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Publicado: 1/1/2000

Propiedades de los plsticos reciclados

Palabras claves: Reciclado de Poliolefinas .Propiedades. Densidad. MFI (ndice de Fluencia).

RESUMEN

El estudio est basado en el comportamiento de las poliolefinas al reciclado mecnico, motivado en la importante presencia de estas en los RSU.

Los objetivos consistieron en:

  • Medir de la densidad y el ndice de fluencia de los polmeros.
  • Comparar las propiedades analizadas observando el grado de degradacin.
  • Analizar las mencionadas propiedades sobre otras caractersticas del material.

Se trabajo con muestras de PE y PP siguiendo las normas ASTM D 792, para densidad y ASTM D 1238 para ndice de fluencia.

Se puede concluir que los usos posteriores para los materiales reciclados se deben basar en propiedades del polmero una vez transformado.

INTRODUCCIN

Importancia de los Materiales Plsticos

La industria de fabricacin de materiales plsticos, como otras jvenes industrias, ha tenido un desarrollo espectacular desde su aparicin. Este desarrollo ha sido posible gracias a la versatilidad de estos nuevos materiales que ha posibilitado su empleo en campos de aplicacin tan dispares como pueden ser el envase y embalaje, la construccin o la electrnica. Como todos los productos de nueva aparicin, durante bastantes aos han estado buscando su sitio entre y junto a los materiales tradicionales. Hoy da puede afirmarse, sin ninguna duda, que debido por un lado a sus caractersticas propias y por otro a su empleo como excelentes sustitutos de materiales tradicionales, este sitio ha sido irreversiblemente conseguido.

Uno de los datos ms empleados para medir la incidencia de los plsticos en nuestra sociedad es el consumo por habitante y ao. Por ejemplo en la ciudad de San Rafael, Mendoza segn muestreos realizados en 1995 la tasa de generacin de residuos plsticos fue de aproximadamente 70 kg./ao por habitante, el cual es un valor muy importante.

Queda clara la incidencia de los plsticos en nuestro mundo y por ende en los residuos slidos. Ahora bien, no todos los objetos de plstico que se utilizan van a parar a los residuos urbanos.

En las siguientes figuras, se observa la incidencia de los plsticos en los residuos urbanos en la prov. de Buenos Aires, tambin se grafica la distribucin en los distintos sectores en los que se utiliza el plstico; en la cual se puede observar que el segmento packaging abarca la mayor parte, lo cual implica una gran cantidad de plstico de corta vida til y en consecuencia una importante presencia en los residuos urbanos de este tipo de plsticos.

Composicin promedio de ls residuos promedio - Prov.Buenos Aires

Consumo de Plstico por sector de mercado

Vida til de los plsticos

Residuos Slidos Plsticos

El estudio de los principales sectores en los que se utilizan los plsticos, indica la procedencia de los residuos plsticos. Sin embargo, desde el punto de vista de su tratamiento, lo importante y eficaz es saber en qu clase de residuos y en qu proporcin se encuentran.

El origen de los residuos es muy heterogneo y difcil de sistematizar. Pueden clasificarse por su naturaleza, por su origen o por su lugar de produccin. Desde el punto de vista de su procedencia podemos decir que los residuos slidos plsticos estn presentes en dos tipos principales de residuos:

a) Residuos Slidos Urbanos
b) Residuos Slidos Industriales.

Residuos Slidos Urbanos

- Composicin de los residuos plsticos

El contenido de los residuos plsticos es muy heterogneo en cuanto a su composicin en polmeros. En efecto, dada la existencia del elevado nmero de resinas polimricas existentes y de la versatilidad de cada una de ellas, la composicin es muy heterognea.

De la observacin de los grficos precedente se puede concluir que las poliolefinas (PEBD, PEAD y PP) a nivel mundial, son las que aparecen en mayor proporcin. Esto es lgico si se tiene en cuenta que precisamente estas resinas polimricas son las que ms se utilizan en la fabricacin de envases y embalajes, en Argentina puede haber diferencia especialmente en el porcentaje de PET que ha crecido en este ltimo tiempo debido a la gran demanda de bebidas gaseosas envasadas en botellas descartables de este material. Adems, se puede decir que esta composicin no ha sido siempre la misma. Al igual que el porcentaje de residuos plsticos en la basura ha variado progresivamente en funcin del aumento de la produccin de plsticos y del perfeccionamiento de la automatizacin de los sistemas de envasado automtico, es evidente que el desarrollo de aplicaciones especficas de las resinas polimricas ha influido notablemente en la variacin de la composicin de la fraccin plstica en los residuos slidos urbanos.

Residuos Slidos Industriales.

Procedencia de los residuos plsticos industriales

Desde el punto de vista de cantidad, los scraps industriales producidos en las plantas representan un valor inferior al procedente de los residuos slidos urbanos, desde el punto de vista de reciclado y recuperacin son muy interesantes, toda vez que se trata de residuos plsticos homogneos y, por tanto, fciles de recuperar, utilizndolos de nuevo como materia prima, mezclndolos con la resina termoplstica virgen.

Los residuos plsticos industriales se producen

- en la produccin o sntesis de las resinas plsticas;
- en la formulacin de las mismas;
- en la transformacin de las resinas para obtener productos semiacabados o acabados

OBJETIVOS DEL ESTUDIO

  • Analizar la densidad y el ndice de fluencia, propiedades de gran importancia en el procesamiento de polmeros, medidas antes y despus de ser procesados en condiciones similares a las que soportan al ser reciclados.

