les résultats chimiques des processus thermiques et les résidus du traitement mécanique du plastique qui provoquent des odeurs désagréables. Contrôle analytique des odeurs en laboratoire Aujourd'hui, cependant, nous avons la possibilité, grâce à une instrumentation de laboratoire, qui combine l'activité d'un chromatographe en phase gazeuse (GC) et d'un spectromètre à mobilité ionique (IMS) d'avoir une image précise de l'intensité et de la nature des odeurs qui proviennent des déchets de recycler à partir des flocons ou des granulés produits par les plastiques post-consommation. Cet outil nous aide à identifier les composants gênants du point de vue odeur dans les déchets entrants, mais aussi sur la matière première produite ou sur les produits finis en plastique recyclé, afin d'établir des actions correctives ou, avec le client, une gamme analytique et pas discutable, le niveau d'odeurs dans les produits et accepté par les parties.Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
Cycle de vie et applications durables de l'EPDM recycléAnalyse des stratégies de production, d'utilisation et de recyclage dans le secteur des feuilles et barrières imperméables par Marco Arezio Cet article explore le cycle de vie des feuilles EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) recyclées , en mettant en évidence les processus de production, les principales applications et les stratégies pour leur recyclage ultérieur. L’objectif est d’évaluer l’impact environnemental du matériau et son potentiel dans le cadre de l’économie circulaire. Caractéristiques et production d'EPDM recyclé L'éthylène propylène diène monomère (EPDM) est un élastomère thermoplastique largement utilisé dans divers secteurs industriels grâce à ses remarquables propriétés de résistance au vieillissement, aux agents atmosphériques, aux UV et à de nombreux produits chimiques. Ce polymère se distingue par sa polyvalence et sa durabilité, qui le rendent idéal pour les applications extérieures, notamment dans des conditions environnementales extrêmes. Composition et propriétés de l'EPDM Le polymère EPDM est un terpolymère d'éthylène, de propylène et d'un diène qui permet la vulcanisation au soufre. La structure moléculaire unique de l'EPDM lui confère d'excellentes propriétés physiques, notamment une résistance notable aux changements thermiques, le maintien de sa flexibilité à très basse température et une résistance efficace à la chaleur et à la vapeur d'eau. Ces propriétés rendent l'EPDM particulièrement efficace pour des applications telles que les joints d'étanchéité, l'isolation, les toitures et les membranes d'étanchéité. Processus de recyclage de l'EPDM Bien que l'EPDM ait une longue durée de vie, à la fin de son cycle de vie, il peut être transformé et recyclé à travers divers processus visant à réduire l'impact environnemental et à promouvoir l'utilisation durable des ressources. Recyclage mécanique : C'est la méthode la plus courante pour recycler l'EPDM. Le matériau est collecté, nettoyé et haché en granulés ou en poudres. Ceux-ci peuvent être réutilisés pour produire de nouveaux articles en caoutchouc, notamment d'autres feuilles EPDM, des dalles de sol ou comme agrégats dans des applications de construction. Le procédé mécanique est préféré en raison de sa simplicité et de son coût relativement faible, mais il peut entraîner une certaine perte de propriétés mécaniques du matériau recyclé. Recyclage chimique : Bien que plus coûteux et technologiquement avancé, le recyclage chimique offre l'avantage de pouvoir récupérer des monomères purs pouvant être réintégrés dans la production de nouveaux polymères. Ce processus consiste à utiliser des solvants ou des catalyseurs chimiques pour briser les liaisons polymères de l'EPDM, le transformant en matériaux plus simples et facilement régénérables. Recyclage énergétique : Dans certaines circonstances, lorsque le recyclage des matériaux n'est pas pratique, l'EPDM peut être utilisé comme combustible pour la production d'énergie. La combustion d’EPDM produit une quantité importante d’énergie, mais cette pratique est moins respectueuse de l’environnement et est généralement considérée comme une dernière option. Production de feuilles EPDM recyclées Le processus de production de feuilles EPDM recyclées commence par la sélection et la préparation du matériau recyclé , qui est nettoyé pour éliminer les contaminants puis déchiqueté. Le matériau est ensuite mélangé avec une certaine quantité d'EPDM vierge et divers additifs, tels que des antioxydants et des agents de vulcanisation, pour garantir que la feuille finale possède les qualités requises. Le mélange obtenu est ensuite traité dans des calandres pour former des feuilles . Ceux-ci sont ensuite vulcanisés, processus au cours duquel le matériau est chauffé en présence de soufre pour former des liaisons croisées qui améliorent les propriétés élastiques et mécaniques du produit final. La production de feuilles EPDM recyclées contribue non seulement à réduire les déchets et l'utilisation de ressources vierges, mais représente également une excellente opportunité de promouvoir des pratiques industrielles plus durables. Grâce à l'adoption de processus de recyclage et de fabrication responsables, il est possible d'obtenir un impact environnemental positif significatif, en réduisant l'empreinte carbone et en promouvant l'économie circulaire dans le secteur des matériaux synthétiques. Applications de la feuille EPDM recyclée La feuille EPDM recyclée, grâce à sa durabilité et sa résistance aux agents atmosphériques , trouve de nombreuses applications dans divers secteurs industriels, contribuant à promouvoir une gestion plus durable des ressources. Ce chapitre explore les principales applications industrielles des feuilles EPDM recyclées, en soulignant les avantages spécifiques et en présentant quelques études de cas significatives. Applications dans la construction et le génie civil Construction : Dans le secteur de la construction, les feuilles EPDM recyclées sont largement utilisées pour leurs excellentes propriétés imperméabilisantes. Elle est utilisée comme membrane pour les toitures plates ou légèrement inclinées, offrant une solution durable, résistante aux UV et aux intempéries. En outre, il est utilisé comme barrière contre les racines dans les jardins sur les toits et comme revêtement pour les étangs artificiels et les piscines, offrant ainsi une isolation et une protection contre les fuites. Génie civil : L'EPDM recyclé trouve également une utilisation dans des projets de génie civil, comme dans la construction de barrières anti-érosion et dans le revêtement de canaux et de réservoirs. Ses propriétés mécaniques garantissent durabilité et résistance, essentielles dans les applications nécessitant une longue durée de vie et un entretien minimal. Avantages spécifiques L’utilisation d’EPDM recyclé apporte de nombreux avantages, tant économiques qu’environnementaux : Durabilité : L'utilisation d'EPDM recyclé réduit la quantité de déchets envoyés en décharge et la dépendance à l'égard de ressources non renouvelables. Cela permet non seulement de préserver les ressources naturelles, mais également de réduire les émissions de gaz à effet de serre lors de la production de nouveaux matériaux. Rentabilité : Le recyclage de l'EPDM peut réduire considérablement les coûts de production. Les matériaux recyclés sont généralement moins chers que leurs homologues vierges, ce qui rend le produit final plus accessible et compétitif sur le marché. Performance : Bien qu'elle soit recyclée, la feuille EPDM conserve d'excellentes propriétés physiques et mécaniques, la rendant adaptée aux applications nécessitant résistance et durabilité. Cela garantit que l'utilisation de matériaux recyclés ne compromet pas la qualité ou l'efficacité du produit final. Recyclage et durée de vie future de l'EPDM recyclé Le cycle de vie de l'EPDM recyclé ne s'arrête pas à sa première ou à sa deuxième application ; Les opportunités de recyclage ultérieur ou d’autres formes de réutilisation continuent d’élargir le potentiel de ce matériau polyvalent. Ce chapitre explore les options de fin de vie de l'EPDM recyclé, examine les obstacles au recyclage et discute des perspectives futures qui pourraient influencer son utilisation durable. Options en fin de vie de la feuille EPDM Recycler : L'EPDM recyclé peut subir des processus de recyclage répétés, conservant ainsi une qualité acceptable pour différentes applications. Cependant, chaque cycle de recyclage peut potentiellement dégrader certaines propriétés physiques du matériau, ce qui peut limiter l'utilisation finale des produits recyclés. Les innovations en matière de traitement et de préparation des matériaux peuvent prolonger la durée de vie utile de l'EPDM recyclé, permettant ainsi une plus grande réintroduction dans le cycle de production. Upcycling : Transformer l’EPDM usagé en produits de plus grande valeur est une option intéressante. Par exemple, l’EPDM recyclé peut être transformé en composites de haute qualité pour des applications dans des secteurs technologiquement avancés, tels que les composants de véhicules électriques ou les infrastructures intelligentes, où ses propriétés d’isolation et de durabilité sont particulièrement précieuses. Downcycling : Dans de nombreux cas, l'EPDM recyclé est utilisé pour produire des matériaux qui nécessitent moins de performances que l'application d'origine, comme des sous-couches de revêtement de sol ou des matériaux de remplissage de construction. Cela nous permet d’exploiter des matériaux autrement destinés à l’élimination, même si cela n’exploite pas pleinement le potentiel du polymère. Obstacles au recyclage des feuilles EPDM Le recyclage de l'EPDM recyclé se heurte à diverses problématiques, qui peuvent aller des aspects techniques aux enjeux économiques et réglementaires : Technologie : Les processus de recyclage de l'EPDM peuvent être complexes et coûteux, en particulier le recyclage chimique, qui nécessite des investissements importants en recherche et développement pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Aspects économiques : La collecte et le traitement de l'EPDM post-consommation peuvent être économiquement désavantageux sans incitations adéquates. La variabilité des prix du pétrole peut également affecter la compétitivité de l’EPDM recyclé par rapport à l’EPDM vierge. Réglementations : les lois et politiques environnementales peuvent à la fois encourager et entraver le recyclage de l'EPDM. Les réglementations qui imposent des normes strictes pour les matériaux recyclés peuvent limiter l'utilisation de l'EPDM recyclé dans certaines applications, tandis que les incitations en faveur de pratiques de fabrication durables peuvent promouvoir son utilisation. Perspectives futures du recyclage des feuilles EPDM Les tendances actuelles et les innovations futures jouent un rôle crucial dans la détermination du rôle de l’EPDM recyclé dans l’économie circulaire : Innovation technologique : Les développements dans les méthodes de recyclage chimique pourraient améliorer l'efficacité du processus et la qualité du matériau recyclé, rendant l'EPDM recyclé plus compétitif. La recherche de catalyseurs plus efficaces et de procédés moins gourmands en énergie est cruciale. Tendances du marché : Avec une conscience environnementale croissante et une poussée vers la durabilité, la demande de matériaux recyclés est appelée à augmenter. Cela pourrait inciter à investir davantage dans les technologies de recyclage et augmenter l’échelle de production d’EPDM recyclé. Politiques environnementales : les politiques gouvernementales qui imposent l'utilisation de matériaux recyclés et offrent des incitations financières au recyclage peuvent pousser les industries à adopter des pratiques plus durables. En conclusion, l’EPDM recyclé a un potentiel important pour contribuer à une économie plus circulaire et durable. Surmonter les défis techniques et économiques et exploiter les opportunités émergentes seront essentiels à son déploiement futur et à une plus large acceptation dans le paysage industriel mondial.
