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Michigan Tech's Open Sustainability Technology LabContact Dr. Joshua Pearce now at Free Appropriate Sustainable Technology.

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But

Cette revue littéraire vise à étudier les propriétés et les mécanismes pertinents du plastique PPET lors de l'extrusion. La portée actuelle de la recherche peut être consultée sur la page du protocole de préparation PET .

Notions de base

Wikipédia, l'encyclopédie gratuite PET Recycling

Les bases de la TEP sur Wikipédia

Température de fusion cristalline : 260°C

Glass transition: 70°C

Ébullition/décomposition : 350 °C

Températures

Données d'extrusion

• Un groupe a utilisé une "extrudeuse à vis unique de 60 mm d'une longueur de 38D [qui] a été intégrée dans une ligne d'extrusion de film plat pour le traitement du PET". ^[5] Il a également été noté que des taux d'extrusion élevés peuvent entraîner des contraintes de cisaillement plus élevées et, par conséquent, des températures.

Recherches

Google

• ANIMAL DE COMPAGNIE
• Température de dégradation du PET
• Impression avec filament PET
• Extrusion PET
• Conditions d'extrusion PET

Google Scholar

• PET hygroscopique
• PET à oxydation thermique

Liste de citations

Botelho et al.

• Document technique détaillant une comparaison entre les stabilités de divers plastiques et la dégradation thermo-oxydative. ^[6]

Romão et al

• Concentrez-vous uniquement sur le PET, les mécanismes de dégradation et les propriétés du PET. ^[3]

Samperi et al

• Analyse et donne des données sur la dégradation thermique du PET. ^[4]

Venkatachalam et al

• Aperçu moins technique et étude de la dégradation thermique. ^[1]

Au-delà du PLA : toutes sortes de choses que vous pouvez imprimer sur votre imprimante 3D

• contient 2 diapositives montrant l'utilisation du PET comme filament, indiquant que le procédé est possible. ^[7]

Matériaux d'impression du centre Leapfrog

• Contient des températures, ainsi que des exemples et des conseils pour l'impression avec du PET. On dit que 260°C a donné une finition opaque. ^[2]

Michaeli & Schmitz

• Une étude analysant les températures, les pressions et les quantités de séchage requises pour que le PET soit extrudé. Une excellente source pour savoir comment modifier le recyclebot. ^[5]
• Indique également que le séchage n'est pas nécessaire, si la méthode de "dégazage de la trémie" est utilisée, comme décrit à la page 296. ^[5]

PET cristallin vs amorphe

• Températures, durées et autres conditions pour sécher et traiter correctement divers types de PET. ^[8]

FeedScrewDesigns.com

• Forum de discussion sur les méthodes d'extrusion du PET. ^[9]

Eastaps

• Document décrivant les méthodes et procédés utilisés par Eastapak Polyesters , une entreprise qui travaille avec le PET cristallin et amorphe (APET). Il donne des informations sur les rapports L / D pour l'extrusion, ainsi qu'une autre insistance pour que le PET soit séché avant le traitement. ^[dix]

Business Group PET : Séchage RELPET

• Encore une autre source soulignant comment et pourquoi le PET doit être séché, et offrant diverses températures et conditions. ^[11]

Questions et réponses sur le séchage du PET de PlasticTechnologies

• Donne des informations sur les températures et les temps de séchage du PET. ^[12]

CWC : meilleures pratiques en matière de recyclage du PET

• Met en lumière le fait que de nombreux additifs peuvent se trouver dans les bouteilles en PET. Le plastique des bouteilles en PET est amorphe et doit être séché à une humidité recommandée inférieure à 100 ppm. ^[13]

La différence que fait la cristallinité

• Met en évidence les transformations de phase qui peuvent se produire à l'intérieur de l'extrudeuse. Indique qu'au dessus de 140°C, le plastique devrait devenir cristallin, et deviendrait donc très cassant. Vers 260°C, le cristal cassant fond. La recommandation est donc que le plastique soit maintenu au-dessus de la température de transition vitreuse, mais en dessous de la température à laquelle la cristallisation commence. ^[14]

Recyclage des bouteilles en plastique vides

• Une vidéo sur YouTube montrant le processus de recyclage du PET chez Marglen Industries. La vidéo souligne qu'un bon nettoyage des bouteilles est extrêmement important et que tant que les couleurs correspondent, différentes bouteilles peuvent être recyclées ensemble. Marglen démontre également que l'extrusion de filaments PET est possible et qu'une fois extrudée, la fibre doit être rapidement refroidie à l'eau. ^[15]

NAPCOR

• NAPCOR est l'association nationale des ressources en conteneurs PET. Certaines informations générales et statistiques sur le recyclage du PET peuvent être trouvées sur ce site Web, mais pas une grande quantité d'informations techniques sur le traitement du PET. ^[16]

Cristallinité Hegde-Polymère

• Un site Web publié par l'Université du Tennessee, qui montre comment la cristallinité est affectée dans les polymères. En particulier, les sections DSC et Diffraction des rayons X , qui montrent comment ces deux processus instrumentaux sont effectués et comment déterminer la cristallinité à partir des données enregistrées. ^[17]

Propriétés thermiques et mécaniques du PET recyclé et de ses mélanges

• Une étude du site Web de Burcham International Corporation, qui présente les résistances à la traction et les propriétés cristallines de divers mélanges de différents plastiques PET, à la fois recyclés et vierges. ^[18]

