Contenido
- 1 Objetivo
- 2 Conocimiento básico
- 3 Temperaturas
- 4 Datos de extrusión
- 5 Búsquedas
- 6 Lista de citas
- 6.1 Botelho et al.
- 6.2 Romão et al.
- 6.3 Samperi et al.
- 6.4 Venkatachalam et al.
- 6.5 Más allá del PLA: todo tipo de cosas que puedes imprimir en tu impresora 3D
- 6.6 Materiales de impresión del centro Leapfrog
- 6.7 Michaeli y Schmitz
- 6.8 PET cristalino versus amorfo
- 6.9 FeedScrewDesigns.com
- 6.10 Eastapak
- 6.11 Grupo Empresarial PET: Secado RELPET
- 6.12 Preguntas y respuestas sobre el secado de PET de PlasticTechnologies
- 6.13 CWC: Mejores Prácticas en Reciclaje de PET
- 6.14 La diferencia que hace la cristalinidad
- 6.15 Reciclaje de botellas de plástico vacías
- 6.16 NAPCOR
- 6.17 Cristalinidad del polímero Hegde
- 6.18 Propiedades térmicas y mecánicas del PET reciclado y sus mezclas.
- 6.19 Cómo se reciclan las botellas de plástico para convertirlas en poliéster
- 6.20 Planta de reciclaje de PET de Amut
- 7 Obstáculos
- 8 Enfoque planificado actual y conclusiones
- 9 Cristalinidad
- 10 Agradecimientos
- 11 Referencias
Objetivo
Esta revisión literaria tiene como objetivo investigar las propiedades y mecanismos relevantes del plástico PPET durante la extrusión. El alcance actual de la investigación se puede encontrar en la página del Protocolo de preparación de PET .
Conocimiento básico
Conceptos básicos de PET en Wikipedia
Temperatura de fusión cristalina: 260°C
Transición vítrea: 70°C
Ebullición/descomposición: 350°C
Temperaturas
| Derritiendo | Descomponiendo | Degradación térmica | Degradación hidrolítica | Temperatura de la impresora | Temperatura del extrusor | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Venkatachalam [1] | 260°C | 100-120°C | ||||
| Impresión 3D de salto [2] | 160-220°C | |||||
| Román [3] | 285–370°C | |||||
| Samperi [4] | 320°C | |||||
| Wikipedia | 260°C | 350°C |
Datos de extrusión
- Un grupo utilizó una "extrusora de ventilación de un solo tornillo 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 velocidades de extrusión pueden dar como resultado tensiones de corte más altas y, por lo tanto, temperaturas más altas.
Búsquedas
- MASCOTA
- Temperatura de degradación del PET
- Impresión con filamento PET
- Extrusión de PET
- Condiciones de extrusión de PET
Google Académico
- PET higroscópico
- PET de oxidación térmica
Lista de citas
Botelho et al.
- Documento técnico que detalla una comparación entre la estabilidad de varios plásticos y la degradación termooxidativa. [6]
Romão et al.
- Centrarse únicamente en el PET, los mecanismos de degradación y las propiedades del PET. [3]
Samperi et al.
- Analiza y proporciona datos sobre la degradación térmica del PET. [4]
Venkatachalam et al.
- Menos esquema técnico y estudio de la degradación térmica. [1]
Más allá del PLA: todo tipo de cosas que puedes imprimir en tu impresora 3D
- Contiene 2 diapositivas que muestran el uso de PET como filamento, lo que indica que el proceso es posible. [7]
Materiales de impresión del centro Leapfrog
- Contiene temperaturas, junto con ejemplos y consejos para imprimir con PET. Se dice que 260°C dio como resultado un acabado opaco. [2]
Michaeli y Schmitz
- Un estudio que analiza las temperaturas, presiones y cantidades de secado requeridas para la extrusión del PET. Una excelente fuente sobre cómo modificar el robot de reciclaje. [5]
- Además, indica que el secado no es necesario, si se utiliza el método de "desgasificación de tolva", como se describe en la página 296. [5]
PET cristalino versus amorfo
- Temperaturas, duraciones y otras condiciones para secar y procesar adecuadamente varios tipos de PET. [8]
FeedScrewDesigns.com
- Foro de discusión sobre métodos de extrusión de PET. [9]
Eastapak
- Documento que describe los métodos y procesos utilizados por Eastapak Polyesters , empresa que trabaja con PET cristalino y amorfo (APET). Proporciona información sobre las relaciones L/D para la extrusión, junto con otra insistencia en que el PET se seque antes de procesarlo. [10]
Grupo Empresarial PET: Secado RELPET
- Otra fuente más que enfatiza cómo y por qué se debe secar el PET y ofrece diversas temperaturas y condiciones. [11]
Preguntas y respuestas sobre el secado de PET de PlasticTechnologies
- Proporciona información sobre temperaturas y tiempos de secado de PET. [12]
CWC: Mejores Prácticas en Reciclaje de PET
- Saca a la luz el hecho de que muchos aditivos pueden estar dentro de las botellas de PET. El plástico de las botellas de PET es amorfo y necesita secarse hasta alcanzar una humedad recomendada de <100 ppm. [13]
La diferencia que hace la cristalinidad
- Destaca qué transformaciones de fase pueden ocurrir dentro del extrusor. Indica que por encima de 140°C, el plástico debería volverse cristalino y, por tanto, volverse muy quebradizo. Alrededor de 260°C el cristal quebradizo se funde. La recomendación entonces es que el plástico se mantenga por encima de la temperatura de transición vítrea, pero por debajo de la temperatura a la que comienza la cristalización. [14]
Reciclaje de botellas de plástico vacías
- Un vídeo en YouTube que muestra el proceso de reciclaje de PET en Marglen Industries. El vídeo destaca que la limpieza adecuada de las botellas es extremadamente importante y que, siempre que los colores coincidan, se pueden reciclar diferentes botellas juntas. Marglen también demuestra que la extrusión de filamentos de PET es posible y que una vez extruida, la fibra debe enfriarse rápidamente con agua. [15]
NAPCOR
- 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 una gran cantidad de información técnica sobre el procesamiento de PET. [dieciséis]
Cristalinidad del polímero Hegde
- Un sitio web publicado por la Universidad de Tennessee, que muestra cómo se ve afectada la cristalinidad en los polímeros. En particular, están las secciones de DSC y Difracción de rayos X , que muestran cómo se llevan a cabo ambos procesos instrumentales y cómo determinar la cristalinidad a partir de datos registrados. [17]
Propiedades térmicas y mecánicas del PET reciclado y sus mezclas.