EN SAVOIR PLUS
Quels sont les Polluants lors des Etapes de Recyclage du PlastiqueUne multitude de polluants peuvent affecter la qualité du recyclage du plastique Le recyclage mécanique est une activité complexe comme il s'agit d'une grande variété de types de plastiques différents, et avec eux, les produits qui peuvent polluer les processus de recyclage en réduisant leur qualité doivent être gérés. Les facteurs et produits pouvant dégénérer et compromettre les opérations de recyclage sont nombreux, diversifiés les uns des autres et auxquels il faut faire très attention afin de ne pas produire de matériaux médiocres. Le processus de recyclage mécanique doit être géré de manière à pouvoir produire une matière première recyclée la meilleure possible afin d'être, lorsque cela est possible, une alternative valable aux polymères vierges. Plus la qualité de la matière recyclée est élevée, plus le remplacement de la matière première issue du raffinage du pétrole est important. Par conséquent, pour concurrencer la résine vierge, les exigences techniques de transformation des différents plastiques recyclés exigent qu'ils aient un haut degré de pureté, exempt de problèmes de contamination, ce qui est encore plus critique dans les applications de récipients qui seront en contact avec les aliments. Les phénomènes et matériaux pouvant polluer les procédés sont nombreux et de natures différentes, allons-y donc étape par étape pour illustrer les principaux. CONTAMINATION PAR D'AUTRES PLASTIQUES Aujourd'hui, il est courant de trouver différents types de résines dans la même application. Par exemple, sur le marché des produits de nettoyage et d'hygiène personnelle, les contenants en plastique ont des composants constitués de divers matériaux, tels que le polypropylène (PP), le polyéthylène haute densité (PEHD), le PVC et le PET, qui génèrent de gros problèmes lors des phases de recyclage. Parmi les principaux problèmes rencontrés, il y a la structure chimique différente entre les matériaux, ainsi que le comportement de glissement des plastiques fondus, très différents les uns des autres, qui conduisent à mettre en évidence l'hétérogénéité et l'incompatibilité entre les différents matériaux. PET ET PVC L'une de leurs applications est la production de contenants de shampoing, avec la caractéristique commune que les deux sont transparents, de sorte qu'ils se contaminent souvent. Cela peut présenter la difficulté d'être séparé avec les méthodes de flottation conventionnelles, en raison de la densité très similaire entre les deux (1,30-1,35 gr/cm3). Mais si le PET est contaminé par du PVC, même à faible concentration, le PVC se dégrade à la température de transformation du PET (autour de 260-280°C), formant des acides qui briser la structure physico-chimique du PET et générer un changement chimique progressif, avec un comportement friable du PET. Des quantités minimales de 100 ppm de PVC provoquent une décoloration du PET lors de la phase de séchage et la génération de points noirs lors de l'extrusion. PET et HDPE En raison des volumes de consommation élevés des deux dans leur application d'emballage, la probabilité de mélange augmente. Ces deux plastiques sont incompatibles à l'état fondu, restant indépendants une fois solidifiés. Des portions de PEHD contaminant sont visuellement imparfaites et peuvent provoquer une fragilité mécanique et une pollution du PE. De plus, il existe des problèmes liés aux températures de fusion, car le PET ne fond pas aux températures du PEHD, risquant d'obstruer les canaux et la buse d'injection. PP et HDPE Le polypropylène est souvent utilisé dans la production de bouchons et de fermetures pour les récipients en PEHD, avec des applications dans les détergents, les agents de blanchiment et les shampooings. Le PP et le PEHD sont indissociables des méthodes physiques, en raison de leur densité très similaire. Lors de la fusion des deux plastiques, il existe un problème d'incompatibilité, qui se reflète à la fois dans les produits extrudés en PEHD et dans les récipients obtenus par soufflage, qui présentent des déformations. De plus, une présence accentuée de PP dans un mélange avec une prédominance de HDPE utilisé pour créer des bouteilles, crée une fragilité sur la ligne d'étanchéité de la bouteille elle-même. Ceci, dans la plupart des cas, lorsque la bouteille est remplie et posée sur les palettes, peut-être avec d'autres palettes de matériaux superposées, une fissure sur le point de soudure avec la fuite du contenu. CONTAMINATION PENDANT LE TRAITEMENT Contamination métallique Lors du traitement des plastiques, la contamination métallique peut être causée par la présence de fragments métalliques ou de bavures, qui pourraient être générés par le dysfonctionnement d'équipements, tels que l'aluminium extrudeuses, broyeurs ou adaptateurs. Leur usure causée par une utilisation continue peut entraîner la perte de petits fragments qui se mélangent aux matières plastiques à utiliser pour le soufflage, le moulage ou l'extrusion. Ces petits fragments peuvent rayer le cylindre de l'extrudeuse ou obstruer les buses des machines de moulage par injection, ainsi que produire des articles extrudés ou moulés par injection présentant des défauts. Pollution par des polymères dégradés Fréquemment, lors du traitement de la résine vierge et du HDPE recyclé, des points noirs ou des stries peuvent être présents sur la surface, comme une manifestation d'un matériau partiellement oxydé ou dégradé qui a été carbonisé, se coinçant dans des surfaces rugueuses ou des cavités. Ces impuretés peuvent être présentes dans le cylindre et à la surface de la vis ou dans les têtes des systèmes d'extrusion-soufflage, pendant une durée prolongée, avec génération conséquente de défauts dans le produit final. De même, les contaminants dans les plastiques tels que les grains sales, les matières étrangères et les différentes couleurs, ainsi que les matériaux à température de fusion plus basse, sont également à l'origine des points noirs. Fréquemment, une telle contamination peut également apparaître jaune, brune ou ambre, selon l'étendue de la dégradation. Contamination du gel Les gels (communément appelés fisheyes), en forme d'ellipse allongée, témoignent de problèmes de qualité tant au niveau du film transparent que coloré, visible avec une épaisseur moins de 130 microns. Les gels sont principalement des défauts visuels, qui réfléchissent et transmettent la lumière différemment du reste du matériau, causés par plusieurs raisons : petites traces de matériaux de haut poids moléculaire matériaux réticulés causés par une surchauffe fines particules de matériau rebroyé résidus de catalyseur substances organiques ou contaminants inorganiques Contamination par l'humidité L'eau ou l'humidité sont des contaminants qui induisent la rupture de la chaîne hydrolytique, les matériaux doivent donc être strictement secs avant d'être traités. Dans le cas d'une résine hygroscopique, comme le PET, les flocons recyclés doivent être séchés à des températures de 160-180°C pour abaisser le taux d'humidité à 50 ppm, nécessaire pour le traitement de moulage par injection-soufflage adapté aux préformes et récipients en PET, afin d'éviter une réduction du poids moléculaire. Dans tous les cas, même pour des matières ou des applications moins nobles comme les détergents ou les cosmétiques ou les produits alimentaires, il est bon de sécher au préalable toute matière plastique recyclée qui doit être utilisé comme matière première, en évitant dans tous les cas des réductions qualitatives des produits finis. En raison de la grande diversité des sources polluantes, la gamme d'effets attribués au problème de pollution peut être : variation de couleur faible qualité esthétique du produit odeurs indésirables et formation de fumée colmatage des buses d'injection laminage et faible résistance aux chocs Par conséquent, les transformateurs travaillant avec des matériaux recyclés doivent fixer des limites de plus en plus strictes sur la contamination de leurs matériaux entrants et de leurs produits, en surveillant attentivement toutes les entrées du processus. De ce qui précède, on peut conclure que les deux principaux facteurs qui amplifient l'effet des polluants sont, l'hétérogénéité et l'incompatibilité de la nature chimique des matériaux plastiques recyclés , qui donnent des performances qualitatives négatives, se traduisant par une faible valeur ajoutée du produit retravaillé. Trois éléments importants à considérer lors de la surveillance de la qualité des matériaux recyclés en ce qui concerne la présence de contamination : contrôle de la source d'approvisionnement et détermination du degré de contamination de celle-ci l'efficacité du nettoyage dans le système de recyclage contrôles analytiques de la qualité des produits réalisés pour suivre le résultat de ce qui est produit.Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
