Análisis de flujos de residuos entrantes, selección, mezclas e impacto térmico en el rendimiento final

El polipropileno es un polímero que se presta fácilmente a operaciones de compounding, a través del cual se pueden mezclar aditivos que inducen cambios en la estructura, aumentando así las prestaciones finales del producto, haciéndolo más rígido o más flexible o más resistente a los esfuerzos de compresión, tracción o cizallamiento.

En virtud de su ductilidad y facilidad de producción, los residuos que se recogen, para luego ser reciclados mecánicamente, presentan una heterogeneidad de compuestos que es importante saber, para evitar cualquier error cualitativo en la materia prima secundaria que se producirá.

En primer lugar, veamos cómo se lleva a cabo un proceso normal de reciclaje mecánico de residuos de polipropileno. 

Los residuos de polipropileno que se envían a reciclar pueden adoptar la forma de residuos rígidos, por ejemplo cajas de frutas y verduras , palets, bumpers, botellas, o en forma de residuos flexibles, como bolsas, Big Bags, láminas y films en el sector del embalaje.

Todos estos residuos deben ser previamente separados mecánicamente, para crear una entrada de residuos con una consistencia rígida y otra con consistencia flexible consistencia, a fin de iniciarlos a diferentes procesos de fabricación.

Después de hacer una selección resumen inicial por macro-categoría, se intenta separar los residuos en función del tipo de producto inicial, por ejemplo, las botellas se separarán de los cubos, los palés de los productos farmacéuticos, las cajas de frutas y verduras de los tubos, etc.

Incluso en lo que se refiere a los residuos flexibles, se intentará separar los distintos tipos de hojas, en función del tipo de embalaje al que estén destinadas, la procesos a los que han sido sometidos y los productos con los que han estado en contacto.

Esta segunda selección tiene como objetivo crear una posible homogeneidad entre las familias de residuos seleccionadas, para que su reciclaje sea lo más sencillo y cualitativo posible.

Los residuos seleccionados posteriormente serán lavados, con decantación y procesos mecánicos, para minimizar la contaminación presente en las escamas, que podría comprometer sus cualidades mecánicas y el aspecto estético.

Después del proceso de lavado los residuos rígidos se secarán, mientras que los flexibles pasarán por el densificador para aglomerar las partes ligeras, para que sea más trabajable en la extrusión.

Posteriormente este producto semielaborado se utilizará como alimentación para las extrusoras en la elaboración de recetas de nuevos gránulos reciclados, recreando el círculo virtuoso de la economía circular.

Describió brevemente el proceso de reciclaje mecánico del polipropileno Veamos cuáles pueden ser los problemas más comunes y cómo solucionarlos.

Lo primero a comprobar, en el reciclado mecánico del polipropileno, es el conocimiento técnico de las diferencias, en las corrientes de desechos entrantes, en las diversas estructuras moleculares del polímero.

De hecho, el peso molecular, su cristalinidad y su origen, entre homopímero y copolímero, pueden influir en las cualidades físico-mecánicas del producto final.

Por ejemplo, los recipientes o baldes para almacenar lubricantes o pinturas suelen estar hechos de copolímero en bloque, que tiene un buen equilibrio entre las propiedades de impacto y la rigidez.

Otros envases de polipropileno, como botellas para productos de higiene y limpieza o envases para productos lácteos, también pueden estar hechos de copolímero aleatorio u homopolímero, por lo tanto, la temperatura de fusión la diferencia varía entre homopolímeros (160-165°C) y polipropileno copolímero (135-159°C).

Si estos diferentes orígenes y características del material se combinaran durante el reciclaje mecánico, se obtendría un gránulo reciclado de menor calidad que el mismo producto a través de una selección de rechazo más cuidadoso.

Lo segundo a tener en cuenta es la posible contaminación del polipropileno con otros plásticos habituales como el PE.

Entre los muchos polímeros, el HDPE es el que más a menudo crea una posible contaminación, si no se separa previamente en el flujo de residuos entrante, de hecho, PP y HDPE, ambos de la familia de las poliolefinas, tienen una gran similitud en su estructura y tienen una densidad inferior a 1, por lo que flotan en el agua de lavado.

