Bien que les avantages environnementaux du recyclage des plastiques soient bien établis et que la plupart des zones géographiques des États-Unis proposent un certain recyclage du plastique, les taux de recyclage sont souvent faibles. De faibles taux de recyclage sont souvent observés dans les usines de recyclage centralisées conventionnelles en raison du défi de la collecte et du transport des polymères de faible poids en grand volume. Les taux de recyclage diminuent davantage lorsque l'on étudie les communautés à faible densité de population, rurales et relativement isolées, car la distance des centres de recyclage rend le recyclage difficile et inefficace sur le plan économique et énergétique. Le développement récent d'une classe d'outils matériels open source (par exemple RecycleBots ) capables de convertir les déchets plastiques post-consommation en filament polymère pour l'impression 3D offre un moyen d'augmenter les taux de recyclage en permettant le recyclage distribué. En plus de réduire la quantité de plastique jeté dans les décharges, le recyclage distribué peut également offrir aux familles à faible revenu un moyen de compléter leurs revenus grâce à la production nationale de petits produits en plastique. Cette étude examine les impacts environnementaux du recyclage des polymères. Une analyse du cycle de vie (ACV) pour le recyclage centralisé du plastique est comparée à la mise en œuvre du recyclage distribué dans les zones rurales. L’impact environnemental des deux scénarios de recyclage est quantifié en termes de consommation d’énergie par unité de masse de plastique recyclé. Une analyse de sensibilité permet de déterminer les impacts environnementaux des deux systèmes en fonction de la distance par rapport aux centres de recyclage. Les résultats de cette étude ACV indiquent que le recyclage distribué du PEHD pour les régions rurales est énergétiquement favorable soit à l'utilisation de résine vierge, soit à des procédés de recyclage conventionnels. Cette étude indique que les progrès techniques dans les dispositifs solaires photovoltaïques , l’impression 3D open source et l’extrusion de filaments polymères ont rendu le recyclage et le surcyclage distribués des polymères techniquement viables.
Contenu
Principales conclusions
Tableau 1 : Demande d’énergie et réduction pour divers cas de recyclage
| Cas | Demande énergétique (MJ/kg PEHD) | Pourcentage de réduction (Δ%) pour le recyclage distribué c |
| Recyclage distribué : RecycleBot isolé | 8,74 | -- |
| Résine vierge a | 79,7 | 89 |
| Recyclage centralisé b – Rural : Copper Harbour (mensuel) | 28.4 | 69 |
| Recyclage centralisé b – Rural : Copper Harbour (aux deux semaines) | 48,9 | 82 |
| Remarques : a. [26], b. Estimation basée sur [24], c. Pourcentage de réduction = (Central-Distribué)/Central*100 | ||
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Literature Reviews
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- Solar powered recyclebot literature review
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Externals
- Economist article on U. of Washington's HDPE boat, Oprn3dp.me
- https://ultimaker.com/en/resources/52444-ocean-plastic-community-project
- Another possible solution - reusable containers [1]
- Commercial https://dyzedesign.com/pulsar-pellet-extruder/
- ---
- Cruz, F., Lanza, S., Boudaoud, H., Hoppe, S., & Camargo, M. Polymer Recycling and Additive Manufacturing in an Open Source context: Optimization of processes and methods. [2]
- Investigating Material Degradation through the Recycling of PLA in Additively Manufactured Parts
- Mohammed, M.I., Das, A., Gomez-Kervin, E., Wilson, D. and Gibson, I., EcoPrinting: Investigating the use of 100% recycled Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) for Additive Manufacturing.
- Kariz, M., Sernek, M., Obućina, M. et Kuzman, MK, 2017. Effet de la teneur en bois du filament FDM sur les propriétés des pièces imprimées en 3D. Matériaux aujourd'hui Communications. [3]
- Kaynak, B., Spoerk, M., Shirole, A., Ziegler, W. et Sapkota, J., 2018. Composites polypropylène/cellulose pour la fabrication additive par extrusion de matériaux. Matériaux macromoléculaires et ingénierie, p.1800037. [4]
- O. Martikka et al., "Propriétés mécaniques des composites bois-plastique imprimés en 3D", Key Engineering Materials, Vol. 777, p. 499-507, 2018 [5]
- Yang, TC, 2018. Effet de la température d'extrusion sur les propriétés physico-mécaniques des composants composites unidirectionnels d'acide polylactique renforcé de fibres de bois (WFRPC) à l'aide de la modélisation des dépôts fondus. Polymères, 10(9), p.976. [6]
- Romani, A., Rognoli, V. et Levi, M. (2021). Conception, matériaux et fabrication additive par extrusion dans des contextes d'économie circulaire : des déchets aux nouveaux produits. Durabilité, 13(13), 7269. https://www.mdpi.com/2071-1050/13/13/7269/pdf