Encres de sérigraphie écologiques : Révolution verte dans l’imprimerieGuide complet des avantages environnementaux et opérationnels des encres durables par Marco Arezio La conscience environnementale croissante et les réglementations de plus en plus strictes ont poussé l’industrie de la sérigraphie vers l’adoption d’encres plus durables. Les encres de sérigraphie écologiques représentent une réponse innovante et responsable à ce besoin, alliant performances d'impression de haut niveau et impact environnemental réduit. Dans cet article, nous explorerons la nature, la production et les avantages des encres de sérigraphie écologiques par rapport aux alternatives traditionnelles. Définition et types d'encres de sérigraphie écologiques Les encres de sérigraphie écologiques sont des formulations spéciales conçues pour minimiser l'impact environnemental associé à la production, à l'utilisation et à l'élimination des encres utilisées dans l'industrie de la sérigraphie. Cette catégorie d'encres se distingue par l'utilisation de composants moins nocifs, durables et, si possible, issus de sources renouvelables. La définition de « vert » englobe une gamme d'attributs, notamment la réduction de l'utilisation de substances toxiques, la diminution des émissions de composés organiques volatils (COV) et l'utilisation de matériaux biodégradables ou recyclables. Types d'encres de sérigraphie écologiques La diversification des encres de sérigraphie écologiques leur permet de répondre à des besoins spécifiques en matière de durabilité et d'application, notamment : Encres à base d'eau Ces encres utilisent de l'eau comme solvant principal, remplaçant largement les solvants à base de pétrole. Ils sont moins volatils et toxiques que leurs homologues solvants. Elles sont particulièrement adaptées à l'impression sur tissus, papier et carton, où l'absorption du matériau compense la vitesse de séchage plus lente par rapport aux encres à solvant. Encres UV Les encres UV durcissent ou polymérisent lorsqu'elles sont exposées à la lumière ultraviolette. Ce processus transforme l'encre liquide en solide sans évaporation de solvants, éliminant presque complètement les émissions de COV. Ces encres sont utilisées sur une large gamme de substrats, notamment le plastique, le métal, le verre et le bois, grâce à leur excellente adhérence et durabilité. Encres à base de soja et végétales Composées principalement d’huiles végétales (comme l’huile de soja), ces encres remplacent les huiles minérales et les solvants pétroliers. Ils offrent une impression de haute qualité avec une moindre dépendance aux ressources fossiles. Ils sont idéaux pour l’impression sur papier et carton, offrant une bonne définition d’impression et contribuant à faciliter le recyclage des imprimés. Avantages communs Malgré les différences, toutes ces typologies partagent des avantages clés qui les rendent préférables dans un contexte écologique : Impact environnemental réduit : Ils réduisent les émissions nocives et l'utilisation de ressources non renouvelables. Sécurité et santé au travail : Ils réduisent l'exposition aux substances dangereuses pour les opérateurs. Compatibilité avec les réglementations environnementales : Ils aident les entreprises à se conformer aux normes et réglementations environnementales de plus en plus rigoureuses. Le choix entre ces types dépend des besoins spécifiques de l'application, de la durabilité souhaitée et des caractéristiques du matériau à imprimer. L’évolution continue de la technologie des encres sérigraphiques respectueuses de l’environnement promet de nouvelles améliorations en termes de performances et d’impact environnemental, poussant l’industrie vers des pratiques plus durables. Où et comment les encres de sérigraphie sont utilisées Les encres de sérigraphie trouvent des applications dans un large éventail de secteurs et sur différents types de matériaux, grâce à leur polyvalence et leur capacité à offrir des impressions de haute qualité sur différentes surfaces. Ci-dessous, certains des principaux domaines d’application des encres de sérigraphie sont explorés : Textile La sérigraphie est une technique très utilisée dans le secteur textile pour la décoration de vêtements, de tissus d'ameublement et d'accessoires. Les encres de sérigraphie à base d'eau, en particulier, sont très appréciées pour l'impression sur tissus, car elles sont moins nocives pour l'environnement et pour ceux qui portent les vêtements imprimés. Papier et Carton Les encres de sérigraphie sont utilisées pour l'impression sur papier et carton dans diverses applications, notamment les emballages, les affiches, les cartes postales et le matériel promotionnel. La sérigraphie permet d'obtenir des effets particuliers, comme des finitions brillantes, métalliques ou texturées, qui ajoutent de la valeur aux objets imprimés. Électronique Dans le secteur de l'électronique, les encres de sérigraphie sont utilisées pour l'impression de circuits imprimés, de claviers à membrane, d'écrans et de divers composants électroniques. Dans ce contexte, les encres conductrices et les encres UV sont souvent utilisées en raison de leurs propriétés spécifiques, telles que la conductivité électrique ou la résistance aux solvants et à l'abrasion. Verre et Céramique La sérigraphie est également utilisée dans la décoration du verre et de la céramique, par exemple dans les bouteilles, les verres, les carreaux et la vaisselle. Les encres utilisées dans ces applications doivent résister à des températures et à des processus de cuisson élevés, tout en conservant la brillance et la fidélité des couleurs. Industrie de la publicité et de la signalisation Les encres de sérigraphie sont idéales pour la production de panneaux, autocollants, bannières et matériel promotionnel grâce à leur durabilité externe et leur résistance aux agents atmosphériques. Cette application profite de la capacité de la sérigraphie à imprimer sur des matériaux plastiques et métalliques, ainsi que sur des supports plus traditionnels. Articles promotionnels Les objets promotionnels tels que les stylos, les clés USB, les gadgets et les articles cadeaux sont souvent décorés par sérigraphie. La technique permet d'appliquer des logos et des messages promotionnels sur des surfaces de différentes formes et matériaux, avec une grande précision et qualité. Processus de production d'encres de sérigraphie écologiques Le processus de production d’encres de sérigraphie écologiques représente une expression de l’engagement envers la durabilité et l’innovation dans l’industrie de l’imprimerie. Ce processus se distingue par l'accent mis sur la sélection de matières premières ayant le moins d'impact sur l'environnement, l'optimisation des processus de production pour réduire les déchets et la consommation d'énergie, et l'attention portée à la sécurité et à la santé des opérateurs. Voyons les principales phases en détail : Sélection des matières premières La première phase du processus de production d’encres de sérigraphie écologiques concerne la sélection rigoureuse des matières premières. Cela comprend : Pigments écologiques : Nous optons pour des pigments non toxiques et de préférence d'origine naturelle ou à moindre impact sur l'environnement par rapport aux pigments synthétiques traditionnels. Liants naturels ou biodégradables : Des huiles végétales (comme l'huile de soja) ou d'autres substances naturelles sont utilisées comme liants à la place des liants à base de pétrole. Solvants à faible impact environnemental : Dans les cas où l'utilisation de solvants est