PET Extrusion/es

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▼Esta página es una revisión bibliográfica . Siéntase libre de editarla y agregar fuentes y resúmenes.

Propósito

Esta revisión bibliográfica tiene como objetivo investigar las propiedades y los mecanismos relevantes del plástico PPET durante la extrusión. El alcance actual de la investigación se puede consultar en la página del Protocolo de Preparación de PET .

Conocimientos básicos

Wikipedia Reciclaje de PET

Conceptos básicos de PET en Wikipedia

Temperatura de fusión cristalina: 260 °C

Transición vítrea: 70°C

Ebullición/Se descompone: 350°C

Temperaturas

Datos de extrusión

• Un grupo utilizó una "extrusora de ventilación de un solo tornillo de 60 mm con una longitud de 38D [que] se ha integrado en una línea de extrusión de película plana para procesar PET". ^{[ 5 ]} También se ha observado que las altas tasas de extrusión pueden generar mayores tensiones de corte y, por lo tanto, mayores temperaturas.

Búsquedas

de Google

• MASCOTA
• Temperatura de degradación del PET
• Impresión con filamento PET
• Extrusión de PET
• Condiciones de extrusión de PET

Google Académico

• PET higroscópico
• PET de oxidación térmica

Lista de citas

Botelho et al.

• Documento técnico que detalla una comparación entre la estabilidad de varios plásticos frente a la degradación termooxidativa. ^{[ 6 ]}

Romão et al

• Centrarse únicamente en el PET, los mecanismos de degradación y las propiedades del PET. ^{[ 3 ]}

Samperi et al

• Analiza y proporciona datos sobre la degradación térmica del PET. ^{[ 4 ]}

Venkatachalam et al

• Esquema menos técnico y estudio de la degradación térmica. ^{[ 1 ]}

de cosas que puedes imprimir en tu

• Contiene 2 diapositivas que muestran el uso de PET como filamento, lo que indica que el proceso es posible. ^{[ 7 ]}

Materiales de impresión

• Contiene temperaturas, junto con ejemplos y consejos para imprimir con PET. Se dice que 260 °C dio como resultado un acabado opaco. ^{[ 2 ]}

Michaeli y Schmitz

• Un estudio que analiza las temperaturas, presiones y cantidades de secado requeridas para la extrusión de PET. Una excelente fuente de información sobre cómo modificar el robot de reciclaje. ^{[ 5 ]}
• Además, indica que el secado no es necesario, si se utiliza el método de “desgasificación de tolva”, como se describe en la página 296. ^{[ 5 ]}

PET cristalino vs. amorfo

• Temperaturas, duraciones y otras condiciones para secar y procesar adecuadamente varios tipos de PET. ^{[ 8 ]}

FeedScrewDesigns.com

• Foro de discusión sobre métodos de extrusión de PET. ^{[ 9 ]}

de Eastapak

• Documento que describe los métodos y procesos utilizados por Eastapak Polyesters , empresa que trabaja con PET cristalino y amorfo (APET). Ofrece información sobre las relaciones L/D para la extrusión, además de insistir en que el PET se seque antes de su procesamiento. ^{[ 10 ]}

Grupo Empresarial PET: Secado RELPET

• Otra fuente que enfatiza cómo y por qué se debe secar el PET y ofrece diversas temperaturas y condiciones. ^{[ 11 ]}

Preguntas y respuestas sobre el secado de

• Proporciona información sobre temperaturas y tiempos de secado de PET. ^{[ 12 ]}

CWC: Mejores prácticas en el

• Pone de manifiesto que las botellas de PET pueden contener muchos aditivos. El plástico de las botellas de PET es amorfo y requiere secado hasta alcanzar una humedad recomendada de <100 ppm. ^{[ 13 ]}

