PET Extrusion/Estrusione PET

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▼Questa pagina è una rassegna della letteratura .

Sentitevi liberi di modificare questa pagina e aggiungere fonti e riassunti.

Questa rassegna bibliografica ha lo scopo di analizzare le proprietà e i meccanismi rilevanti della plastica PPET durante l'estrusione. Lo stato attuale della ricerca è consultabile alla pagina relativa al Protocollo di preparazione del PET .

Wikipedia Riciclo del PET

Nozioni di base sulla PET su Wikipedia

Temperatura di fusione cristallina: 260 °C

Temperatura di transizione vetrosa: 70 °C

Punto di ebollizione/decomposizione: 350 °C

• Un gruppo ha utilizzato un "estrusore a vite singola con sfiato da 60 mm e una lunghezza di 38D [che] è stato integrato in una linea di estrusione di film piatto per la lavorazione del PET". ^{[ 5 ]} È stato inoltre notato che elevati tassi di estrusione possono comportare maggiori sollecitazioni di taglio e quindi temperature più alte.

• ANIMALE DOMESTICO
• temperatura di degradazione del PET
• Stampa con filamento PET
• Estrusione PET
• Condizioni di estrusione del PET

• PET igroscopica
• PET ad ossidazione termica

• Documento tecnico che illustra un confronto tra la stabilità di varie materie plastiche e la degradazione termo-ossidativa. ^{[ 6 ]}

• Concentrarsi esclusivamente sul PET, sui meccanismi di degradazione e sulle proprietà del PET. ^{[ 3 ]}

• Analizza e fornisce dati sulla degradazione termica del PET. ^{[ 4 ]}

• Meno descrizione tecnica e studio della degradazione termica. ^{[ 1 ]}

• contiene 2 diapositive che mostrano l'uso del PET come filamento, indicando che il processo è possibile. ^{[ 7 ]}

• Contiene temperature, insieme a esempi e suggerimenti per la stampa con PET. Si dice che 260 °C abbiano prodotto una finitura opaca. ^{[ 2 ]}

• Uno studio che analizza le temperature, le pressioni e le quantità di essiccazione necessarie per estrudere il PET. Un'ottima fonte per capire come modificare il recyclebot. ^{[ 5 ]}
• Inoltre, indica che l'essiccazione non è necessaria se si utilizza il metodo di "degassamento della tramoggia", come descritto a pagina 296. ^{[ 5 ]}

• Temperature, durate e altre condizioni per asciugare e lavorare correttamente vari tipi di PET. ^{[ 8 ]}

• Discussione sul forum sui metodi per estrudere il PET. ^{[ 9 ]}

• Documento che illustra i metodi e i processi utilizzati da Eastapak Polyesters , un'azienda che lavora con PET cristallino e amorfo (APET). Fornisce informazioni sui rapporti L/D per l'estrusione, insieme a un'ulteriore insistenza sul fatto che il PET debba essere essiccato prima della lavorazione. ^{[ 10 ]}

• Un'altra fonte sottolinea come e perché il PET dovrebbe essere essiccato, offrendo varie temperature e condizioni. ^{[ 11 ]}

• Fornisce informazioni sulle temperature e sui tempi di asciugatura del PET. ^{[ 12 ]}

• Mette in luce il fatto che molti additivi possono essere presenti nelle bottiglie in PET. La plastica delle bottiglie in PET è amorfa e necessita di essere essiccata fino a raggiungere un'umidità raccomandata inferiore a 100 ppm. ^{[ 13 ]}

• Evidenzia quali trasformazioni di fase possono verificarsi all'interno dell'estrusore. Indica che al di sopra di 140 °C la plastica dovrebbe diventare cristallina e quindi molto fragile. Intorno ai 260 °C il cristallo fragile fonde. La raccomandazione è quindi che la plastica venga mantenuta al di sopra della temperatura di transizione vetrosa, ma al di sotto della temperatura alla quale inizia la cristallizzazione. ^{[ 14 ]}

• Un video su YouTube mostra il processo di riciclaggio del PET presso Marglen Industries. Il video evidenzia che una corretta pulizia delle bottiglie è estremamente importante e che, a condizione che i colori corrispondano, bottiglie diverse possono essere riciclate insieme. Marglen dimostra anche che è possibile estrudere il filamento di PET e che, una volta estruso, la fibra deve essere rapidamente raffreddata con acqua. ^{[ 15 ]}

• NAPCOR è l'Associazione nazionale per le risorse dei contenitori in PET. Sul loro sito web si possono trovare alcune informazioni generali e statistiche sul riciclaggio del PET, ma non una grande quantità di informazioni tecniche sulla lavorazione del PET. ^{[ 16 ]}