  • Comparar las propiedades analizadas observando el grado de degradacin.

  • De acuerdo al comportamiento de la densidad y el ndice de fluencia, analizar la influencia sobre otras propiedades importantes del material.

METODOLOGA DE TRABAJO

Evidentemente, el uso de los productos fabricados a partir del reciclado de los residuos plsticos presenta algunas limitaciones tcnicas que habr que tener en cuenta. Su omisin puede conducir a resultados inaceptables. Por este motivo se analizaron algunas de las caractersticas de los plsticos ms comunes en los residuos domsticos como son el PE y el PP, mediante la comparacin de las propiedades de la resina virgen y la obtenida despus de someter a cambios fsicos para llegar un nuevo producto.

Caractersticas de las Distintas Muestras Ensayadas

Densidad

Una de las propiedades importantes de los polmeros, es la densidad ,ya que sirve para identificar un material y tambin para seguir cambios fsicos en un ensayo. Cambios en la densidad pueden deberse a cambios en la cristalinidad, prdida de plasticidad, absorcin de solvente, o por otras causas.

Segn se sabe en algunas poliolefinas, el reprocesamiento repetido se produce una degradacin de las molculas, lo que se refleja en una disminucin de la gravedad especfica y en consecuencia una menor cristalinidad.

Siguiendo una de las normas ASTM : D 792 - 66 para la determinacin de la densidad de polmeros se realizaron ensayos sobre las resinas mencionadas.

ndice de Fluencia

Otra de las caractersticas fundamentales para las resinas es el ndice de Fluencia, que es una prueba realizada para estudiar el comportamiento de flujo de los temoplsticos, hacindolos pasar bajo una carga prescrita a travs de una boquilla de dimensiones estandarizadas.

La cantidad de polmero en gramos que emerge en un tiempo de 10 a una temperatura dada, se llama ndice de Fluidez.

El IF depende inversamente del peso molecular pero tambin depende del nmero, clase y distribucin de las ramificaciones. A partir de la diferencia de fluidez antes y despus de la transformacin se pueden sacar conclusiones acerca de la degradacin sufrida por el material durante la misma. La norma utilizada es la ASTM Designacin: D 1238 -82.

RESULTADOS

Densidad

Se realizaron ensayos a las distintas muestras mediante el procesamiento en un equipo fabricado en la facultad logrando mediante la aplicacin de calor y presin obtener el polmero fundido en forma de fideo, luego de dejar enfriar se midi la densidad siguiendo la norma ASTM D 792, MTODO A-3 PARA ENSAYO DE PLSTICOS SLIDOS Patrn de densidad promedio D23 C = 0,92 g/cm3 .

Variacin de la Densidad con respecto al Nmero de Procesamientos

ndice de Fluencia

Se procedi a preparar las muestras en el equipo anteriormente mencionado sometiendo a los distintos polmeros a una temperatura y presin que se detalla en la siguiente tabla:

Las muestras procesadas fueron ensayadas en el CITIP (Centro de Investigacin Tecnolgica para la Industria Plstica), lugar en el cual se dispone del equipo estandarizado para medir ndice de Fluencia, obtenindose los siguientes resultados:

Variacin del ndice de Fluencia con el nmero de procesamientos

ANLISIS DE LOS RESULTADOS

Densidad

ndice de Fluencia

Se puede observar en los resultados de los ensayos de densidad e ndice de fluencia (MFI) una disminucin de la primera y un aumento de la segunda propiedad, al someter al polmero a una transformacin por medio de presin y calor. Promedio

La densidad en los polietilenos sufre una disminucin promedio de 1,92 %, mientras que en los polipropilenos ensayados esta es del 3,26 %. Lo que hace notar que la degradacin sufrida por el PP es mayor que para el PE. La disminucin promedio de la densidad para los PE reciclados es de alrededor de 1,3 % despus de ser sometidos a una transformacin. Se puede decir que cada vez que se somete al polmero a temperatura y presin, la densidad sufre una disminucin entre el 1,3 y 1,5 %.

En las medidas de MFI existe un incremento promedio de alrededor de 5,9 % en los polietilenos y de 25,8 % para propilenos, lo que implica una disminucin en la viscosidad. Estos resultados no eran los esperados para los PE, ya que suele producirse una reticulacin que implica un aumento de MFI, hecho que no sucedi en la transformacin a la cual fueron sometidos los polmeros.

CONCLUSIONES

A pesar de que la calidad del polmero disminuye despus de ser sometido al proceso de reciclado, es posible utilizarlo con buenos resultados en transformaciones, tal vez de tipo diferente a la que fue sometido originalmente. Por ejemplo un ndice de fluencia bajo indica viscosidad elevada, ideal para la extrusin, en cambio un ndice de fluencia alto es adecuado para la inyeccin. Esta propiedad es muy importante a la hora de elegir el proceso de transformacin.

Las propiedades estudiadas influyen en otras propiedades importantes del material de la siguiente forma:

Los usos posteriores para los materiales reciclados se deben basar en las nuevas propiedades que adquiere el polmero una vez transformado.

Autores: GUAJARDO, Adriana B.; NAJAR, Laura E.; PRSPERI, Susana B. ; MOLINA, Mara G.
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA. - U.N. C. San Martn 358, 5600-San Rafael, Mendoza