La diferencia que marca la cristalinidad

• Se destacan las transformaciones de fase que pueden ocurrir dentro de la extrusora. Indica que, por encima de 140 °C, el plástico debería cristalizarse y, por lo tanto, volverse muy frágil. Alrededor de 260 °C, el cristal frágil se funde. Por lo tanto, se recomienda mantener el plástico por encima de la temperatura de transición vítrea, pero por debajo de la temperatura a la que comienza la cristalización. ^{[ 14 ]}

vacías

• Un video en YouTube muestra el proceso de reciclaje de PET en Marglen Industries. El video destaca la importancia fundamental de la limpieza adecuada de las botellas y que, siempre que los colores coincidan, se pueden reciclar diferentes botellas juntas. Marglen también demuestra que es posible la extrusión de filamentos de PET y que, una vez extruida, la fibra debe enfriarse rápidamente con agua. ^{[ 15 ]}

NAPCOR

• NAPCOR es la Asociación Nacional de Recursos de Envases de PET. En su sitio web se puede encontrar información general y estadísticas sobre el reciclaje de PET, pero no mucha información técnica sobre su procesamiento. ^{[ 16 ]}

Cristalinidad del polímero de Hegde

• Un sitio web publicado por la Universidad de Tennessee que muestra cómo se ve afectada la cristalinidad en los polímeros. En particular, las secciones de DSC y Difracción de Rayos X muestran cómo se llevan a cabo ambos procesos instrumentales y cómo determinar la cristalinidad a partir de los datos registrados. ^{[ 17 ]}

térmicas y mecánicas del PET reciclado y

• Un estudio del sitio web de Burcham International Corporation, que describe la resistencia a la tracción y las propiedades cristalinas de varias mezclas de diferentes plásticos PET, tanto reciclados como vírgenes. ^{[ 18 ]}

Cómo se reciclan las botellas de plástico para

• Un video de YouTube del programa "Cómo se hace" muestra el proceso de conversión de botellas de PET en tela de poliéster. Durante este proceso, se dice que el plástico se extruye a 270 °C. Las hebras que aparecen tras la extrusión no son negras ni líquidas, como ocurrió en los experimentos MOST de la primavera de 2015. Las botellas se separaron de las etiquetas y las tapas mediante un control de flotabilidad. A continuación, se eliminó el pegamento de las etiquetas con un baño de sosa cáustica (NaOH). Las botellas trituradas se secaron durante 10 horas en un horno de secado rotatorio y luego se llevaron a extruir. ^{[ 19 ]}

Planta de reciclaje de

• Un video de YouTube que muestra el proceso y el control de calidad en Amut Recycling. Utilizan una técnica de molienda húmeda. Hacia el final del video, se puede ver PET recristalizado en grandes latas metálicas. ^{[ 20 ]}

Obstáculos

El trabajo actual da como resultado un polímero de baja viscosidad, quebradizo y descolorido.

Higroscopia

Los fragmentos de PET deberán secarse antes de su procesamiento. ^{[ 6 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 10 ] [ 9 ]}

Degradación

Los plásticos PET se degradan de diversas maneras: ^{[ 3 ]}

Degradación térmica general

^{[ 1 ]} Samperi indica que se produce una degradación significativa entre 310 °C y 320 °C ^{[ 4 ]}

termomecánica

Las tensiones del proceso de extrusión pueden provocar una mayor degradación del polímero.

termooxidativa

Hidrolizante

Esta forma de degradación requiere el secado del PET antes de su procesamiento, también conocido como "presecado".

Enfoque planificado actual y conclusiones

El PET debe triturarse y secarse. El secado previene la hidrolización. Además, la temperatura de fusión debe controlarse ligeramente por encima de los 260 °C para evitar la degradación térmica. Esta degradación es indeseable, ya que la viscosidad del PET probablemente disminuya a medida que se degrada, debido a su menor masa molecular, y una menor viscosidad dificulta considerablemente la extrusión del PET en filamentos.

El secado es fundamental para el PET. Todas las fuentes lo enfatizan.

