02.04.2024 by Dr. Natalie Rudolph
L'importanza della reologia nel riciclaggio delle materie plastiche
Guida allo sviluppo di strategie contro il degrado dei materiali
Il riciclo delle materie plastiche sta assumendo un ruolo sempre più importante nell'industria delle materie plastiche e nell'economia globale, non solo contribuendo a ridurre l'impatto ambientale e a conservare le risorse naturali, ma anche a creare nuove opportunità di business e innovazione. In un mondo sempre più attento alla sostenibilità e all'economia circolare, il riciclo efficiente delle materie plastiche è un modo per affrontare le sfide ambientali ed economiche.
Nel riciclaggio delle materie plastiche, la comprensione degli effetti della degradazione sulle proprietà dei materiali è fondamentale. I cambiamenti associati, che avvengono attraverso meccanismi come la scissione della catena, laPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione o la reticolazione, possono influenzare le proprietà delle plastiche, compresa la loro viscosità [2]. Questi cambiamenti rappresentano una sfida per l'industria nel mantenere la qualità dei materiali riciclati e nel prevenire il downcycling [1]. Questi cambiamenti nei materiali non sono sempre visibili con i metodi termoanalitici o spettroscopici IR. Ciò evidenzia la necessità di combinare diversi metodi per la caratterizzazione dei materiali.
Lareologia svolge un ruolo chiave nell'affrontare queste sfide. Le misure reologiche consentono di comprendere gli effetti delle ripetute fasi di lavorazione sui polimeri e di sviluppare strategie per ridurre gli effetti della degradazione. Ad esempio, lo studio reologico di un materiale vergine confrontato con una materia prima PEEK lavorata ripetutamente - vedi Figura 1 - mostra un aumento significativo della viscosità, evidenziando cambiamenti strutturali nel materiale.
Misure per mezzo del reometro NETZSCH Kinexus Prime Rheometer
Le misurazioni sono state effettuate con un NETZSCH Kinexus Prime ultra+ con i seguenti parametri:
| Test | Viscosità di taglio |
| Geometria | Piastra, diametro: 25 mm |
| Spazio di misura | 1 mm |
| Intervallo di velocità di taglio | 10-2 s_1 bis 10 s-1 |
| Programma di temperatura | 380°C (IsotermicoI test a temperatura controllata e costante sono detti isotermici.isotermico) |
Lareologia è disponibile come metodo per caratterizzare i materiali lavorati ripetutamente (riciclati), per identificare eventuali difetti di lavorazione e per regolare le proprietà di lavorazione richieste attraverso un'ottimizzazione mirata della lavorazione, nonché attraverso l'aggiunta di additivi o miscele. Ciò supporta l'obiettivo dell'industria delle materie plastiche di preparare i materiali in modo tale da poterli riutilizzare per un'ampia gamma di applicazioni, promuovendo al contempo gli obiettivi di sostenibilità.
Fonti
[1] Il riciclaggio a valle, o a cascata, è il riciclaggio di rifiuti in cui il materiale riciclato è di qualità e funzionalità inferiore rispetto al materiale originale.(Wikipedia)
[2] Natalie Rudolph, Raphael Kiesel, Chuanchom Aumnate, Understanding Plastics Recycling (Second Edition), Carl Hanser Verlag, 2020, pagine 15-46, ISBN 9781569908464
