Compoundarea este unul dintre procesele-cheie din industria materialelor plastice. Formulările (amestecurile) devin din ce în ce mai complexe, sunt evaluate materiale noi și de umplere, iar soluțiile de inginerie a proceselor evoluează continuu. SKZ – German Plastics Center sprijină companiile în abordarea sistematică, inclusiv a provocărilor complexe legate de procese și materiale.
Pentru industria materialelor plastice, compoundarea poate fi considerată echivalentul atelierului unui alchimist. Formula materialului determină adesea performanța optimă a produsului. Utilizarea tot mai extinsă a materialelor reciclate și a compoundurilor destinate unor aplicații specifice impune cerințe tot mai mari procesului de compoundare, crescând în același timp importanța acestuia.
Această evoluție creează oportunități pentru soluții și compounduri inovatoare care conțin ingrediente speciale, precum microcapsule cu lubrifianți, metale precum cuprul sau aluminiul, materiale ceramice și enzime. În consecință, companiile industriale apelează tot mai frecvent la institute cu experiență și dotări tehnice adecvate pentru a soluționa provocări specifice sau pentru a evalua idei inovatoare în condiții apropiate de cele ale aplicațiilor reale.
La SKZ – German Plastics Center din Würzburg, compoundarea are o tradiție îndelungată. Expertiza dezvoltată aici este transferată către industrie prin proiecte de cercetare și cursuri de instruire. De asemenea, SKZ produce probe la cererea clienților, atunci când trebuie evaluate noi tehnologii de procesare sau noi formulări. Facilitățile proprii de testare permit efectuarea unei game variate de încercări și furnizarea unor date fiabile privind materialele.
Ingredientele și coloranții de origine naturală devin din ce în ce mai importanți în dezvoltarea unor soluții sustenabile pentru materiale plastice, în special pentru bioplastice. Multe dintre aceste substanțe provin din materiale reziduale care fost supuse unui proces limitat de prelucrare ulterioară. Închiderea ciclurilor de utilizare a materialelor plastice este susținută prin teste la scară-pilot, care acoperă întregul proces, de la măcinare și pregătire până la compoundarea cu aditivii potriviți. Portofoliul de servicii include totul, de la analiza și optimizarea proceselor până la producerea de cantități de probă, dezvoltarea de materiale și producerea de compounduri. Acesta este completat de o gamă extinsă de tehnologii complexe de testare și măsurare, precum și de simulări pentru proiectarea proceselor. Astfel, companiile își pot îmbunătăți procesele existente, explorând în același timp noi materiale și aplicații.
Dezvoltarea unui proces de depolimerizare ca metodă suplimentară de reciclare a PET
În plus, tehnologia de compoundare este utilizată din ce în ce mai mult nu doar pentru producerea compoundurilor convenționale, ci și pentru procesele de extrudare reactivă, destinate obținerii de materiale funcționalizate. Acest lucru permite combinarea mai multor etape de lucru într-un singur proces. Una dintre aplicațiile extrudării reactive este depolimerizarea polimerilor, precum PET, în intermediari sau monomeri. Prin urmare, obiectivul unui proiect de cercetare desfășurat de SKZ a fost dezvoltarea unui proces continuu de reciclare chimică, menit să transforme fluxurile de deșeuri din PET în intermediari tehnici sau materii prime utilizabile.
La începutul proiectului RezyBond, finanțat de Ministerul Federal German pentru Afaceri Economice și Energie, a fost derulată o etapă de cercetare a materialelor pentru identificarea componentelor adecvate depolimerizării prin extrudare reactivă. În procesul de selecție s-a acordat o atenție deosebită evaluării riscurilor, deoarece nu toate materialele pot fi prelucrate în extruder fără măsuri de siguranță adecvate.
Pentru glicoliza PET-ului, a fost ales etilenglicolul drept componentă alcoolică, iar drept catalizatori au fost utilizate diferite săruri metalice. Mai întâi au fost efectuate teste, la scară de laborator, în regim discontinuu cu materialele selectate, pentru definirea condițiilor de reacție. Pe baza acestor rezultate au fost stabilite principiile fundamentale ale procesului de extrudare, inclusiv cantitățile de materiale necesare și compoziția componentelor. Ulterior, rezultatele au stat la baza testelor de depolimerizare realizat pe o instalație la scară pilot. Folosind această configurație experimentală au fost obținute produse de reacție, care ulterior au fost testate pentru utilizarea în compoziția unor adezivi. La finalul proiectului a fost dezvoltat un proces de reciclare chimică în flux continuu, prin care deșeurile de PET pot fi depolimerizate cu ajutorul componentelor adecvate. Sistemul astfel dezvoltat este pus la dispoziția companiilor pentru investigații suplimentare. Informații și detalii suplimentare pot fi găsite în raportul final al proiectului (în limba germană: https://www.skz. de/forschung/projekt/rezybond).
Aflați mai multe despre serviciile de compoundare oferite de SKZ: https://www.skz.de/en/research/process/compounding
Autor: HATICE MALATYALI, Group Leader Compounding and Extrusion, SKZ – German Plastics Center, h.malatyali@skz.de