Comment les bouteilles en plastique sont recyclées en polyester

• Une vidéo YouTube de l'émission "Comment c'est fait", montrant le processus de transformation des bouteilles PET en tissu polyester. Au cours de ce procédé, on dit que l'extrusion du plastique est subie à 270°C. Les brins qui apparaissent après cette extrusion ne sont pas noirs et liquides, comme cela a été le cas pour les expériences MOST au printemps 2015. Les bouteilles ont été séparées des étiquettes et des bouchons, grâce à un contrôle de flottabilité. Ensuite, la colle des étiquettes a été retirée avec un bain de soude caustique (NaOH). Les bouteilles déchiquetées ont été séchées pendant 10 heures dans une étuve rotative, puis emmenées pour être extrudées. ^[19]

Usine de recyclage PET d'Amut

• Une vidéo YouTube montrant le processus et le contrôle qualité chez Amut Recycling. Ils utilisent une technique de broyage humide. Le PET recristallisé est visible vers la fin de la vidéo, dans de grandes boîtes métalliques. ^[20]

Entraves

Les travaux en cours aboutissent à un polymère de faible viscosité, cassant et décoloré.

Hygroscopie

Les lambeaux de PET devront être séchés avant le traitement. ^{[6] [4] [5] [10] [9]}

Dégradation

Les plastiques PET se dégradent de plusieurs façons : ^[3]

Dégradation thermique générale

^[1] Samperi indique qu'une dégradation significative se produit entre 310°C et 320°C ^[4]

Thermo-Mécanique

Les contraintes du processus d'extrusion peuvent provoquer une dégradation supplémentaire du polymère.

Thermo-Oxydatif

Hydrolyse

Cette forme de dégradation nécessite le séchage du PET avant le traitement, également appelé "pré-séchage".

Approche actuellement prévue et conclusions

PET needs to be shredded and dried. Drying prevents hydrolyzation. Also, the melt temperature will need to be controlled, to just slightly above 260°C, to prevent thermal degradation. Degradation is undesirable, as the PET's viscosity likely lowers as it is degraded further, due to lower molecular mass, and a lower viscosity means that extrusion of the PET into filament is much more difficult.

Drying is critical for PET. Every source emphasizes it.

Temperature ranges as of 9/9/2014 are: 70°C<T<290°C

Temperature range as of 9/12/2014 is: 70°C<T<250°C. The PET does not need to be a liquid, as opposed to just being softened to allow extrusion. Too high temperatures will both break any semi-crystalline and amorphous bonds, and potentially degrade and break the bonds within the PET molecules itself.

Copolymers may assist in the process, as they can potentially reduce the crysallinity of the PET, allowing it to melt at a lower temperature, and preventing degradation. However, this may impact how the PET can be printed then, as it is at a lower temperature.

Printing with PET is possible. ^[2] 3D Printed solid model on slide 30, 31 ^[7]

"PET is a nice material to print: it has a wide temperature range and prints from 160°C to 210°C without any problems.I had no problems at all getting the material to stick to the glass plate, I use ABS slurry a lot and just rubbing the glass with a little it of acetone (leaving a slight ABS coat) give a perfect bond. I have to lift a corner of a printed piece to remove it from the bed. I accidentally increased the temperature all the way up to 260°C resulting in a lot of oozing and an opaque/white finish. At 200°C the bonding with the raft is too good making it impossible to remove the raft from the object. Printing without a raft is no problem at all even for small parts."^[2]

Summary of Findings 1/12/2015

PET requires drying before it can be processed.^{[1][3][4][10][11][12][13]}The material can degrade thermally, oxidatively, and hydrolytically.^[13] If one of these degradation processes is allowed to carry out to an excessive extent, the PET molecules will scission, or break, reducing their length. A reduction in the average length of a polymer, its molecular weight, will cause the viscosity of the plastic to drop, as it is more difficult for the polymer chains to latch on to one another.

• The plastic can be dried via heating, to evaporate the water out of the material. If the apparatus used to heat the plastic does not convect and vent strongly however, the plastic will instead be heated and still wet, causing hydrolytic degradation.
• Desiccant packs can be used, along with heating, to pull the water out, provide that the desiccant used absorbs water more readily than PET. 300°F-350°F at a -20°F- -40°F dewpoint, for 4-6 hours. ^[12]
• A vacuum could be applied, to evaporate the water out, without increasing the temperature of the material. The length of time for this would likely be slightly longer the 4-6 hours mentioned above, to achieve similar results, as there is no heat introduced.

1. Re-crystallize
2. Dry (Either with a vacuum or a convecting desiccant oven)
3. Extrude

Crystallinity

Original work on PET recycling indicated that the crystallinity of the plastic which was to be extruded, was significant. It has progressed to the realization that industrial PET recycling operations do not sort the plastic based upon crystallinity, and upon testing, it was actually been found to be of no significant effect to extrusion. In the future, perhaps it will be evident that the different crystalline levels expressed in PET waste plastic can be utilized to enhance the process, but as of March 2016, PET waste plastic crystallinity will no longer be considered.

Acknowledgements

Funding for this research has been provided by a Charles and Carol McArthur Research Internship, through the Materials Science and Engineering department and Michigan Technological University.

References