Une 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.