Le sfide del riciclo della plastica

A livello globale si stima che ogni anno vengano prodotti circa 318 milioni di tonnellate di plastica, di cui 218 milioni di tonnellate sono rifiuti di plastica solidi o rigidi. La media globale del riciclo della plastica è pari al 21%, rispetto al 15% del 2016. Secondo il rapporto ISWA (International Solid Waste Association) pubblicato il 7 maggio 2021, circa 50 milioni di tonnellate all'anno di rifiuti di plastica vengono inceneriti, di cui 10 milioni di tonnellate finiscono negli oceani e finiscono negli oceani. corsi d’acqua. Ciò è diventato ampiamente noto all’opinione pubblica e ciò ha portato ad una maggiore pressione nella ricerca di modi per affrontare questo problema, ma è stato ingiustamente indirizzato all’industria della plastica stessa.

Per l’azienda di trasformazione rimangono ancora sfide importanti: sebbene i prezzi dei polimeri siano in calo, sono ancora il doppio del costo per tonnellata rispetto a settembre 2020. Problemi come la qualità variabile dei materiali, la disponibilità inconsistente delle scorte e l’imposta sulla plastica (se meno del 30% di plastica riciclata viene utilizzato) hanno creato una maggiore attenzione al riciclaggio. Ciò ha comportato una maggiore usura delle viti e dei cilindri. La plastica riciclata può variare in modo significativo nel flusso di fusione a causa dei contaminanti rimanenti e dell'umidità. Spesso vengono combinate plastiche diverse, rendendo difficile o impossibile separare il contenuto in tipo di polimero, colore e struttura. Ad esempio, PET e PVC devono essere totalmente separati. Il controllo dell’umidità rimane un grosso problema soprattutto con il PET.

Si sta muovendo verso un maggiore utilizzo di polimeri biodegradabili come il PVOH negli imballaggi e il Bio-PP nei tubi per applicazioni agricole e forestali. I riempitivi di fibre naturali come amido, cellulosa, soia e gelatina vengono sempre più utilizzati grazie alle loro caratteristiche rinnovabili e al minore impatto ambientale. Ad esempio, alcuni studi hanno scoperto che il riempitivo in fibra di legno combinato con il PVC riciclato stabilizza il materiale riciclato fino a 5-7 cicli e migliora la resistenza del materiale fino a 10-15 cicli.

Ma i riempitivi particellari come la fibra di vetro, il talco e il carbonato di calcio rimangono popolari poiché producono compositi economici con maggiore resistenza, rigidità, deflessione del calore e resistenza allo scorrimento viscoso. Nell'industria della plastica l'additivo in fibra di vetro può variare dal 15% al ​​50%, rendendo la lavorazione molto più impegnativa: non solo creando una maggiore usura su viti, cilindri e componenti della macchina a contatto con il materiale, il materiale stesso tende a degradarsi rapidamente a causa di la sua maggiore viscosità e contenuto abrasivo.

Per l'operatore, lavorare e controllare il materiale riciclato aggiunge ulteriori sfide come l'utilizzo di temperature diverse, velocità della vite e regolazione richiesta della pressione. La maggiore usura delle parti della macchina crea costi di gestione aggiuntivi.

Secondo PMM (Plastics Machinery & Manufacturing), gli OEM di estrusori come Battenfeld-Cincinnati e Coperion hanno riscontrato una crescente domanda di macchine che trattano bioplastiche e materiale riciclato, quindi riprogettano la linea di lavorazione per affrontare le sfide di contaminazione, degasaggio (sfiato ), umidità e corrosione.

Ad esempio, i cambiafiltri specializzati con ampie superfici, mentre gli estrusori bivite corotanti offrono una maggiore flessibilità, soprattutto quando si utilizzano cilindri sezionali in quanto le sezioni ventilate possono essere spostate o aggiunte. Ciò è particolarmente vero per il PET: l'umidità deve essere controllata. I riempitivi di fibre naturali menzionati in precedenza possono contenere livelli significativi di umidità: i biopolimeri a base di amido possono contenerne fino al 12%, mentre la cellulosa e la fibra di legno fino all'8%.

Le bioplastiche sono più sensibili alla temperatura, quindi Magog Industries ha riprogettato le viti di estrusione per ridurre al minimo il taglio. Questi progetti sono in aumento poiché i trasformatori utilizzano sempre più biopolimeri (con cellule naturali o derivate da organismi) e polimeri di origine biologica (parzialmente o completamente sintetizzati chimicamente). Cambiamenti nel comportamento di lavorazione del materiale (reologia) possono significare una riprogettazione della vite, ad esempio la modifica del rapporto di compressione e del design del miscelatore richiesto.

Nonostante le migliori pratiche e il controllo di qualità, il materiale riciclato può potenzialmente causare problemi come la resina che non si scioglie completamente o frammenti duri che causano usura o danni alle alette della vite e al foro della canna. Si raccomanda un monitoraggio regolare in modo che i problemi possano essere affrontati, se possibile, prima che diventino costosi.