Los rangos de temperatura al 9/9/2014 son: 70°C<T<290°C

El rango de temperatura al 9/12/2014 es: 70 °C < T < 250 °C. El PET no necesita estar líquido, sino simplemente ablandarse para permitir la extrusión. Temperaturas demasiado altas romperán los enlaces semicristalinos y amorfos, y potencialmente degradarán y romperán los enlaces dentro de las propias moléculas de PET.

Los copolímeros pueden facilitar el proceso, ya que pueden reducir la cristalinidad del PET, lo que permite que se funda a menor temperatura y previene su degradación. Sin embargo, esto puede afectar la forma en que se imprime el PET, ya que se encuentra a menor temperatura.

Es posible imprimir con PET. ^{[ 2 ]} Modelo sólido impreso en 3D en diapositiva 30, 31 ^{[ 7 ]}

El PET es un material ideal para imprimir: tiene un amplio rango de temperatura e imprime de 160 °C a 210 °C sin problemas. No tuve ningún problema para que el material se adhiriera a la placa de vidrio. Uso mucho la suspensión de ABS y simplemente frotando el vidrio con un poco de acetona (dejando una ligera capa de ABS) se consigue una unión perfecta. Tengo que levantar una esquina de la pieza impresa para retirarla de la cama. Accidentalmente subí la temperatura hasta 260 °C, lo que provocó mucha supuración y un acabado opaco/blanco. A 200 °C, la adhesión a la base es demasiado buena, lo que impide retirarla del objeto. Imprimir sin base no supone ningún problema, incluso para piezas pequeñas. ^{[ 2 ]}

Resumen de los hallazgos 12/01/2015

El PET requiere secado antes de su procesamiento. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} El material puede degradarse térmicamente, oxidativamente e hidrolíticamente. ^{[ 13 ]} Si se permite que uno de estos procesos de degradación se lleve a cabo en un grado excesivo, las moléculas de PET se escindirán o romperán, reduciendo su longitud. Una reducción en la longitud promedio de un polímero, su peso molecular, hará que la viscosidad del plástico disminuya, ya que es más difícil que las cadenas de polímero se unan entre sí.

• El plástico se puede secar mediante calor para evaporar el agua del material. Sin embargo, si el aparato utilizado para calentar el plástico no genera una convección ni ventilación fuertes, el plástico se calentará y permanecerá húmedo, lo que provocará degradación hidrolítica.
• Se pueden utilizar paquetes desecantes, junto con la calefacción, para extraer el agua, siempre que el desecante utilizado absorba agua con más facilidad que el PET. 300°F-350°F a un punto de rocío de -20°F--40°F, durante 4-6 horas. ^{[ 12 ]}
• Se podría aplicar vacío para evaporar el agua sin aumentar la temperatura del material. El tiempo necesario para ello probablemente sería ligeramente superior a las 4-6 horas mencionadas anteriormente para lograr resultados similares, ya que no se introduce calor.

1. Recristalizar
2. Seco (ya sea con un vacío o con un horno desecante por convección)
3. Extrudir

Cristalinidad

El trabajo original sobre el reciclaje de PET indicó que la cristalinidad del plástico a extruir era significativa. Se ha llegado a la conclusión de que las operaciones industriales de reciclaje de PET no clasifican el plástico según su cristalinidad, y tras realizar pruebas, se ha comprobado que no tiene un efecto significativo en la extrusión. En el futuro, quizá se demuestre que los diferentes niveles de cristalinidad expresados ​​en los residuos de PET pueden utilizarse para optimizar el proceso; sin embargo, a partir de marzo de 2016, la cristalinidad de los residuos de PET ya no se considerará.

Agradecimientos

La financiación para esta investigación ha sido proporcionada por una pasantía de investigación de Charles y Carol McArthur , a través del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y la Universidad Tecnológica de Michigan.

Referencias