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Trasformazione del polipropilene riciclato per diverse applicazioni grazie ai masterbatch di perossido
Secondo il Ministero federale tedesco dell'ambiente, in Germania nel 2019 la quantità di rifiuti plastici sottoposti a riciclaggio o recuperati come materie prime è stata di circa 3,33 milioni di tonnellate. Oltre il 38 percento di questi è costituito da polipropilene (PP), utilizzato in modo versatile per imballaggi alimentari, contenitori, ma anche per gli equipaggiamenti interni degli autoveicoli e i componenti di costruzione tecnici ed elettronici. La maggior parte del polipropilene riciclato presenta tuttavia spesso un indice di fluidità solo in parte idoneo per un'ulteriore lavorazione. L'aggiunta di masterbatch di perossido ne consente la trasformazione mediante stampaggio a iniezione: l'MFI aumenta, il PP diventa molto più fluido già con un masterbatch di perossido da 0,1%.
Soprattutto riguardo alle quote di riciclaggio dell'UE, di cui è previsto un ulteriore aumento entro il 2030, i masterbatch di perossido nei processi di riciclaggio delle materie plastiche stanno acquisendo un'importanza sempre maggiore. Il polipropilene recuperato dallo smistamento meccanico di diversi flussi di fonti presenta spesso un basso indice di fluidità, che impedisce la trasformazione della termoplastica nelle procedure di stampaggio a iniezione. Il livello di MFI non lo rende idoneo alla trasformazione né mediante estrusione né con stampaggio a iniezione. Soprattutto nelle applicazioni in cui è necessario un ciclo di durata breve, il polipropilene riciclato senza aggiunta di masterbatch di perossido è inutilizzabile. A causa delle catene di polimeri in parte molto lunghe, l'indice di fluidità è troppo basso.
Per questa ragione viene utilizzato il perossido, che consente di accorciare le lunghe catene di polimeri del polipropilene e quindi aumentarne l'indice di fluidità. Sia nella forma fluida sia come polvere, il trasporto e soprattutto la gestione delle sostanze chimiche infiammabili, altamente reattive e talvolta esplosive, devono soddisfare requisiti di sicurezza estremamente rigorosi. I dispositivi di protezione necessari e la speciale tecnica di dosaggio rendono ulteriormente complessa l'intera manipolazione. A ciò si aggiunge il fatto che i perossidi sono volatili e quindi anche in condizioni di stoccaggio corretto presentano oggettivi limiti di conservazione. Con i masterbatch della serie P, Polyvel Europe GmbH ha tuttavia sviluppato un'alternativa sicura e facile da dosare. Grazie alle concentrazioni di additivo disponibili del 5, 10 e 20 percento di perossido, la fluidità del polipropilene può essere in questo modo ottimizzata in modo mirato.
Miglioramento semplice e sicuro dell'indice di fluidità
Con i masterbatch di perossido di Polyvel è possibile modificare in modo mirato le caratteristiche di lavorazione del polipropilene. "La sostanza chimica viene inserita in un substrato polimerico e trasformata in granuli", spiega Anno Sebbel, responsabile vendite di Polyvel Europe GmbH. "In questo modo il perossido viene protetto dagli agenti ambientali fino al momento della lavorazione". Non potendo volatilizzarsi, nel granulato il perossido è conservabile per cinque anni. Il trasporto e lo stoccaggio non comportano complicazioni né richiedono l'osservanza di requisiti o condizioni particolari. Non vi sono quindi disposizioni specifiche da seguire riguardo la manipolazione, l'impiego è particolarmente sicuro e, contrariamente al perossido fluido o in polvere, è molto semplice. Anche per il dosaggio non sono necessari dispositivi particolari.
Grazie ai masterbatch di perossido è quindi possibile effettuare una modifica mirata della viscosità volta ad aumentare l'indice di fluidità del polipropilene.
In questo modo da un lato viene resa possibile la lavorazione del polipropilene riciclato mediante stampaggio a iniezione, dall'altro il masterbatch di perossido è dosabile anche direttamente nella procedura di stampaggio a iniezione per poterne aumentare ulteriormente la fluidità. In questo modo è possibile realizzare con maggiore facilità e sicurezza procedurale i componenti per costruzioni caratterizzati da pareti sottili e lunghi percorsi di flusso.
La maggiore fluidità consente inoltre di ridurre la temperatura di lavorazione e quindi i periodi di raffreddamento, accorcia la durata dell'intero ciclo, con il conseguente aumento della produttività e la diminuzione dei costi di produzione.
I risultati sono riproducibili in modo affidabile grazie al dosaggio calcolabile dei masterbatch. Essendo possibile modificare la massa fusa del polipropilene in modo preciso e conveniente sul piano dei costi, anche il materiale riciclato diventa un materiale di base pregiato. In questo modo è possibile evitare l'impiego di costose materie primarie per la produzione di prodotti e componenti in materie plastiche.
Gestione del materiale e possibilità di dosaggio migliori
I dosaggi comuni per i masterbatch di perossido variano dallo 0,1 all'1 percento. "È molto complesso immettere nel processo continuo di compoundazione quantità così basse in modo omogeneo per lunghi periodi", spiega Sebbel. "La forma granulare dei masterbatch facilita molto questo processo, poiché consente di raggiungere una distribuzione molto omogenea nel polipropilene. Grazie ai diversi contenuti di perossido è possibile regolare con precisione intervalli di MFI sia piccoli che grandi".
Mentre l'indice di fluidità del polipropilene aumenta grazie al perossido, il polietilene diventa più fluido e quindi particolarmente adatto a metodi di lavorazione come l'estrusione in film e lo stampaggio per soffiaggio. In questo modo i masterbatch della serie P semplificano le procedure di riciclaggio di diverse sostanze termoplastiche.