nécessaire, ceux à faible volatilité et moins toxiques sont préférés, comme l'eau dans les encres à base d'eau. Formulation d'encre Pendant la phase de formulation, les ingrédients sélectionnés sont mélangés dans des proportions précises pour obtenir les caractéristiques d'encre souhaitées, telles que la viscosité, la couleur et la solidité. Ce procédé nécessite des compétences techniques spécifiques pour équilibrer les propriétés écologiques de l'encre avec les besoins de performances d'impression. Production et contrôle qualité Une fois formulée, l'encre subit un processus de fabrication qui peut inclure des étapes telles que le broyage pour réduire la taille des pigments et améliorer la finition, et l'homogénéisation pour assurer une répartition uniforme des composants. Tout au long du processus de production, des contrôles de qualité stricts sont appliqués pour garantir que l'encre finale répond aux spécifications techniques et environnementales. Emballage et distribution Les encres de sérigraphie écologiques sont ensuite conditionnées dans des contenants spécialement choisis pour minimiser l'impact environnemental, en privilégiant les matériaux recyclés ou recyclables. La distribution est prévue pour réduire les émissions de CO2, par exemple en regroupant les expéditions ou en utilisant des moyens de transport respectueux de l'environnement. Problèmes et innovations La production d'encres de sérigraphie écologiques présente divers problèmes, comme celui de maintenir des performances d'impression à des niveaux comparables à ceux des encres traditionnelles tout en respectant des critères écologiques. L'innovation constante dans les matériaux et les techniques de production est essentielle pour surmonter ces problèmes, faisant des encres écologiques un choix de plus en plus viable pour l'industrie de l'imprimerie. Avantages environnementaux et opérationnels des encres de sérigraphie écologiques Les encres de sérigraphie écologiques offrent un certain nombre d'avantages significatifs par rapport à leurs homologues traditionnelles, non seulement d'un point de vue environnemental mais également en termes opérationnels. Ces avantages reflètent l'importance croissante de la durabilité dans les décisions de fabrication et d'achat, sans négliger l'efficacité et la qualité du processus d'impression. Avantages environnementaux Réduction des émissions nocives Les encres écologiques minimisent ou éliminent complètement l'utilisation de solvants volatils, responsables des émissions de composés organiques volatils (COV) dans l'atmosphère. Cela réduit non seulement la pollution de l'air, mais contribue également à améliorer la qualité de l'environnement de travail en réduisant l'exposition des travailleurs à des substances potentiellement nocives. Moins d'impact sur la santé et la sécurité La composition plus sûre des encres de sérigraphie respectueuses de l'environnement réduit le risque de réactions allergiques, de problèmes respiratoires et d'autres problèmes de santé liés à l'utilisation de produits chimiques agressifs. Cela signifie également que moins de mesures de protection individuelle et de ventilation peuvent être nécessaires, ce qui rend l'environnement de travail plus sûr et plus agréable. Utilisation durable des ressources L'utilisation de matières premières renouvelables, comme les huiles végétales, et de pigments ayant moins d'impact sur l'environnement, favorise l'utilisation durable des ressources. De plus, la haute biodégradabilité de nombreuses encres écologiques facilite le processus d’élimination, réduisant ainsi l’empreinte écologique du produit fini. Avantages opérationnels Efficacité du nettoyage et de l'entretien Les encres à base d'eau et UV nécessitent des procédures de nettoyage moins agressives que les encres à base de solvant. Cela se traduit par une réduction des temps d'arrêt et de l'utilisation de produits chimiques pour le nettoyage, ce qui se traduit par une réduction des coûts d'exploitation et un moindre impact sur l'environnement. Polyvalence et qualité d'impression Malgré leur caractère écologique, les encres de sérigraphie écologiques offrent une excellente qualité d’impression, avec des couleurs éclatantes et une bonne résistance dans le temps. Ils conviennent à une large gamme de supports, notamment les tissus, le papier, le plastique et le métal, offrant une grande polyvalence aux opérateurs du secteur. Compatibilité avec la réglementation environnementale L'utilisation d'encres écologiques facilite le respect de réglementations environnementales de plus en plus strictes, aidant les entreprises à éviter les sanctions et à améliorer leur image auprès des consommateurs, de plus en plus attentifs à la durabilité. Comparaison avec les encres traditionnelles La transition vers l’utilisation d’encres de sérigraphie respectueuses de l’environnement représente un tournant important pour l’industrie de l’imprimerie, répondant au besoin croissant de durabilité environnementale. Pour mieux comprendre la valeur ajoutée des encres écologiques, il est utile d’examiner les principales différences par rapport aux encres de sérigraphie traditionnelles sous divers aspects. Composition chimique Encres traditionnelles : Traditionnellement, les encres de sérigraphie sont formulées à base de solvants volatils, de pigments synthétiques et de résines dérivées du pétrole, qui peuvent émettre des composés organiques volatils (COV) nocifs pour l'environnement et la santé humaine. Encres écologiques : Au contraire, les encres écologiques sont développées dans le but de réduire ou d'éliminer la présence de ces substances nocives. Ils utilisent des solvants à base d'eau, des huiles végétales, des pigments naturels ou moins toxiques et des liants biodégradables, ce qui entraîne une réduction significative des émissions de COV. Impact environnemental Encres traditionnelles : L'utilisation de solvants et de composants à base de pétrole entraîne un impact environnemental élevé, de la production à l'élimination, incluant des risques de contamination de l'air, de l'eau et du sol. Encres écologiques : Les encres de sérigraphie écologiques minimisent l'impact environnemental à toutes les étapes de leur cycle de vie. Leur production, leur utilisation et leur élimination présentent des risques environnementaux bien moindres, grâce à l'utilisation de matières premières renouvelables et à une toxicité réduite. Santé et sécurité au travail Encres traditionnelles : Une exposition à long terme aux solvants et autres composants toxiques des encres traditionnelles peut avoir des effets négatifs sur la santé des opérateurs, nécessitant l'utilisation d'équipements de protection individuelle et de systèmes de ventilation adéquats. Encres écologiques : La formulation plus sûre des encres écologiques réduit le risque de problèmes de santé et améliore les conditions de travail, limitant le besoin de mesures spécialisées de protection et de ventilation. Performance et applicabilité Encres traditionnelles : Les encres traditionnelles sont connues pour leur durabilité, leur résistance aux intempéries et leur polyvalence sur différentes surfaces. Ces caractéristiques en ont fait le choix le plus répandu dans de nombreuses applications industrielles et commerciales. Encres écologiques : Même si dans le passé les encres écologiques pouvaient avoir des limites en termes de performances par rapport aux encres traditionnelles, les récents développements technologiques ont considérablement amélioré leur qualité, leur résistance et leur polyvalence, les rendant compétitives dans de multiples applications. Frais Encres traditionnelles : En général, les encres traditionnelles sont moins coûteuses que les variantes respectueuses de l'environnement, principalement en raison de la large disponibilité et du moindre coût des matières premières à base de pétrole. Encres écologiques : Les encres écologiques peuvent avoir un coût initial plus élevé, étant donné le prix plus élevé des matières premières durables et les processus de production moins polluants. Cependant, ce coût est souvent compensé par les avantages en termes de santé, de sécurité et de conformité environnementale, ainsi que par l’amélioration de l’image de l’entreprise.