• Un sito web pubblicato dall'Università del Tennessee, che mostra come la cristallinità viene influenzata nei polimeri. In particolare, le sezioni DSC e diffrazione a raggi X mostrano come vengono eseguiti entrambi questi processi strumentali e come determinare la cristallinità dai dati registrati. ^{[ 17 ]}

• Uno studio del sito web della Burcham International Corporation, che illustra le resistenze alla trazione e le proprietà cristalline di varie miscele di diverse plastiche PET, sia riciclate che vergini. ^{[ 18 ]}

• Un video di YouTube del programma "How It's Made" mostra il processo di trasformazione delle bottiglie in PET in tessuto di poliestere. Durante questo processo, si dice che l'estrusione della plastica avvenga a 270 °C. I filamenti che appaiono dopo questa estrusione non sono neri e liquidi, come è accaduto per la maggior parte degli esperimenti di OST nella primavera del 2015. Le bottiglie sono state separate dalle etichette e dai tappi, attraverso un controllo di galleggiamento. Quindi la colla delle etichette è stata rimossa con un bagno di soda caustica (NaOH). Le bottiglie sminuzzate sono state essiccate per 10 ore in un forno di essiccazione rotante e poi portate ad essere estruse. ^{[ 19 ]}

• Un video di YouTube che mostra il processo e il controllo qualità presso Amut Recycling. Utilizzano una tecnica di macinazione a umido. Verso la fine del video si può vedere il PET ricristallizzato, in grandi contenitori di metallo. ^{[ 20 ]}

Il lavoro attuale ha portato a un polimero a bassa viscosità, fragile e scolorito.

I frammenti di PET dovranno essere essiccati prima della lavorazione. ^{[ 6 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 10 ] [ 9 ]}

Le plastiche PET si degradano in diversi modi: ^{[ 3 ]}

^{[ 1 ]} Samperi indica che si verifica una significativa degradazione tra 310°C e 320°C ^{[ 4 ]}

Le sollecitazioni derivanti dal processo di estrusione possono causare un'ulteriore degradazione del polimero.

Questa forma di degradazione rende necessaria l'essiccazione del PET prima della lavorazione, processo noto anche come "pre-essiccazione".

Il PET deve essere sminuzzato e asciugato. L'asciugatura previene l'idrolisi. Inoltre, la temperatura di fusione deve essere controllata, mantenendola leggermente al di sopra dei 260 °C, per evitare la degradazione termica. La degradazione è indesiderabile, poiché la viscosità del PET tende a diminuire con l'ulteriore degradazione, a causa della minore massa molecolare, e una minore viscosità rende molto più difficile l'estrusione del PET in filamento.

L'asciugatura è fondamentale per il PET. Tutte le fonti lo sottolineano.

Gli intervalli di temperatura al 9/9/2014 sono: 70°C<T<290°C

L'intervallo di temperatura al 09/12/2014 è: 70°C < T < 250°C. Il PET non deve essere necessariamente liquido, ma solo ammorbidito per consentirne l'estrusione. Temperature troppo elevate possono rompere i legami semicristallini e amorfi e potenzialmente degradare e rompere i legami all'interno delle molecole stesse del PET.

I copolimeri possono essere d'aiuto nel processo, poiché possono potenzialmente ridurre la cristallinità del PET, consentendogli di fondere a una temperatura inferiore e prevenendone la degradazione. Tuttavia, ciò potrebbe influire sulla stampa del PET, poiché avviene a una temperatura inferiore.

È possibile stampare con PET. ^{[ 2 ]} Modello solido stampato in 3D sulla diapositiva 30, 31 ^{[ 7 ]}

"Il PET è un ottimo materiale per la stampa: ha un ampio intervallo di temperatura e stampa da 160°C a 210°C senza problemi. Non ho avuto alcun problema a far aderire il materiale alla piastra di vetro, uso molto la pasta di ABS e strofinando il vetro con un po' di acetone (lasciando un sottile strato di ABS) si ottiene un'adesione perfetta. Devo sollevare un angolo di un pezzo stampato per rimuoverlo dal piano di stampa. Ho accidentalmente aumentato la temperatura fino a 260°C con conseguente fuoriuscita di materiale e una finitura opaca/bianca. A 200°C l'adesione con il raft è troppo forte, rendendo impossibile rimuovere il raft dall'oggetto. Stampare senza raft non è affatto un problema, anche per piccoli pezzi." ^{[ 2 ]}

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

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.

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.