02.04.2024 by Dr. Natalie Rudolph

Het belang van reologie bij kunststofrecycling

Een gids voor het ontwikkelen van strategieën tegen materiaaldegradatie

Kunststoffenrecycling speelt een steeds belangrijkere rol in de kunststofindustrie en de wereldeconomie. Het helpt niet alleen om de impact op het milieu te verminderen en natuurlijke hulpbronnen te behouden, maar stimuleert ook nieuwe zakelijke kansen en innovatie. In een wereld die steeds meer gericht is op duurzaamheid en een circulaire economie, is het efficiënt recyclen van kunststoffen een manier om zowel ecologische als economische uitdagingen aan te gaan.

Bij het recyclen van kunststoffen is het van cruciaal belang om de effecten van degradatie op materiaaleigenschappen te begrijpen. De bijbehorende veranderingen, die optreden door mechanismen zoals ketensplitsing, polymerisatie of crosslinking, kunnen de eigenschappen van kunststoffen beïnvloeden, waaronder hun viscositeit [2]. Deze veranderingen vormen een uitdaging voor de industrie om de kwaliteit van gerecyclede materialen te behouden en downcycling te voorkomen [1]. Deze materiaalveranderingen zijn niet altijd zichtbaar met thermoanalytische of IR-spectroscopische methoden. Dit benadrukt de noodzaak om verschillende methoden voor materiaalkarakterisering te combineren.

Reologie speelt een sleutelrol bij het aanpakken van deze uitdagingen. Reologische metingen maken het mogelijk om de effecten van herhaalde processtappen op polymeren te begrijpen en strategieën te ontwikkelen om degradatie-effecten te verminderen. De reologische studie van nieuw materiaal vergeleken met een herhaaldelijk bewerkte PEEK-grondstof - zie afbeelding 1 - laat bijvoorbeeld een aanzienlijke toename in viscositeit zien, wat structurele veranderingen in het materiaal benadrukt.

Figuur 1: Vergelijking van de afschuifviscositeit van een nieuw PEEK-materiaal met een herhaaldelijk verwerkt PEEK-materiaal bij 380 °C toont een aanzienlijke toename van de viscositeit door ketenverlenging of crosslinking

Metingen met behulp van NETZSCH Kinexus Prime Rheometer

De metingen werden uitgevoerd met een NETZSCH Kinexus Prime ultra+ met de volgende parameters:

TestSchuifviscositeit
GeometriePlaat, diameter: 25 mm
Meetopening1 mm
Bereik afschuifsnelheid10-2 s_1 tot 10 s-1
Temperatuur programma380 °C (IsothermTesten bij een gecontroleerde en constante temperatuur worden isotherm genoemd.isotherm)

Reologie is beschikbaar als methode om herhaaldelijk verwerkte materialen (recyclaten) te karakteriseren, om mogelijke verwerkingsfouten te Identify en om de vereiste verwerkingseigenschappen aan te passen door gerichte procesoptimalisatie en door toevoeging van additieven of menging. Dit ondersteunt de doelstelling van de kunststofindustrie om materialen zo voor te bereiden dat ze kunnen worden hergebruikt voor een breed scala aan toepassingen, terwijl tegelijkertijd duurzaamheidsdoelstellingen worden bevorderd.

Bronnen

[1] Downcycling, of cascadering, is het recyclen van afval waarbij het gerecyclede materiaal van lagere kwaliteit en functionaliteit is dan het oorspronkelijke materiaal.(Wikipedia)

[2] Natalie Rudolph, Raphael Kiesel, Chuanchom Aumnate, Understanding Plastics Recycling (Second Edition), Carl Hanser Verlag, 2020, pagina's 15-46, ISBN 9781569908464

Neem een kijkje in ons productassortiment:

  • Kinexus Prime lab+

    Rotatieriemeter voor kwaliteitscontrole met SOP

    • Koppelbereik - viscosimetrie: 10 nNm tot 200 mNm
    • Koppelbereik - oscillatie: 5.0 nNm tot 200 mNm
  • Kinexus Prime pro+

    Voor onderzoek en ontwikkeling

    • Koppelbereik - viscositeitsmeting: 5.0 nNm tot 225 mNm
    • Koppelbereik - oscillatie: 1.0 nNm tot 225 mNm
  • Kinexus Prime ultra+

    Hoogwaardige reometer voor de hoogste eisen

    • Koppelbereik - viscosimetrie: 1,0 nNm tot 250 mNm
    • Koppelbereik - oscillatie: 0.5 nNm tot 250 mNm

Abonneer je op onze nieuwsbrief

Exclusieve inzichten in gloednieuwe toepassingen en trends op het gebied van thermische analyse.

Nu abonneren