10.10.2023 von Aileen Sammler
Qualitätskontrolle von Recyceltem Kunststoff
Das Recycling von Kunststoffen stellt viele Herausforderungen an den gesamten Produktionsablauf. Eine der größten ist die Qualitätskontrolle der Ausgangsstoffe. Schwankungen in der Qualität entstehen durch die Vermischung verschiedener Polymertypen im Recyclingprozess. Dies ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Qualitätskontrolle von recycelten Kunststoffen mit Hilfe unserer Dynamischen Differenzkalorimeter, wie beispielsweise der NETZSCH DSC 300 Caliris® Classic,Select oder Supreme.
Das Recycling von Kunststoffen stellt viele Herausforderungen an den gesamten Produktionsablauf. Eine der größten ist die Qualitätskontrolle der Ausgangsstoffe. Schwankungen in der Qualität entstehen durch die Vermischung verschiedener Polymertypen im Recyclingprozess. Daher zögern viele Produkthersteller, recycelte Kunststoffe zu verwenden, denn die Qualitätsunterschiede zwischen den Chargen können erhebliche Auswirkungen auf die Qualität der Endprodukte haben.
Unternehmen benötigen schnelle und kostengünstige Lösungen
Die Qualitätskontrolle von Rezyklaten ist für viele Unternehmen ein entscheidender Schritt im Produktionsprozess. Sie müssen in der Lage sein, Verunreinigungen von recycelten Materialien schnell, zuverlässig und kostengünstig zu erkennen und zu identifizieren.
Schritt 1: Überprüfen des Polymertyps des Granulats
Die angelieferte Polymerabfallmenge enthielt ein Gemisch unterschiedlich gefärbter Rezyklate. Die Messungen mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) wurden mit einer Heizrate von 10 K/min in N2-Atmosphäre durchgeführt. Alle unsere DSC-Geräte können hierfür verwendet werden, wie beispielsweise unsere neue NETZSCH DSC 300 Caliris® Supreme.
Die Software Identify - eine Funktion der NETZSCH Proteus® Software - vergleicht die Messergebnisse mit Einträgen in der KIMW-Datenbank, in der individuelle Messkurven, Literaturdaten und statistische Klassen von Polymeren und anderen Materialien gespeichert sind.
Abbildung 2 zeigt die Messung der grünen Polypropylen (PP)-Probe sowie den Datenbankeintrag in Rosa. Der Vergleich der beiden Kurven zeigt eine 99,45 %-ige Ähnlichkeit des grünen Rezyklats mit einer Standard-Polypropylenprobe. In diesem Fall vergleicht die Identify-Software wichtige Messpunkte der Probe wie GlasübergangstemperaturDer Glasübergang gilt als eine der wichtigsten Eigenschaften amorpher und teilkristalliner Materialien, wie z.B. anorganische Gläser, amorphe Metalle, Polymere, Pharmazeutika und Lebensmittel, usw., und bezeichnet den Temperaturbereich, in dem sich die mechanischen Eigenschaften des Material von einem harten und spröden Zustand in einen weicheren, verformbaren oder gummiartigen Zustand ändern.Glasübergangstemperatur, Schmelz- und Rekristallisationseffekte.
Schritt 2: Erkennen von Verunreinigungen in recyceltem Kunststoff
Zusätzlich wurden verschiedenfarbige Granulate analysiert. Die Messkurven des weißen und des schwarzen Granulats (siehe Abbildung 3) zeigen jeweils einen zusätzlichen Peak, bei dem es sich um Schmelzeffekte, z. B. eines anderen Polymertyps, handelt. Folglich sind Verunreinigungen im gelieferten PP-Rezyklat vorhanden.
Schritt 3: Identifizierung von Verunreinigungen in recycelten Kunststoffmaterialien
Wie in Abbildung 4 dargestellt, identifiziert die in die NETZSCH Proteus® Software integrierte Identify-Datenbank die Quelle der Verunreinigung im Rezyklat. Indem lediglich ein benutzerdefinierter Abschnitt der Kurve, in diesem Fall der erste Peak, ausgewertet wird, durchsucht Identifydie Datenbank, um eine gespeicherte Messkurve zu finden, die dem gemessenen Peak am besten entspricht. In Abbildung 4 wurde die schwarze Probe weiter analysiert, um die Verunreinigung zu identifizieren. Die Untersuchung ergab, dass die Probe des recycelten Materials mit linearem Polyethylen niedriger DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichte (PE-LLD) verunreinigt ist.
Fazit
Die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist eine schnelle, zuverlässige und einfache Methode zur Qualitätskontrolle von recycelten Kunststoffen in der verarbeitenden Industrie. Die einzigartigen Funktionen der Proteus®-Software unterstützen zusätzlich, durch die automatische Erkennung und Identifizierung von Verunreinigungen, einen kosteneffizienten Qualitätskontrollprozess.