Además, durante las fases de extrusión, el PP y el HDPE tienen diferentes temperaturas de fusión, entre 160 y 170 °C para el polipropileno y 130 °C para el HDPE, encabezando este último a una posible degradación térmica, que se manifiesta en la formación de partículas negras que pueden quedar impresas en los productos finales, con deficiencias estéticas.

Por lo tanto, es recomendable limitar la presencia de HDPE por debajo del umbral del 5%, para reducir el impacto negativo en los productos fabricados con materias primas recicladas.

La tercera cosa a considerar, como mencionamos antes, es el hecho de que PP se presta fácilmente a operaciones de capitalización, por lo tanto, el desperdicio podría contener cargas como talco, carbonato de calcio, fibra de vidrio, metales o colores particularmente agresivos.

Saber que los distintos aditivos compuestos tienen diferentes comportamientos físicos y mecánicos, tanto durante la transformación de la materia prima como desde el punto de vista estético y de rendimiento en el acabado producto, es importante proceder con el análisis de los contenidos, con pruebas de laboratorio, para comprender cómo utilizar los residuos con aditivos durante las fases de reciclaje.

La cuarta cosa a tener en cuenta es la degradación del polímero, no solo la que comentábamos de la fase térmica- extrusiva para producir el gránulo, pero también lo que podemos definir como foto-oxidativo, por lo que un producto plástico expuesto a la luz y al calor genera una merma en sus prestaciones debido al debilitamiento y modificación de sus cadenas.

De hecho, la degradación oxidativa puede generarse no solo por degradación térmica, inducida por la radiación solar, sino también por esfuerzos mecánicos elevados. Cuando el polímero se degrada, el oxígeno presente en el material plástico desintegra las moléculas y crea radicales libres, que reaccionan rápidamente en cadena con el oxígeno.

Por lo tanto, cabe recordar que el polipropileno, en el contexto del reciclaje mecánico, es un polímero con una marcada propiedad de degradación térmica en comparación con otros tipos de plástico, tanto durante su ciclo de vida (principalmente por fotooxidación), tanto durante el procesamiento como durante el reciclaje.

El calor, los esfuerzos mecánicos y la radiación ultravioleta modifican fuertemente la estructura y morfología y, en consecuencia, las características y propiedades del polipropileno reciclado.

Tanto la elongación como la resistencia al impacto son las propiedades más afectadas por el fenómeno de la degradación, además de los fallos por decoloración y otros daños estéticos que hay que tener en cuenta .

Como último aspecto, entre muchos otros que se pueden ilustrar, mencionaría el problema del olor que puede acompañar a los residuos de polipropileno de correos consumo.

El olor en la entrada de residuos puede formarse debido a la mezcla de plásticos que han contenido líquidos o sólidos agresivos, o causado por la fermentación biológica de residuos de alimentos o por la presencia de compuestos químicos, como los tensioactivos, que pueden impregnar el polipropileno.

Las fases de lavado, incluso las muy precisas, generalmente pueden reducir el impacto oloroso, pero es poco probable que resuelvan el problema.

Dado que la presencia de olor en los plásticos reciclados post-consumo es desagradable para los productos finales, y dado que actualmente no existe un sistema de eliminación definitivo, se hace necesario contar con separar los flujos de residuos entrantes, a través de una verificación analítica, entre aquellos que están contaminados por compuestos químicos desagradables.

Esta operación se realiza de forma rápida, precisa y analítica, con un ensayo sobre la muestra de desecho entrante, mediante cromatografía de gases con movilidad iónica, que consiste en introducir un pequeño fragmento de desechos plásticos en un tubo de ensayo, luego cargándolo en la máquina de laboratorio que nos dará la curva de los compuestos químicos olorosos presentes en los desechos muestreados.

De esta manera, sin lugar a dudas, tendremos pleno conocimiento de qué olores y de qué intensidad será nuestro gránulo que vamos a producir. compuesto.

Traducción automática. Nos disculpamos por cualquier inexactitud. Artículo original en italiano.