EN SAVOIR PLUS
L'Utilisation de Charges Minérales dans la Production de Bouteilles en PEHD RecycléAvantages et inconvénients de souffler des bouteilles avec des granulés de PEHD recyclé chargés de talc ou de carbonate de calcium La production de bouteilles en PEHD monocouche a toujours été la compétence de polymère vierge jusqu'à il y a quelques années, avec lequel les couleurs, les épaisseurs, les finitions, les parfums et les formes étaient fabriqués sans trop se soucier du rapport polymère-soufflage. L'avènement du HDPE recyclé dans le monde du soufflage a été progressif et assez compliqué, car il y avait une certaine méfiance sur l'utilisation du rHDPE, motivée par des doutes hypothétiques sur la résistance mécanique, sur la qualité des surfaces, sur l'étanchéité de la poignée, sur l'odeur de l'emballage soufflé, sur la réalisation des couleurs et la transparence pour voir les liquides à l'intérieur, sur l'étanchéité des soudures, sur la micro perforations des surfaces, sur la disponibilité du matériau et sur la faible différence de prix par rapport à la matière première vierge. Toutes les objections légitimes pour ceux qui sont habitués à utiliser du polymère vierge, mais beaucoup d'entre elles étaient des idées préconçues générales sur les matériaux recyclés, qui étaient encore considérés comme synonymes de qualité inférieure générale. Il ne fait aucun doute que les premières années au cours desquelles le PEHD recyclé en granulés soufflés est arrivé sur le marché, la qualité des usines de recyclage et de tri attribuée à la matière première matériel certaines limites objectives. Les principaux problèmes critiques étaient liés à certains facteurs techniques : • Les impuretés contenues dans le granule • Présence excessive de PP • Présence d'humidité résiduelle • Odeur persistante • Couleur difficilement gérable Nous n'entrerons pas dans la manière dont le secteur du recyclage a techniquement, au fil des ans, résolu les problèmes exposés, en réussissant à créer un granulé de PEHD recyclé comparable, à partir de point de performance globale, plusieurs fois à la vierge. Peut-être que, dans certains cas et avec certaines machines, la question de l'épaisseur de la bouteille est encore un sujet ouvert, car, parfois, cela peut être nécessaire pour augmenter l'épaisseur en utilisant le rHDPE par rapport au premier choix. La raison pour laquelle cela peut parfois être nécessaire dépend de nombreux facteurs, tels que la forme et la taille de la bouteille, la machine de moulage par soufflage que vous utilisez, la qualité de le granulé recyclé, autant d'éléments nécessaires pour atteindre un bon rapport, entre la résistance à la compression de la bouteille et le poids qui pèse sur elle une fois insérée dans une palette verticale. Il est possible de pallier cet inconvénient, après vérification et résolution des problèmes précédents, grâce à l'utilisation de charges minérales telles que le talc ou le carbonate de calcium. La fonction des charges minérales est d'augmenter la résistance à la compression verticale de la bouteille, sans avoir à augmenter son épaisseur, grâce à l'utilisation de pourcentages qui ne dépassent pas habituellement 10-15%, selon la taille du produit à fabriquer. Il convient de noter, en engageant des granulés chargés, que la bouteille bénéficie d'avantages liés à la résistance à la charge et à la torsion, améliorant ainsi la portabilité et l'économie en phase de production. Il y a cependant quelques informations à garder à l'esprit au moment de décider d'opérer en soufflant avec une granule de rHDPE chargée de talc ou de caco3: • Les vis de soufflage doivent être souvent nettoyées, car les premières étapes de l'utilisation d'un mélange abrasif, tel que le HDPE chargé, facilitent le transport de la contamination présente dans le machine à souffler avec possibilité de créer des trous dans la bouteille. • La présence de charges minérales peut affecter la transparence, ou semi-transparence, du produit. • La création des couleurs doit tenir compte d'un éventuel résultat de couleur différent par rapport à un rHDPE sans charges. • La présence de PP, même en faibles pourcentages, dans un granulé chargé, réduit encore la capacité d'étanchéité et d'étanchéité du flacon, notamment dans les anses ou dans points avec des angles particuliers. Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
EPDM Recyclé: d'Où il Vient et de Quoi il s'AgitVoyons ce que sont les polymères EPDM, ceux mélangés au PP et quelles sont les sources de leur recyclage. Dans le monde des polymères, le caoutchouc EPDM est défini comme un terpolymère, car il est issu de la copolymérisation d'éthylène, de propylène et d'un monomère diène.Dans l'analyse des composants EPDM, la valeur de l'éthylène peut être représentée par un pourcentage allant de 45 à 75 Cette plage de pourcentage affecte les caractéristiques du mélange de caoutchouc, en effet plus le pourcentage d'éthylène est élevé, meilleure sera la maniabilité, le chargement et l'extrusion. En ce qui concerne la vulcanisation à base de peroxyde des composés de caoutchouc EPDM, ceux-ci se caractérisent par une densité de réticulation plus élevée que d'autres polymères similaires. L'EPDM se prête également très bien aux mélanges avec le polypropylène, car il a une rigidité et une température de ramollissement élevées, compatibles avec les deux polymères.Les caractéristiques techniques des mélanges entre PP et EPDM dépendent du degré de mélange des composants, en effet, avec un pourcentage de PP d'environ 90% on obtient les mêmes caractéristiques techniques que le PP d'origine, mais avec une rigidité et une température de ramollissement inférieures. En revanche, les mélanges qui contiennent un pourcentage de PP autour de 40% auront les caractéristiques typiques d'un caoutchouc thermoplastique. De plus, le choix du type de polypropylène, qu'il soit homopolymère ou copolymère, va modifier les caractéristiques finales du mélange. Quelles sont les propriétés de l'EPDM? Les produits EPDM ont une bonne résistance à l'eau chaude et froide, à la chaleur, à l'ozone, aux intempéries et à la vapeur. En revanche, ils ont une faible résistance à l'essence, au kérosène, aux hydrocarbures aromatiques aliphatiques, aux solvants et aux acides concentrés. Quelles sont les utilisations? L'utilisation la plus courante de l'EPDM est certainement le secteur automobile, où il est utilisé pour les principaux produits suivants : • joints de porte • fenêtres • troncs • pare-brise Dans le secteur construction : • membranes de toit • géomembrane pour bassins • mélangés avec des polyuréthanes, ils sont utilisés sur les sols, les toits, l'asphalte, la brique et le bois • pour créer des sols antidérapants
EN SAVOIR PLUS
L'importance de la Déshumidification des Polymères Plastiques RecyclésComment et pourquoi il est nécessaire de réduire l' humidité des polymères recyclés avant leur utilisation Comme décrit dans l'article « Absorption d'humidité dans les polymères », la présence d'humidité sur la surface externe et à l'intérieur des masses polymères crée différents types de problèmes liés aux caractéristiques de la matière première à utiliser. Les polymères plastiques recyclés hygroscopiques et non hygroscopiques sont soumis aux effets néfastes de l'humidité, qui peut être absorbée pendant le traitement, le transport ou le stockage, en recherchant un équilibre avec l'environnement dans lequel ils se trouvent. Comme nous l'avons vu, dans les polymères recyclés non hygroscopiques, l'humidité est retenue en surface, tandis que dans les polymères hygroscopiques, elle se retrouvera également à l'intérieur du granulé de plastique. L'humidité, qu'elle soit présente en surface ou à l'intérieur du granulé, affecte négativement l'aspect esthétique et mécanique du produit final et, par conséquent, pour produire une matière première plastique qui ne rencontre pas ces problèmes, il est nécessaire de la déshumidifier au préalable pour l'utiliser. . Le pourcentage d'humidité résiduelle toléré par la matière première recyclée est généralement indiqué par les producteurs lors du contrôle qualité des marchandises sortantes et peut varier en fonction du type de polymère pris en considération et du type de produit destiné à être créé. Il faut tenir compte du fait que les matières plastiques recyclées, après la phase d'emballage, passent des temps plus ou moins longs dans les opérations de transport et de stockage, temps pendant lesquels il est possible que les polymères absorbent une nouvelle humidité. Pour cette raison, il est toujours recommandé, avant d'utiliser le granulé, d' effectuer l'opération de déshumidification qui, en fonction du polymère, peut nécessiter des temps variables, pour atteindre une humidité résiduelle finale exprimée comme suit pour un échantillon de polymères : • ABS Température de l'air : 80° Durée du traitement : 2-3 heures Humidité résiduelle : 200 ppm • EP Température de l'air : 90° Durée du soin : 1 heure Humidité résiduelle : 100 ppm • PP Température de l'air : 90° Durée du soin : 1 heure Humidité résiduelle : 200 ppm • PVC Température de l'air : 70° Durée du soin : 1 heure Humidité résiduelle : 200 ppm Le système le plus courant de déshumidification des polymères recyclés consiste à rapprocher la matière plastique avec un flux d'air chaud , car celui-ci a la capacité de retenir l'humidité et plus la température est élevée, plus le volume d'humidité éliminé est important. L'air a la capacité de retenir l'eau jusqu'à sa saturation et cette quantité varie en fonction de l'augmentation de la température. Par exemple, 1 kg d’air est rendu saturé à : • 20° - 14,7 grammes d'eau • 35° - 36,6 grammes d'eau • 50° - 82,6 grammes d'eau Dans les cycles de déshumidification des polymères, il est possible d'utiliser l'air de l'environnement, défini comme un simple séchage, uniquement dans des situations de température et d'humidité favorables. Tandis que l’air préalablement séché, appelé déshumidifié, peut être utilisé pour obtenir une action de séchage significative même dans des conditions défavorables. Nous gardons à l'esprit qu'un granulé sec, s'il est mis en contact avec l'air, commence à absorber de l'humidité dont le pourcentage variera en fonction des conditions climatiques dans lesquelles il se trouve, donc le type d'intervention de déshumidification variera en fonction de ces paramètres. Lors d'un processus de séchage, l'air chaud frappera le granulé, qui sera placé dans une trémie, ce qui libérera l'humidité de sa surface et de son intérieur qui migrera vers le flux d'air créé. Les principales variables au cours d’un processus de séchage sont donc : • Type de polymère • Humidité de départ du granulé • Point de rosée de l'air de traitement • Humidité résiduelle requise • Temps de séchage • Température de l'air de traitement • Taille des granules L'ensemble du processus de séchage tourne autour de l' humidité résiduelle acceptée , en fonction du type de produit à fabriquer et de la technique de production et, plus le processus de séchage est court, plus la température utilisée est élevée, sans préjudice des limites techniques de chaque polymère en termes de degré. de ramollissement et de libération de substances nocives. Les besoins en air pour les processus de déshumidification seront exprimés en mètres cubes d'air pour chaque kg de polymère à sécher, en tenant compte de la quantité de granulés déplacée dans la trémie, de la température de l'air et de la consommation électrique. La taille et la forme du granulé ont également une influence sur le processus de déshumidification, car le temps de séchage augmente à mesure que sa taille et sa surface par unité de mesure (cube, cylindre ou sphère) augmentent. Catégorie : actualités - technologie - plastique - recyclage - déshumidification Voir plus d'informations sur les plastiques Voir plus d'informations sur le recyclage
