Znaczenie reologii w recyklingu tworzyw sztucznych

Recykling tworzyw sztucznych odgrywa coraz ważniejszą rolę w przemyśle tworzyw sztucznych i globalnej gospodarce, nie tylko pomagając zmniejszyć wpływ na środowisko i chronić zasoby naturalne, ale także stymulując nowe możliwości biznesowe i innowacje. W świecie, który coraz bardziej koncentruje się na zrównoważonym rozwoju i gospodarce o obiegu zamkniętym, wydajny recykling tworzyw sztucznych jest sposobem na sprostanie zarówno wyzwaniom środowiskowym, jak i ekonomicznym.

W recyklingu tworzyw sztucznych kluczowe znaczenie ma zrozumienie wpływu degradacji na właściwości materiału. Związane z tym zmiany, które zachodzą poprzez mechanizmy takie jak rozszczepienie łańcucha, polimeryzacja lub sieciowanie, mogą wpływać na właściwości tworzyw sztucznych, w tym na ich lepkość [2]. Zmiany te stanowią wyzwanie dla przemysłu w zakresie utrzymania jakości materiałów pochodzących z recyklingu i zapobiegania downcyklingowi [1]. Te zmiany materiałowe nie zawsze są widoczne przy użyciu metod termoanalitycznych lub spektroskopii w podczerwieni. Podkreśla to potrzebę łączenia różnych metod charakteryzacji materiałów.

Reologia odgrywa kluczową rolę w sprostaniu tym wyzwaniom. Pomiary reologiczne umożliwiają zrozumienie wpływu powtarzających się etapów przetwarzania na polimery i opracowanie strategii zmniejszania efektów degradacji. Na przykład badanie reologiczne materiału pierwotnego w porównaniu z wielokrotnie przetwarzanym surowcem PEEK - patrz rysunek 1 - pokazuje znaczny wzrost lepkości, podkreślając zmiany strukturalne w materiale.

Pomiary za pomocą reometru NETZSCH Kinexus Prime

Pomiary przeprowadzono za pomocą urządzenia NETZSCH Kinexus Prime ultra+ o następujących parametrach:

Reologia jest dostępna jako metoda charakteryzowania wielokrotnie przetwarzanych materiałów (recyklatów), w celu identyfikacji możliwych wad przetwarzania i dostosowania wymaganych właściwości przetwarzania poprzez ukierunkowaną optymalizację przetwarzania, a także poprzez dodawanie dodatków lub mieszanie. Wspiera to cel przemysłu tworzyw sztucznych, jakim jest przygotowanie materiałów w taki sposób, aby można je było ponownie wykorzystać w szerokim zakresie zastosowań, jednocześnie realizując cele zrównoważonego rozwoju.

Źródła

[1] Downcykling lub kaskadowanie to recykling odpadów, w którym materiał poddany recyklingowi ma niższą jakość i funkcjonalność niż materiał pierwotny.(Wikipedia)

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