بهبود کیفیت و عملکرد پلاستیک‌های بازیافتی
در حال حاضر، رقابت شدیدی بین تولیدکنندگان مواد افزودنی در زمینه تولید محصولاتی جهت ارتقای کیفیت پلاستیک های بازیافتی برای استفاده در کاربردهای جدید وجود دارد. آن ها بر این باورند که موانع موجود بر سر راه استفاده مجدد از پلاستیکها، که عمدتاً به دلیل عدم اطمینان از کیفیت مواد پلاستیکی بازیافتی است، را می توان با استفاده از افزودنی های مناسب که قادر به بازگرداندن خواص اولیه به مادهی بازیافتی باشند، از میان برداشت. این تولیدکنندگان از گروه های بزرگ دارای تولیدات متنوع مواد افزودنی گرفته تا متخصصان حوزه پایدارکننده ها، اصلاح کننده های زنجیر، بهبود دهنده های جریان مذاب، اصلاح کننده های ضربه، و دیگر محصولات را شامل می شوند.
نمایشگاه بین المللی K دوسلدورف در اکتبر 2019، فرصت بسیار خوبی را برای شرکت ها جهت گفت و گو با آمیزه سازان و فعالان حوزه بازیافت پیرامون مواد مورد نیاز این بخش و نیز تبلیغ محصولات در حوزه افزودنی ها و مستربچ ها فراهم آورد.
بخش مستربچ در غرفه شرکت Clariant در نمایشگاه K2019 نمونه بارزی از این تمرکز جهانی بر افزودنی ها در حوزه بازیافت بهینه پلاستیک هاست. در این غرفه، کاربردهایی که در آ نها از مستربچ های افزودنی استفاده شده بود در بین دیگر مستربچهای رنگی به صورتی برجسته تر نمایش داده شد (اخیراً بخش مستربچ Clariant با شرکت PolyOne ادغام و در حال حاضر با نام Avient فعالیت می کند.). شرکت های همکار نیز سخنرانی هایی پیرامون چرخه مواد و بازیافت آن ها برای بازدیدکنندگان نمایشگاه ارائه دادند.
Jan Sueltmeyer رئیس بخش نوآوری و پایداری مواد شرکت Clariant در مصاحبه با مجله دنیای پلاستیک های بازیافتی (Plastics Recycling World) در K2019 این گونه بیان کرد که همکاری در زنجیره عرضه مواد (افزودنی) برای رشد مواد بازیافتی در کاربردهای بیش تر ضروری است. وی افزود: " همه باید نحوه کار با مواد بازیافتی را یاد بگیرند."
شرکت Clariant در سال گذشته، روی‌کردی به نام EcoCircle را راه اندازی کرد که موفق به گردِ هم آوردن تخصص های بسیاری از جمله رنگدانه ها، مواد افزودنی، و مواد معدنی شد. این ایده به منظور ایجاد علم چرخه پلاستیک ها و سپس به اشتراک گذاردن آن با دیگر شرکت های همکار توسط Clariant شکل گرفت. به گفته Sueltemeyer، هدف Clariant این است که پس از فروش بخش مستربچ به PolyOne این ایده را به طور جدی دنبال کند.
مستربچ های افزودنی تولید شده در Clariant می توانند از آسیب دیدگی یا از بین رفتن خواص عمل‌کردی ماده در حین بازیافت جلوگیری کنند و همچنین محصولات دیگری نیز قادر به جبران آسیب های وارده به پلیمر در حین فرآورش پلیمرها، مدت زمان استفاده از آن ها به عنوان محصول و سپس بازیافت آن ها هستند. محصولات این شرکت شامل:
- آنتی اکسیدانت ها (آنتی اکسیدانت های سری CESA-nox) که در طول آمیزه سازی (PCR (Post-Consumer Resin یا تولید مواد بسته بندی از مواد بازیافتی اضافه می گردد و از مشکلات ایجاد شده به واسطه حرارت و اکسیژن، از جمله از بین رفتن خواص مکانیکی، تغییر رنگ، و تشکیل نقاط سیاه، جلوگیری می کنند.
- کمک فرآیندها (CESA)، مستربچ های افزودنی فرآیندی جهت رویارویی با رفتار متغیر مذاب در پلیمرهای PCR.
- بسط دهنده های زنجیر (CESA)، افزودنی های بسط دهنده برای موادی از جمله PET که رطوبت، حلال ها، و حرارت باعث شکسته شدن زنجیرهای پلیمر می شوند و این موضوع می تواند منجر به از بین رفتن فرآیند پذیری، وزن مولکولی، و خواص ماده شود، کاربرد دارند.
- اصلاح کننده ها (مستربچ های افزودنی CESA-Mod)، که باعث کاهش شکنندگی و افزایش استحکام ضربه به اندازه کافی شده تا به بطری ها و ظروف شاخته شده از PCR اجازه دهند تست های استاندارد مقاومت عمودی بطری (Top-load) و سقوط از ارتفاع را با نتایج بهتری پشت سر بگذارند.
- اصلاح کننده رنگ، مستربچ های Clariant شامل خانواده بزرگی از رنگ های PCR است که برای پلیمرهای بازیافتی که رنگ نامطلوبی دارند قابل استفاده است.
