02.04.2024 by Dr. Natalie Rudolph
L'importance de la rhéologie dans le recyclage des plastiques
Un guide pour développer des stratégies contre la dégradation des matériaux
Le recyclage des plastiques joue un rôle de plus en plus important dans l'industrie des plastiques et l'économie mondiale, non seulement en contribuant à réduire l'impact sur l'environnement et à préserver les ressources naturelles, mais aussi en créant de nouvelles opportunités commerciales et en favorisant l'innovation. Dans un monde de plus en plus axé sur la durabilité et l'économie circulaire, le recyclage efficace des plastiques est un moyen de relever les défis environnementaux et économiques.
Dans le domaine du recyclage des plastiques, il est essentiel de comprendre les effets de la dégradation sur les propriétés des matériaux. Les changements associés, qui se produisent par des mécanismes tels que la scission de la chaîne, la polymérisation ou la réticulation, peuvent affecter les propriétés des plastiques, y compris leur viscosité [2]. Ces changements posent un défi à l'industrie, qui doit maintenir la qualité des matériaux recyclés et empêcher le déclassement [1]. Ces modifications des matériaux ne sont pas toujours visibles à l'aide de méthodes thermoanalytiques ou spectroscopiques IR. Il est donc nécessaire de combiner différentes méthodes pour caractériser les matériaux.
Larhéologie joue un rôle clé dans la résolution de ces problèmes. Les mesures rhéologiques permettent de comprendre les effets des étapes de traitement répétées sur les polymères et de développer des stratégies pour réduire les effets de la dégradation. Par exemple, l'étude rhéologique d'un matériau vierge comparé à un matériau brut PEEK traité à plusieurs reprises - voir figure 1 - montre une augmentation significative de la viscosité, mettant en évidence des changements structurels dans le matériau.
Mesures effectuées à l'aide du rhéomètre Kinexus Prime ( NETZSCH )
Les mesures ont été effectuées à l'aide d'une machine NETZSCH Kinexus Prime ultra+ avec les paramètres suivants :
| Test | Viscosité de cisaillement |
| Géométrie | Plaque-Plaque, diamètre : 25 mm |
| Espace de mesure | 1 mm |
| Plage de taux de cisaillement | 10-2 s_1 bis 10 s-1 |
| Programme de température | 380°C (IsothermeTests at controlled and constant temperature are called isothermal.isotherme) |
Larhéologie est une méthode permettant de caractériser les matériaux traités de manière répétée (recyclats), d'identifier les éventuels défauts de traitement et d'ajuster les propriétés de traitement requises par une optimisation ciblée du traitement, ainsi que par l'ajout d'additifs ou de mélanges. Cela permet de soutenir l'objectif de l'industrie plastique de préparer les matériaux de manière à ce qu'ils puissent être réutilisés pour une large gamme d'applications, tout en faisant progresser les objectifs de développement durable.
Sources d'information
[1] Le downcycling, ou recyclage en cascade, est le recyclage de déchets dont le matériau recyclé est de qualité et de fonctionnalité inférieures à celles du matériau d'origine.(Wikipedia)
[2] Natalie Rudolph, Raphael Kiesel, Chuanchom Aumnate, Understanding Plastics Recycling (Second Edition), Carl Hanser Verlag, 2020, pages 15-46, ISBN 9781569908464
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