Los materiales plásticos reciclados, ¿necesitan control de calidad?

Hello Castellón Petrovich Coordinador General Gestión Tecnológica y Asistencia Técnica en Polímeros (GT-ATP) CIPA

Los productos plásticos y los materiales con que se fabrican, dependiendo de su uso y área de aplicación, deben cumplir con unas determinadas especificaciones técnicas. El control de calidad se ocupa de evaluar el cumplimiento de esos requerimientos, por medio de ensayos y pruebas en los laboratorios. Y en el caso de procesos donde se utilizan materiales plásticos reciclados para la fabricación de productos, también se hace necesario realizar un control de calidad y con mucha más razón, por las consideraciones que se detallarán a continuación.

El sector reciclador de plásticos requiere, con urgencia, de un mayor conocimiento acerca de los materiales plásticos y de sus propiedades. Es una verdadera necesidad introducir el concepto de calidad en las actividades de reciclado, a fin de lograr productos en un rango más acotado en sus propiedades básicas, que satisfaga los requerimientos de los procesadores y de los usuarios finales. Se requiere entregar garantías en el desempeño de los materiales reciclados en las diferentes aplicaciones para los cuales se recomienda, si se quiere competir de verdad con los materiales plásticos originales o vírgenes.

En muchos casos los recicladores sólo llegan a la evaluación de las propiedades de flujo, mediante la medición del índice de fluidez o MFI, pero no reportan las propiedades mecánicas de los reciclados ni otras propiedades que se requieren en las hojas de especificaciones del material final. Fundamentar las propiedades de un material reciclado plástico sólo con el MFI puede ser engañoso en términos de presentar el desempeño de productos reciclados para diferentes aplicaciones. Se necesita evaluar otros parámetros. Se deben desarrollar e implementar procedimientos de caracterización rápidos, rentables y confiables para los plásticos reciclados para garantizar su calidad.

Se recomienda a los recicladores considerar los tres siguientes parámetros para las evaluaciones de la calidad de sus productos:

  1. Composición del material reciclado

Uno de los aspectos más importante cuando se trata de trabajar con materiales plásticos reciclados es conocer su origen e identificar el tipo de material, esto sin lugar a dudas. Para lograr la identificación plena del material reciclado se hace necesario realizar una caracterización de sus propiedades físicas, químicas, reológicas y mecánicas. Si el material reciclado proviene de desechos industriales, es muy posible que no haya muchos problemas para su identificación, pero si proviene de residuos sólidos domiciliarios (RSD) la historia cambia bastante y se requiere verificar que no se encuentre contaminado con: fracciones de otros materiales plásticos, adhesivos, lubricantes, solventes, polvo, tierra y muchas otras sustancias más.

En este punto es importante destacar que la presencia de fracciones poliméricas mezcladas con los materiales reciclados representa un parámetro crítico, que influye directamente en la estructura y propiedades mecánicas de los productos finales. En la mayoría de los casos, las mezclas de materiales son usualmente incompatibles, incluso en los casos de bajo porcentaje de contaminantes, cuya presencia lleva a malas propiedades de adhesión en la interfaz de la mezcla polimérica (incompatibilidad) lo que desmejora las propiedades macroscópicas generales. Como ejemplo tenemos en el reciclaje de las botellas de PET, donde la presencia de tapas de las bebidas y el anillo, que queda sujeto al cuello del envase de PP, junto con la etiqueta, que también es de PP, son contaminantes determinantes en la propiedades finales del PET reciclado posconsumo.

  1. Historia térmica del material reciclado

La historia térmica de un material polimérico se relaciona con los cambios de temperatura que ha sufrido durante su vida útil y los efectos que tiene en su desempeño. El control del historial térmico de los productos plásticos es extremadamente importante para eliminar los defectos del producto y lograr buenas propiedades finales. La historia térmica de los materiales plásticos se vincula con factores como: el grado de degradación, cambios estructurales (cristalinidad, temperatura de transición vítrea y temperatura de fusión) y variación en sus propiedades mecánicas.

A lo largo de su vida útil los materiales plásticos sufren cambios químicos y físicos durante su procesamiento. Sobre todo, pasan por reacciones oxidativas por la actividad mecano-térmica a la que están sometidos en cada etapa de su transformación, lo que genera radicales libres y grupos funcionales, que los hacen más susceptibles a la degradación térmica y a la fotodegradación. En cada proceso de transformación al que se somete a un material plástico se crean más compuestos oxidativos, y se consume una parte importante de los estabilizantes térmicos que se le incorporaron en algún momento, lo que deteriora cada vez más sus propiedades mecánicas, por la ruptura de  cadenas moleculares y la consecuente pérdida de peso molecular.

Así que es importante determinar en los ensayos de calidad el grado de degradación del material reciclado. No es suficiente con evaluar las propiedades mecánicas, porque los daños previos, a nivel molecular, pueden quedar enmascarados. Se requieren otros ensayos que midan propiedades físicas, químicas y reológicas en el material reciclado.

  1. Presencia de productos degradados

Fracciones que han sufrido degradación pueden estar presentes en los materiales reciclados, como se mencionó anteriormente, en forma de compuestos de bajo peso molecular (contaminantes, aditivos y productos de degradación). Esto influye en las propiedades mecánicas y en el desempeño de los productos que se fabriquen con estos materiales reciclados.

La identificación de los productos degradados presente en un material plásticos reciclado, permitirá definir si es apto o no para determinadas aplicaciones, así que este parámetro debe tomarse en cuenta dentro de las evaluaciones de calidad de los materiales plásticos reciclados.

Entonces la respuesta es SI: los materiales plásticos reciclados necesitan un control de calidad. Es por eso que queremos decirles, que en Gestión Tecnológica y Asistencia Técnica en Polímeros (GT-ATP), la empresa de servicios técnicos de CIPA, estamos en capacidad de ayudar a las empresas recicladoras a realizar el control de calidad a los materiales que reciclan, bien sean provenientes de la industria transformadora del plástico o que provengan de los RSD.

Disponemos de las mejores capacidades técnicas, con un personal calificado para realizar ensayos de propiedades térmicas, como: Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Análisis Termogravimétrico (TGA); así como de propiedades químicas, como la Espectroscopía Infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR); también propiedades reológicas, con la medida del MFI y la VI (viscosidad intrínseca) con plastómetro; así como la procesabilidad de materiales y de mezclas en el reómetro de torque. Y si se trata de propiedades mecánicas, contamos con una moderna máquina de ensayos universales, para medir: esfuerzo a la tracción, elongación a la ruptura, flexión y compresión, en probetas fabricadas con los materiales plásticos reciclados sujetos a las evaluaciones.

Por otra parte, GT-ATP tiene una Planta Piloto, donde se pueden realizar ensayos con materiales plásticos puros o en mezclas, para obtener filamentos, en extrusoras con monotornillo o con doble tornillo o si no, podemos fabricar film tricapa en una línea de extrusión de película tubular. También podemos probar con materiales plásticos reciclados, la fabricación de prototipos en los procesos de termoprensado, termoformado y moldeo por inyección.

Los invitamos a ponerse en contacto con nosotros, por nuestras direcciones de correo: contacto@gt-atp.cl, contacto@cipachile.cl y también por la página web: www.cipachile.cl.

 

Fig. 1. IZQ. Ensayo FTIR. CENTRO IZQ. Máquina de Ensayos Universales. CENTRO DER. Ensayo TGA. DER. Extrusión de film tubular tricapa en la Planta Piloto.

No Image Found