استفاده مجدد از ضایعات پس از تولید هدف اصلی پایدار کننده AddWorks PKG 906 Circle است که در K2019 توسط شرکت Clariant عرضه شد. بازار هدف این پایدارکننده تولیدکنندگان فیلم های PP و PE به ویژه تولیدکنندگان PP دو جهته، فرآیندهای فیلم دمشی و فیلم های تولیدی به روش ریخته گری عنوان شده است. میزان استفاده از ضایعات بازیافتی در فیلم نهایی میتواند تا 30% نیز افزایش یابد. به گفته این شرکت، افزودنی فوق، به واسطه کاهش چشم‌گیر در تشکیل ژل و جلوگیری از زرد شدگی بیش‌تر در سرعت های بالا، از کیفیت رزین و فیلم تولیدی محافظت می کند.
Bruggemann، یکی دیگر از تولید کنندگان مواد افزودنی، در نمایشگاه K2019 محصولی را برای بازیافت بهینه مواد پلی آمیدی و تولید گریدهای با کیفیت قالبگیری تزریقی از آن ها، به نمایش گذاشت. سری اصلاح‌کننده های زنجیر این شرکت با نام Bruggolen M میتواند ویسکوزیته های نسبی پلی آمیدهای بازیافتی را با بلند کردن زنجیرهای بیش از حد کوتاه یا کوتاه کردن زنجیرهای خیلی طولانی تنظیم کند. Bruggemann می گوید:" تولیدکنندگان می توانند از مقادیر اندکی از این مواد اصلاح کننده برای تنظیم ویسکوزیته های نسبی متناسب با نیازهای خود طی یک مرحله ترکیب استفاده کنند. مواد بازیافتی حاصل خواص مکانیکی بسیار خوبی از خود نشان داده، می توانند مانند مواد خام اولیه غیر بازیافتی با همان ویسکوزیته ها، و برای کاربردهای مشابه آنها مورد استفاده قرار گیرند. این امر نیاز به ترکیب مواد بازیافتی با پلیمر خام اولیه را برطرف کرده و امکان بالایی را برای ایجاد بازاری سودآور برای مواد خام پلیآمیدی ثانویه که به لحاظ کیفیت پاسخگوی نیازهای صنعت قالب گیری تزریقی باشند، فراهم می آورد."
فرموله کردن ماده
فرمولاسیون Bruggolen TP-M 1417 برای کوتاه کردن زنجیرهای مولکولی بیش از حد طولانی مواد ضایعاتی PA با ویسکوزیته بالا، مانند مواد اکسترود شده با ویسکوزیته بالا، نایلون های تولید شده به روش ریخته گری یا فیلم، طراحی شده است. کافی است در طول اکسترود کردن، از این ماده با نرخ پایینی اضافه شود تا ویسکوزیته به نحوی کاهش یابد که بتوان پلیمر را به صورت تزریقی قالب گیری کرد. به گفته Bruggemann، با تنظیم مقدار اضافه شده از این ماده می توان ویسکوزیته نهایی را به شکل بسیار دقیقی کنترل کرد. نکته قابل توجه این است که خواص مکانیکی قطعات قالبگیری شده از پلیمر بازیافتی حاصل، بسیار مشابه خواصی است که از پلیآمید اولیه بدست می آید.
یک اصلاح کننده دیگر زنجیر، Bruggolen M 1251، زنجیرهای مولکولی پلی آمید بازیافتی را که در طول فرآیند یا سرویس دهی قطعه تخریب و باعث کاهش وزن مولکولی شده اند را طولانی می کند. به گفته Bruggemann، خواص مکانیکی ماده بازیافتی می تواند تا رسیدن به خواص ماده اولیه بهبود یابد. همچنین، برای تنظیم راحت تر دوز استفاده در طول فرآیند ترکیب، Bruggolen M 1253 به شکل دانه هایی با اندازه کوچک‌تر هم تولید می شوند.
Bruggemann با همکاری تولیدات خود را از افزودنی های پلی آمید به پایدارکننده های جدیدی برای مواد بازیافتی با کیفیت پلی اولفینی که منجر به افزایش دوام ساختاری این پلیمرها می شوند، گسترش داده است. به ادعای این شرکت، این پایدارکننده ها می توانند اثرات آسیب های قبلی که به دلیل اکسیداسیون حرارتی و نوری به وجود آمده و از بالا رفتن کیفیت مواد بازیافتی برای استفاده در فرآیند قالبگیری تزریقی جلوگیری می کنند را کاهش دهند. Fraunhofer LBF بیان کرده که از دانش خود در زمینه اثرات افزودنی های پلیمر، از جمله آنتی اکسیدانت ها، پایدارکننده های نوری، تأخیر اندازنده های شعله و عوامل هسته زا در راستای رویارویی با چالش های ویژه ای که در رابطه با استفاده از مواد بازیافتی پیش روی تولیدکنندگان است، بهره گرفته است.
سیستم های پایدار کننده جدید به دلیل قابلیت واکنش پذیری خاصی که دارند، توانایی خنثی کردن تأثیرات آسیب های قبلی وارد شده به مواد بازیافتی را داشته و زمینه را برای تولید مواد بازیافتی با خواص فرآیندی بالا و پایداری حرارتی طولانی مدت، مشابه با مواد خام اولیه، را فراهم می آورند. این سیستم های جدید تا حدودی بر پایه مواد اولیه تجدیدپذیر هستند...