EN SAVOIR PLUS
Filtration avancée à l'état fondu pour polymères recyclés hautement contaminés : stratégies et technologies pour une production plus efficaceDécouvrez des solutions de filtration à l'état fondu pour les recyclats complexes : systèmes de lavage à contre-courant continu, de raclage et de laser par Marco Arezio Le secteur du recyclage des polymères est en constante croissance, porté par la demande croissante de durabilité et la nécessité de réduire l'impact environnemental. Cependant, la gestion des flux de déchets plastiques hautement contaminés représente l'un des défis les plus importants. Les impuretés telles que les métaux, le papier, le bois, les fibres textiles et surtout les gels (polymères dégradés ou réticulés) peuvent sérieusement compromettre la qualité du produit final et l'efficacité du processus d'extrusion. La filtration à l'état fondu est une opération essentielle visant à éliminer ces impuretés, à garantir un polymère recyclé de haute qualité et à minimiser les interruptions de production. Les systèmes de filtration traditionnels sont souvent incapables de gérer les matériaux hautement contaminés, ce qui entraîne de fréquents arrêts de production pour le nettoyage ou le remplacement des éléments filtrants. Cet article technique explore les dernières innovations en matière de conception et d'optimisation des systèmes de filtration à l'état fondu, capables de traiter des charges élevées d'impuretés et de gel, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production et la durabilité du processus de recyclage. L'évolution des systèmes de filtration par fusion: au-delà du filtre à bougie Les filtres à bougies, bien qu'efficaces pour les matériaux à faible teneur en contaminants, montrent leurs limites avec les recyclats post-consommation. Leur surface filtrante limitée et la nécessité de nettoyages ou de remplacements fréquents les rendent inadaptés aux applications à forte contamination. La recherche et le développement ont conduit à l'introduction de technologies plus sophistiquées, conçues pour fonctionner en continu ou avec un minimum de temps d'arrêt, garantissant une productivité accrue et une meilleure qualité des produits. Filtres à contre-lavage continu: la solution pour un fonctionnement ininterrompu Les filtres à rétrolavage continu représentent une étape importante dans l'évolution de la filtration par fusion. Leur principe de fonctionnement repose sur la présence de deux ou plusieurs éléments filtrants (tamis ou cartouches) fonctionnant en parallèle. Lorsqu'un élément filtrant est obstrué, une partie de la masse fondue propre est déviée et reflue à travers l'élément obstrué, évacuant ainsi les impuretés accumulées. Ce processus s'effectue automatiquement et sans interruption du flux principal, permettant une production continue. Les systèmes les plus avancés utilisent des capteurs de pression différentielle pour surveiller le niveau de colmatage et déclencher le rétrolavage uniquement lorsque cela est nécessaire, optimisant ainsi l'efficacité et réduisant le gaspillage de matériaux. L'efficacité de ces systèmes dépend de la conception appropriée de la géométrie du tamis et de la gestion de la pression et de la température pendant le rétrolavage. Filtres racleurs: robustesse et autonettoyage pour les contaminants abrasifs Les filtres racleurs, également appelés filtres de surface racleurs, sont particulièrement adaptés au traitement de matériaux riches en impuretés fibreuses, abrasives ou de grande taille. Ces systèmes sont équipés d'un élément filtrant cylindrique ou conique, sur la surface interne ou externe duquel tourne une lame ou un racleur. Les impuretés sont mécaniquement éliminées de la surface du filtre et acheminées vers une chambre de collecte, d'où elles peuvent être évacuées périodiquement sans interruption du processus. La robustesse de ces filtres les rend idéaux pour les applications intensives, où d'autres systèmes pourraient être endommagés ou se colmater rapidement. L'optimisation de la conception des pales et de la vitesse de rotation est essentielle pour maximiser l'efficacité du nettoyage et minimiser l'usure. Technologies de filtration laser: une précision et une durabilité sans précédent L'une des innovations les plus prometteuses en matière de filtration de matière fondue est l'application de la technologie laser. Les filtres laser utilisent une matrice de trous microscopiques créés avec précision par laser sur un tambour ou une plaque en rotation. La matière fondue traverse ces trous, tandis que les impuretés plus grosses sont retenues à la surface. Un système de raclage ou un jet d'air/gaz élimine en continu les impuretés de la surface du tambour. La taille et la forme des trous peuvent être contrôlées avec une précision extrême, permettant une filtration très fine et une meilleure efficacité d'élimination du gel. La durabilité des éléments filtrants laser est supérieure à celle des tamis traditionnels, réduisant ainsi les coûts de maintenance et les temps d'arrêt. Cette technologie est particulièrement avantageuse pour la production de films ou de fibres minces, où la présence même d'impuretés minimes peut sérieusement compromettre la qualité du produit. Gestion des gels et des micro-impuretés: défis et solutions intégrées Les gels représentent un défi unique en matière de filtration à l'état fondu. De nature polymère, ils présentent souvent une densité similaire à celle du polymère fondu et peuvent se déformer sous pression, ce qui rend leur élimination mécanique difficile. Des innovations dans la conception des éléments filtrants, telles que l'utilisation de géométries en spirale ou en labyrinthe, et l'optimisation des conditions de fonctionnement (température et pression), peuvent améliorer l'efficacité de la capture des gels. De plus, l'intégration de plusieurs étapes de filtration avec différentes tailles et types de filtres (par exemple, un filtre racleur pour les impuretés plus grosses, suivi d'un filtre à contre-courant ou d'un filtre laser pour les micro-impuretés et les gels) constitue une stratégie efficace pour répondre à la complexité des recyclats hautement contaminés. Optimisation des processus: surveillance, automatisation et maintenance prédictive L'efficacité d'un système de filtration dépend non seulement de la technologie de filtration elle-même, mais aussi de son intégration au processus d'extrusion. Des systèmes de surveillance avancés, mesurant en continu la pression différentielle, la température et le débit, permettent de détecter en temps réel le colmatage des éléments filtrants et d'activer automatiquement les procédures de nettoyage ou de rétrolavage. Les systèmes automatisés d'évacuation des débris et la gestion intelligente du cycle de nettoyage minimisent l'intervention humaine et optimisent la disponibilité. La mise en œuvre de stratégies de maintenance prédictive, basées sur l'analyse des données opérationnelles, nous permet d'anticiper l'usure des éléments filtrants et de planifier les interventions de maintenance, évitant ainsi les arrêts imprévus des machines. Impact sur la qualité du produit final et la durabilité économique L'adoption de systèmes de filtration avancés a un impact direct sur la qualité des polymères recyclés. L'élimination efficace des impuretés et des gels permet d'obtenir un produit aux propriétés mécaniques, optiques et esthétiques améliorées, le rendant compétitif par rapport aux polymères vierges pour un large éventail d'applications. Cela augmente non seulement la valeur des matériaux recyclés, mais ouvre également de nouveaux débouchés commerciaux. D'un point de vue économique, la réduction des temps d'arrêt des machines, l'optimisation de la consommation énergétique (grâce à une pression de filtration plus faible) et la réduction des déchets contribuent à une réduction significative des coûts d'exploitation et à une augmentation de la rentabilité globale du processus de recyclage. Perspectives d'avenir: intelligence artificielle et matériaux autonettoyants L'avenir de la filtration par fusion pour les recyclats hautement contaminés évolue vers des solutions toujours plus intelligentes et autonomes. L'intégration de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique (ML) permettra aux systèmes de filtration d'« apprendre » du comportement de la masse fondue et des impuretés, optimisant ainsi dynamiquement les paramètres de fonctionnement pour maximiser l'efficacité et la durée de vie des éléments filtrants. La recherche sur les matériaux et surfaces autonettoyants aux propriétés antiadhésives pourrait révolutionner la conception des filtres, réduisant la fréquence de nettoyage et prolongeant la durée de vie des composants. Ces innovations ouvriront de nouvelles perspectives pour le recyclage des polymères, le rendant encore plus efficace, durable et rentable. © Reproduction interdite
EN SAVOIR PLUS
