PET Extrusion/Extrusión de PET

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▼Esta página es una revisión bibliográfica .

Puedes editar esta página y añadir fuentes y resúmenes.

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 páginadel Protocolo de Preparación de PET .

Reciclaje de PET en Wikipedia

Conceptos básicos de PET en Wikipedia

Temperatura de fusión cristalina: 260 °C

Transición vítrea: 70 °C

Punto de ebullición/descomposición: 350 °C

• Un grupo utilizó una "extrusora de ventilación de un solo husillo 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 esfuerzos cortantes y, por lo tanto, temperaturas.

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

• PET higroscópica
• PET de oxidación térmica

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

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

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

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

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

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

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

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

• Discusión en el foro sobre métodos para extruir PET. ^{[ 9 ]}

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

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

• Presenta información sobre temperaturas y tiempos para el secado del PET. ^{[ 12 ]}

• Se pone de manifiesto que muchos aditivos pueden estar presentes en las botellas de PET. El plástico de las botellas de PET es amorfo y necesita secarse hasta alcanzar un nivel de humedad recomendado inferior a 100 ppm. ^{[ 13 ]}

• Destaca las transformaciones de fase que pueden ocurrir dentro de la extrusora. Indica que por encima de 140 °C, el plástico se cristaliza y, por lo tanto, se vuelve muy quebradizo. Alrededor de 260 °C, el cristal quebradizo 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 ]}

• Un vídeo de YouTube muestra el proceso de reciclaje de PET en Marglen Industries. El vídeo destaca la importancia de una limpieza adecuada de las botellas y que, siempre que los colores coincidan, se pueden reciclar juntas botellas de diferentes colores. 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 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 el procesamiento de PET. ^{[ 16 ]}

• Un sitio web publicado por la Universidad de Tennessee 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 ]}

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

• Un vídeo de YouTube del programa "Cómo se hace" muestra el proceso para convertir botellas de PET en tejido de poliéster. Durante este proceso, se afirma que la extrusión del plástico se realiza a 270 °C. Los filamentos que aparecen tras esta extrusión no son negros ni líquidos, como ocurrió en los experimentos de MOST en la primavera de 2015. Las botellas se separaron de las etiquetas y los tapones mediante un control de flotabilidad. A continuación, se eliminó el adhesivo de las etiquetas con un baño de hidróxido de sodio (NaOH). Las botellas trituradas se secaron durante 10 horas en un horno de secado rotatorio y, posteriormente, se llevaron a extruir. ^{[ 19 ]}

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

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

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

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

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

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

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

El PET debe triturarse y secarse. El secado previene la hidrólisis. Además, es necesario controlar la temperatura de fusión, manteniéndola ligeramente por encima de los 260 °C, para evitar la degradación térmica. La degradación es indeseable, ya que la viscosidad del PET probablemente disminuye a medida que se degrada, debido a su menor masa molecular, y una menor viscosidad dificulta considerablemente la extrusión del PET en filamento.

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

Los rangos de temperatura a fecha de 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 ablandado para permitir la extrusión. Las temperaturas demasiado altas romperán los enlaces semicristalinos y amorfos, y podrían degradar y romper los enlaces dentro de las propias moléculas de PET.

Los copolímeros pueden ser útiles en el proceso, ya que potencialmente reducen la cristalinidad del PET, permitiendo que se funda a menor temperatura y evitando su degradación. Sin embargo, esto podría afectar la forma en que se imprime el PET posteriormente, dado que se encuentra a menor temperatura.

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

"El PET es un buen material para imprimir: tiene un amplio rango de temperatura y se 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 pasta de ABS y con solo frotar 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 base. Accidentalmente subí la temperatura hasta 260 °C, lo que provocó mucho goteo y un acabado opaco/blanco. A 200 °C, la unión con la balsa es demasiado buena, lo que hace imposible retirarla del objeto. Imprimir sin balsa no supone ningún problema, incluso para piezas pequeñas." ^{[ 2 ]}

El PET requiere secado antes de poder ser procesado. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} El material puede degradarse térmica, oxidativa e hidrolíticamente. ^{[ 13 ]} Si se permite que uno de estos procesos de degradación se lleve a cabo en exceso, 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 para las cadenas de polímero unirse entre sí.

• El plástico se puede secar mediante calentamiento, evaporando así el agua. Sin embargo, si el aparato utilizado para calentar el plástico no genera suficiente convección y ventilación, el plástico se calentará aún húmedo, lo que provocará una degradación hidrolítica.
• Se pueden usar paquetes desecantes, junto con calentamiento, para extraer el agua, siempre que el desecante utilizado absorba el agua con mayor facilidad que el PET. 300 °F-350 °F con 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 lograr resultados similares sería probablemente un poco mayor que las 4-6 horas mencionadas anteriormente, ya que no se introduce calor.

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

Los estudios iniciales sobre el reciclaje de PET indicaban que la cristalinidad del plástico a extruir era un factor importante. Posteriormente, se constató que las operaciones industriales de reciclaje de PET no clasifican el plástico según su cristalinidad, y, tras realizar pruebas, se comprobó que esta no tenía un efecto significativo en la extrusión. En el futuro, quizás se haga evidente que los diferentes niveles de cristalinidad presentes en los residuos de PET pueden utilizarse para optimizar el proceso, pero a partir de marzo de 2016, la cristalinidad de estos residuos ya no se tendrá en cuenta.

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