A causa del suo grande suo in diverse applicazioni, la plastica è uno dei principali componenti di rifiuti solidi. La carenza di spazio nelle discariche e una società sempre più attenta all'ambiente offrono ai produttori l'opportunità di adottare nuove tecnologie per ridurre i rifiuti e massimizzare gli sforzi di riciclaggio.
Gli scarti prodotti dalla produzione industriale di materie plastiche stanno diventando sempre più preziosi in tempi in cui i prezzi delle materie prime salgono e aumenta l’inquinamento ambientale. Diversi materiali e plastiche sono soggetti a riciclaggio, i più comunemente usati sono il PVC e le Poliolefine. La raccolta di rifiuti urbani e industriali è sempre costituita da una miscela di tre componenti plastici principali: polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (HDPE) e polipropilene (PP).
La nuova tecnologia di estrusione e il design dei processi sono fattori chiave per garantire prodotti di qualità e ritorno sugli investimenti.
Il cloruro di polivinile (PVC) è uno dei materiali termoplastici più utilizzati nel consumo mondiale di polimeri. Attualmente, il PVC può essere processato in un’ampia varietà di prodotti, come dispositivi medici, tubi, profili, rivestimenti per pavimenti e coperture per tetti, attraverso diversi processi e tecnologie.
Nel riciclo meccanico, i materiali vengono macinati, rifusi e riprocessati. L’alta pressione, la temperatura e le sollecitazioni subite durante queste fasi provocano dei cambiamenti nella struttura e nelle proprietà del polimero. Questo può portare alla degradazione, alla cristallizzazione e a conseguenti problemi di lavorabilità, dovuti alla scissione della catena molecolare, alla ramificazione e alla reticolazione, o alla diminuzione della resistenza alla trazione e all'impatto.
Anche il PVC è soggetto a degradazione. Durante il riciclo meccanico, il PVC presenta un ambiente altamente sensibile, che comporta continui cambiamenti nelle sue strutture morfologiche e nelle sue proprietà durante la lavorazione. A causa della sollecitazione di taglio, la fusione delle particelle plastiche progressivamente cambia la particella originale, influenzando sia le proprietà fisiche che quelle meccaniche del materiale; questa instabilità può far perdere qualità.
In generale, riprocessare dell’HDPE e dell’LDPE rende questi materiali più difficili da lavorare a causa della diminuzione dell'Indice di fluidità (Melt Flow Index), aumentando significativamente la pressione di fusione, coppia di estrusione e viscosità complessa.
Il problema del riciclo del PO è che la viscosità di fusione dei materiali aumenta considerevolmente; quindi, il processo di produzione richiede più energia. L'aumento della viscosità potrebbe rendere i prodotti PO riciclati difficili da estrudere, ma la combinazione di alcuni materiali, vergini e riciclati, può ridurre al minimo le variazioni dell’Indice di fluidità (MFI).
Miscela di materiale fuso
La soluzione migliore è la miscela di materiale fuso, uno dei metodi più utilizzati per riciclare meccanicamente i rifiuti di plastica. Consiste nel miscelare le plastiche riciclate con tipi simili di plastiche vergini o con tipi diversi di plastiche riciclate nel processo di fusione. La miscelazione di plastiche riciclate con plastiche vergini può ridurre i costi, ma anche le nuove plastiche miscelate possono mantenere le stesse prestazioni dei prodotti in plastica vergine. La tecnica di fusione è la più adatta per i rottami post-industriali, grazie alla netta separazione dei diversi tipi di plastica e al minor livello di impurità presenti.
Anche per il PVC, la tecnica della fusione è la soluzione per il problema della degradazione, anche se dipende dal tipo di PVC e il suo precedente utilizzo. Al contrario del PO, che è simile e misto, il PVC non ha una famiglia di materie plastiche con cui essere mischiato, quindi sono stati fatti diversi test, come la miscelazione con PMMA o ABS per migliorarne la qualità e le proprietà meccaniche.
Additivi e filler
Non è sufficiente miscelare plastica vergine e riciclata. Gli scarti di PO o PVC necessitano anche di riempitivi di rinforzo, che possono essere naturali, come il legno, o inorganici, e possono migliorare le proprietà morfologiche, meccaniche, reologiche e termiche.
Ogni progetto ha bisogno di un estrusore personalizzato e di una miscela di cariche, additivi, plastica vergine e riciclata.
Sistema di alimentazione
Prima che la plastica di scarto possa essere trattata, deve essere prima scomposta, divisa e poi suddivisa in base alla tipologia se si tratta di rifiuti post-consumo. Quindi, la plastica di scarto deve essere prima ri-macinata and poi può essere trasferita attraverso linee di trasporto e alimentatori al processo di compostaggio. Ogni materiale plastico per essere riciclato deve essere eterogeneo nella forma, dimensione e densità della massa.
Fine Linea
Una delle sfide del riciclaggio degli scarti di materiale è l’umidità residua. Di conseguenza, una linea di estrusione di ritrattamento necessita di degassaggio e sfiato, che vengono effettuati durante diversi processi di estrusione per rimuovere non solo l’umidità ma anche monomeri, oligomeri, solventi o materiali decomposti.
Dopo la fase di degassaggio, c'è una pompa per il vuoto e una pompa per la fusione, poi il materiale passa attraverso un cambiafiltro. Questo è fondamentale per rimuovere ogni contaminazione di plastica che un produttore può incontrare con i rifiuti prima della fase di pellettizzazione.
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