Antioxydants pour Polymères Recyclés: Comment Améliorer les PerformancesLes actions thermo-oxydantes auxquelles sont soumises les matières plastiques recyclées nécessitent une amélioration des mélanges d'antioxydantsJe polymères recyclés, surtout si l'on parle de plastiques post-consommation, sont des matières premières qui plus que d'autres, en raison de leur histoire de fusion et de refroidissement, des cycles de vie soumis aux conditions environnementales et en raison des conditions d'usure mécanique, ils subissent souvent une dégradation des composants. En effet, sous l'effet de la chaleur, du rayonnement solaire, des contraintes mécaniques, telles que les contraintes de cisaillement et bien d'autres facteurs, les radicaux libres peuvent être créés dans la matière plastique qui provoquent une dégradation oxydative. De plus, en présence d'oxygène, les radicaux libres génèrent des radicaux peroxy, qui volent des atomes de la chaîne polymérique. Les peroxydes d'hydrogène ainsi formés se décomposent en formant d'autres radicaux, créant une réaction en chaîne qui conduit à la dégradation des matières plastiques. Pour ces raisons, l'utilisation d'antioxydants dans les mélanges de polymères pendant les phases de fusion est considérée comme essentielle pour maintenir les propriétés mécaniques, rhéologiques, optiques et de durabilité. Que sont les antioxydants pour les polymères recyclés? Tout d'abord, nous pouvons dire que les antioxydants sont des additifs qui sont utilisés comme masterbachs, afin d'améliorer les caractéristiques de le produit plastique final. Les familles peuvent être classées entre antioxydants primaires et secondaires, selon leur fonction finale dans la pâte. Les antioxydants primaires contiennent des atomes H2 réactifs qui réagissent aux radicaux libres, tels que les phénols stériquement inhibés, les amines aromatiques et les amines stériquement inhibées. Les antioxydants secondaires ont pour fonction de décomposer les peroxydes d'hydrogène, empêchant ainsi la ramification de la chaîne. Les phosphites et les thioesters appartiennent à ce groupe. Des études intéressantes sont en cours sur l'utilisation combinée de deux types d'antioxydants, notamment dans le domaine de l'EP, où il a été constaté que l'action synergique de deux éléments peut conduire à un meilleur résultat que l'utilisation des composants uniques utilisés séparément. En fait, comme nous le savons, les matériaux recyclés, par rapport aux matériaux vierges, proviennent de cycles d'usure et de plus grandes souffrances thermiques, donc l'utilisation d'antioxydants ne fait pas que devient souhaitable, mais l'étude de leurs assemblages peut conduire à des résultats intéressants. Comme nous l'avons dit, le matériau recyclé peut avoir subi des cycles d'oxydation donnés par les conditions mécaniques et thermiques au cours de sa vie, mais il faut aussi considérer ce qu'on appelle le processus thermo-oxydant commence par le contact du plastique avec l'oxygène. La fusion ultérieure des déchets plastiques pour créer le nouveau polymère recyclé peut certainement aggraver la qualité future du produit, car une matière première déjà stressée sera réutilisée. Pour éviter la dégradation thermo-oxydative d'un polymère, il est conseillé d'en utiliser un ou plusieurs antioxydants, mélangés ensemble, pour prolonger la durée de vie utile de la matière plastique en empêchant sa dégradation. Il est rare de constater qu'un seul antioxydant, qu'il appartienne au type primaire ou secondaire, puisse couvrir toutes les spécificités, en termes de dégradation oxydative, que le plastique peut présenter, il peut donc être nécessaire de combiner deux types d'agents protecteurs qui peuvent améliorer le résultat, uniquement s'ils sont combinés, en obtenant un meilleur effet synergique que l'utilisation des deux antioxydants distincts. Une bonne solution pour la stabilisation, pendant le traitement, est le soi-disant phénol-phosphite, qui est la combinaison d'un phénol encombré avec un phosphite organique, présentant ainsi un excellent effet synergique qui améliore les propriétés par rapport à l'effet de chacun d'eux utilisé séparément. La stabilité apportée par le mélange dépend de sa concentration. Dans le traitement de la matière plastique recyclée, le phosphite réagit en désactivant les hydroperoxydes qui se forment lors de l'auto-oxydation des polyoléfines, tandis que le phénol agit en piégeant les radicaux libres qui se forment. Traduction automatique. Nous nous excusons pour toute inexactitude. Article original en italien.
EN SAVOIR PLUS
Caractérisation des matériaux plastiques: comment la température et le taux de déformation influencent les propriétés mécaniquesDécouvrez les paramètres clés pour comprendre le comportement des polymères soumis à des conditions de sollicitation variables, en améliorant les processus de production et les performances en servicepar Marco ArezioLa caractérisation des matériaux polymères, communément appelés plastiques, constitue l’un des aspects fondamentaux du génie des matériaux et de la recherche industrielle. Ce type d’analyse, en particulier concernant l’influence de la température et de la vitesse de déformation, permet de saisir l’impact de ces paramètres sur le comportement mécanique du polymère, fournissant ainsi des indications précieuses pour optimiser les processus de production et assurer des performances fiables en service.Dans la conception de composants plastiques, il est essentiel de connaître et de prédire le comportement du matériau lorsqu’il est soumis à différentes conditions de sollicitation. La température et la vitesse de déformation sont deux grandeurs qui, de manière synergique, modifient des paramètres clés tels que la résistance, la ductilité, le module élastique, la capacité de dissipation de l’énergie et le mode de rupture. Comprendre en profondeur ces effets est particulièrement crucial dans les secteurs automobile, électronique et électrotechnique, ainsi que dans divers contextes industriels où les matériaux polymères sont exposés à des plages thermiques et des vitesses de sollicitation très variées.Propriétés des polymères et leur nature viscoélastiquePour saisir l’influence de la température et de la vitesse de déformation, il convient de rappeler que la plupart des matériaux plastiques possèdent une nature viscoélastique. Contrairement aux métaux, les polymères présentent des propriétés intermédiaires entre celles d’un solide élastique et d’un fluide visqueux. Cela signifie que la déformation n’est pas uniquement due à une contribution élastique (répondant à la loi de Hooke), mais aussi à une composante visqueuse, caractérisée par un fluage permanent ou différé (fluage, relaxation de contrainte, etc.).Au-delà d’une certaine température de transition vitreuse (T_g), le polymère adopte un comportement plus viscoélastique, donc plus ductile et sensible à la température. En dessous de T_g, le matériau se comporte comme un solide rigide et fragile, avec une déformabilité plastique réduite.L’écoulement et la déformation dépendent également de l’arrangement moléculaire des chaînes polymères et de la présence éventuelle de cristallinité (dans le cas de polymères semi-cristallins). Pour un matériau amorphe (par exemple le PMMA ou le PC), la transition vitreuse représente le point critique marquant une variation substantielle des propriétés. Pour les polymères semi-cristallins (tels que le PP et le PE), en plus de la T_g, il existe une température de fusion (T_m) qui conditionne leur comportement en service.Influence de la température sur les propriétés mécaniquesLa température est l’un des paramètres exerçant le plus d’influence sur la réponse mécanique des matériaux plastiques. En général, lorsque la température augmente, un plastique tend à diminuer sa rigidité (module élastique) et sa résistance à la traction, devenant plus ductile. À l’inverse, à basse température, le comportement mécanique devient plus fragile, avec un module élastique plus élevé.Effets à basse températureEn dessous de la transition vitreuse (ou, de manière générale, sous la plage thermique normale de service), le polymère devient plus rigide et fragile. Dans ces conditions, l’énergie absorbée avant la rupture est réduite, le comportement à la fracture est typiquement fragile et la vitesse de propagation des fissures peut être très élevée.Effets à température intermédiaireÀ mesure que la température se rapproche de la zone de transition vitreuse, le polymère présente une réduction marquée du module élastique et une augmentation notable de la déformation avant rupture. Dans cette zone, la viscosité interne de la matrice polymérique diminue sensiblement, permettant un plus grand glissement des chaînes et une déformation macroscopique plus importante.Effets à haute températureAu-dessus de T_g (ou, pour les semi-cristallins, près du point de fusion des zones cristallines), le matériau devient progressivement plus malléable, avec une chute significative des propriétés mécaniques “à court terme” telles que la résistance à la traction et le module élastique. Dans le cas des polymères semi-cristallins, si la température dépasse T_m, le polymère commence à fondre, perdant presque totalement sa forme solide ; pour les amorphes, bien au-delà de T_g, la viscosité devient si faible que la pièce ne peut plus supporter de sollicitation, même modeste.La détermination des valeurs mécaniques en fonction de la température repose sur des essais standard comme les essais de traction à chaud, les essais de fluage à différentes températures ou les analyses mécaniques dynamiques (DMA), qui permettent d’observer la variation du module de conservation (E’) et du module de perte (E’’) en fonction de la température.Influence de la vitesse de déformationLa vitesse de déformation est l’autre paramètre fondamental dans la caractérisation mécanique des polymères. Les chaînes moléculaires des polymères, étant partiellement mobiles, possèdent un certain temps de relaxation: si la déformation se produit très lentement, le matériau a plus de temps pour réorganiser sa structure moléculaire, manifestant un comportement plus visqueux et moins rigide. En revanche, si le taux de déformation est élevé, la déformation se produit plus rapidement que la capacité des chaînes à se réorganiser, et le matériau répond de manière plus “élastique” (ou en tout cas moins fluide).Basse vitesse de déformationOn constate une plus grande déformation avant la rupture, avec une charge de rupture inférieure. De nombreux polymères montrent des phénomènes de fluage à ce stade si la sollicitation perdure.Haute vitesse de déformationLe matériau subit une augmentation apparente de sa rigidité et de la charge de rupture. Toutefois, les déformations plastiques et le temps de dissipation de l’énergie sont réduits, conduisant parfois à une rupture plus fragile. Cette situation est particulièrement pertinente pour les essais d’impact (Charpy ou Izod) et dans les secteurs tels que l’industrie automobile, où un composant plastique peut être soumis à des charges dynamiques élevées sur de très courtes durées.Les lois constitutives décrivant le comportement des polymères en fonction de la vitesse de déformation proviennent souvent de modèles viscoélastiques et de plasticité dépendant du taux de déformation. L’un des paramètres les plus utilisés est le module de relaxation, qui varie avec la fréquence de chargement (ou le taux de déformation).Caractérisation expérimentale: tests et méthodologiesLa caractérisation expérimentale pour évaluer l’influence de la température et de la vitesse de déformation sur les plastiques s’appuie sur diverses méthodes d’essai, chacune permettant de saisir différents aspects du comportement mécanique.Essais de traction statique à diverses températuresOn prépare des éprouvettes normalisées (généralement de type “os de chien” selon ISO 527 ou ASTM D638) et on effectue des essais de traction à diverses températures. Ces essais permettent d’évaluer la manière dont le module élastique, la charge de rupture et l’allongement à la rupture varient en fonction de la température.Essais de traction à différentes vitessesSelon une procédure similaire, la vitesse d’application de la charge varie (par exemple 1 mm/min, 10 mm/min, 100 mm/min, etc.). Ces essais permettent de mettre en évidence l’effet du taux de déformation sur les propriétés mécaniques, en obtenant des courbes contrainte-déformation spécifiques pour chaque condition.Essais mécaniques dynamiques (DMA)Le Dynamic Mechanical Analysis mesure le comportement viscoélastique du matériau soumis à une charge dynamique sinusoïdale, généralement en fonction de la température. Le DMA fournit des informations sur le module de conservation (E’) et le module de perte (E’’), aidant à localiser la température de transition vitreuse et à comprendre la dissipation de l’énergie interne à différentes fréquences de chargement. Il est particulièrement utile pour apprécier la dépendance au taux de déformation, puisque la fréquence d’oscillation du DMA est assimilable à différentes vitesses de déformation.Essais d’impactLes essais Charpy ou Izod évaluent la résistance aux chocs du polymère. Ils permettent de déterminer la ductilité et la capacité d’absorber l’énergie à des vitesses de déformation très élevées, mettant en évidence les phénomènes de transition fragile-ductile susceptibles d’apparaître à certaines températures.Essais de fluage et de relaxation de contraintePour analyser la déformation progressive du polymère sous une charge constante (fluage) ou la diminution de la contrainte sous une déformation constante (relaxation de contrainte), ces essais sont effectués à des températures contrôlées (par exemple à 23 °C, 50 °C, 80 °C). Les résultats mettent en évidence la nature viscoélastique du polymère et sa variation en fonction de la température.Analyse et implications en conceptionLa combinaison des données expérimentales permet de créer des modèles prédictifs du comportement mécanique du plastique dans diverses conditions de service. Les informations obtenues sont généralement présentées sous forme de diagrammes et de courbes qui relient la contrainte maximale à la vitesse de déformation et à la température. Ces outils s’avèrent précieux pour la conception de composants plastiques soumis à des charges statiques, dynamiques ou d’impact.Aspects pertinents pour la conceptionCoefficient de sécuritéDans le secteur industriel comme automobile, il est nécessaire de considérer que les résistances calculées à température ambiante et à basse vitesse de déformation peuvent ne pas être conservatrices si le matériau doit opérer à haute température ou subir des chocs à haute vitesse. Par conséquent, les critères de conception doivent inclure des facteurs de sécurité tenant compte de ces variations.Choix du polymèreLors de la sélection, il faut évaluer soigneusement la T_g et/ou la T_m du matériau, sa stabilité thermique et sa réponse mécanique à différents taux de sollicitation. Des formulations spéciales (mélanges ou composites renforcés) existent pour étendre l’intervalle d’utilisation du matériau à des températures plus élevées ou pour en améliorer la résistance aux chocs.Aptitude au processus et optimisation du cycle de productionPendant le moulage par injection ou l’extrusion, la température joue un rôle central : le polymère doit être suffisamment fluide pour que le processus se déroule correctement, sans pour autant compromettre l’intégrité de la pièce. De plus, la compréhension de la réponse mécanique à différentes vitesses de déformation est essentielle pour déterminer les paramètres de moulage (vitesse d’injection, pressions, temps de refroidissement).Comportement en serviceDe nombreuses applications impliquent des charges d’impact (par exemple, les pare-chocs automobiles) ou des cycles de déformation répétés (composants mécaniques soumis à des vibrations). Dans ces cas, la dépendance au taux de déformation impose une analyse détaillée de la fatigue et de la résistance aux chocs, en tenant compte également des variations de température ambiante.ConclusionsL’étude de l’influence de la température et de la vitesse de déformation est un volet essentiel dans l’analyse des propriétés mécaniques des polymères. La nature viscoélastique de ces matériaux se traduit par des modifications profondes de leurs caractéristiques en fonction de la manière et de la rapidité avec lesquelles ils sont sollicités, ainsi que de la plage de température dans laquelle ils évoluent.D’un point de vue pratique, une caractérisation adéquate de ces effets permet de concevoir des pièces plus sûres et d’éviter des défaillances imprévues. Elle sert également de base au développement de nouveaux alliages polymères et composites offrant de meilleures performances. De plus, la connaissance de ces phénomènes est cruciale dans les environnements de production où la déformation rapide de la pièce et la variation de la température sont fréquentes, comme lors du moulage par injection ou du formage à chaud des semi-produits.Enfin, l’adoption de méthodologies d’essai appropriées (essais de traction, impact, DMA, fluage) est indispensable pour définir les données de conception et prédire la réponse en service du composant fini. Seule une compréhension approfondie des interactions entre la température et la vitesse de déformation fournit au concepteur la vision complète nécessaire pour garantir que le polymère choisi réponde de manière optimale aux exigences de l’application finale.L’importance de ces évaluations apparaît aussi de manière évidente dans la perspective de l’économie circulaire et du recyclage des polymères : une connaissance approfondie de leur rhéologie et de leur comportement rhéo-mécanique dans un large éventail de conditions permet d’allonger la durée de vie utile de ces matériaux grâce à des procédés de récupération et de réutilisation, tout en maintenant des performances adéquates et en réduisant l’impact environnemental global.© Reproduction Interdite
EN SAVOIR PLUS
Votre extrudeuse se plaint-elle? essayez un changement de filtres en continuLe nettoyage des impuretés dans la production de granulés plastiques post-consommation est devenu un défi intéressant Comme nous en avons eu l’occasion dans d’autres articles, la qualité des intrants plastiques issus de la collecte sélective des déchets a connu une dégradation générale ces dernières années, également en raison de la fermeture des importations sur le marché chinois fin 2017. L’augmentation de la présence de plastiques mélangés , tels que les poteaux couplés, le PVC ou la contamination d’autres plastiques à l’intérieur de la balle de déchets post-consommation qui arrive dans les usines de transformation des plastiques, met le producteur de polymères en difficulté sur la maintien d’une qualité appropriée des polymères à produire. Jamais comme à ces périodes, la qualité des systèmes de lavage des déchets n’a été un fait fondamental pour sélectionner, nettoyer et limiter les pièces qui ne peuvent pas être facilement traitées dans les extrudeuses. Moins il y a de matière incompatible avec la matière principale à traiter, comme le HDPE, PP, LDPE, MDPE, PS et autres, plus les gains de production, en termes de rapidité, qualité et coûts. Le processus de lavage doit être bien conçu en fonction de l’entrée à traiter et son utilisation ne doit pas être poussée pour maximiser la production, car le cycle de traitement des déchets à l’intérieur des réservoirs permet des temps de passage des matières corrects , mouvement et une longueur suffisante du chemin dans l’eau pour une décantation correcte du matériau. Il n’est pas toujours possible d’avoir les bons systèmes de lavage et, pas toujours en amont, il est possible d’avoir des systèmes modernes pour la sélection optique des matières plastiques entrantes, qui peuvent diviser les plastiques par familles de produits homogènes. Lorsque la combinaison technique, la sélection automatique efficace et les lavages correctement dimensionnés ne sont pas disponibles ou sont sous-dimensionnés, l’utilisation de matériaux post-consommation pour la production de granulés recyclés pourrait entraîner de nombreuses difficultés dans la production de granulés. Sur le marché, il existe des systèmes de filtration des impuretés qui correspondent aux extrudeuses et qui peuvent remplacer les filtres à cassettes traditionnels, permettant une aide à la production en termes de qualité du granulé produit, de réduction des déchets et de vitesse de production. Nous parlons des changeurs de filtres automatiques qui fournissent un système autonettoyant continu des résidus sur les filtres, expulsant les déchets, maintenant la pression de l’extrudeuse, avec des pertes évaluables en 5-10 bar et une modularité sur la capacité de filtration jusqu’à 50 microns. Les changeurs de filtres automatiques peuvent également être utilisés pour les plastiques présentant une instabilité de fluidité au sein de l’extrusion, tels que le PET et le Naylon . Bien qu’ils soient d’excellents outils pour améliorer le processus de production de plastiques post-consommation, il ne faut pas oublier que ce type de déchet, issu d’un mélange hétérogène de plastiques mixtes, nécessiterait une chaîne de traitement soigneuse couvrant toutes les étapes liés au recyclage mécanique.
EN SAVOIR PLUS