- Un estudio del sitio web de Burcham International Corporation, que establece las resistencias a la tracción y las propiedades cristalinas de varias mezclas de diferentes plásticos PET, tanto reciclados como vírgenes. [18]
Cómo se reciclan las botellas de plástico para convertirlas en poliéster
- Un vídeo de YouTube del programa "Cómo se hace", que muestra el proceso para convertir botellas de PET en tela de poliéster. Durante este proceso, se dice que la extrusión del plástico se realiza a 270°C. Las hebras que aparecen después de esta extrusión no son negras ni líquidas, como fue el caso de la MAYORÍA de los experimentos en la primavera de 2015. Las botellas se separaron de las etiquetas y las tapas mediante un control de flotabilidad. Luego se eliminó el pegamento de las etiquetas con un baño de sosa cáustica (NaOH). Las botellas trituradas se secaron durante 10 horas en un horno de secado giratorio y luego se llevaron a extrusión. [19]
Planta de reciclaje de PET de Amut
- Un vídeo de YouTube que 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 PET recristalizado, en grandes latas de metal. [20]
Obstáculos
El trabajo actual da como resultado un polímero de baja viscosidad, quebradizo y descolorido.
higroscopia
Los trozos de PET deberán secarse antes de procesarlos. [6] [4] [5] [10] [9]
Degradación
Los plásticos PET se degradan de varias maneras: [3]
Degradación térmica general
[1] Samperi indica que se produce una degradación significativa entre 310°C y 320°C [4]
Termomecánico
Las tensiones del proceso de extrusión pueden causar una mayor degradación del polímero.
Termooxidativo
Hidrolizando
Esta forma de degradación requiere el secado del PET antes del procesamiento, también conocido como "presecado".
Enfoque planificado actual y conclusiones
El PET debe triturarse y secarse. El secado previene la hidrolización. Además, será necesario controlar la temperatura de la masa fundida, ligeramente por encima de 260 °C, para evitar la degradación térmica. La degradación es indeseable, ya que la viscosidad del PET probablemente disminuye a medida que se degrada aún más, debido a una masa molecular más baja, y una viscosidad más baja significa que la extrusión del PET en filamento es mucho más difícil.
El secado es fundamental para el PET. Cada fuente lo enfatiza.
Los rangos de temperatura a partir del 9/9/2014 son: 70°C<T<290°C
El rango de temperatura a partir del 12/09/2014 es: 70°C<T<250°C. No es necesario que el PET sea líquido, a diferencia de simplemente ablandarlo para permitir la extrusión. Temperaturas demasiado altas romperán los enlaces semicristalinos y amorfos y potencialmente degradarán y romperán los enlaces dentro de las moléculas de PET.
Los copolímeros pueden ayudar en el proceso, ya que pueden reducir potencialmente la cristalinidad del PET, permitiéndole fundirse a una temperatura más baja y evitando la degradación. Sin embargo, esto puede afectar la forma en que se puede imprimir el PET, ya que está a una temperatura más baja.
Es posible imprimir con PET. [2] Modelo sólido impreso en 3D en la diapositiva 30, 31 [7]
- "El PET es un material agradable para imprimir: tiene un amplio rango de temperatura e imprime desde 160°C a 210°C sin ningún problema. No tuve ningún problema para que el material se adhiera a la placa de vidrio. Utilizo lechada de ABS y mucho y simplemente frotar el vidrio con un poco de acetona (dejando una ligera capa de ABS) da una unión perfecta. Tengo que levantar una esquina de una pieza impresa para sacarla de la cama. Accidentalmente aumenté la temperatura por completo. a 260°C, lo que produce una gran cantidad de supuración y un acabado opaco/blanco. A 200°C, la unión con la balsa es demasiado buena, lo que hace imposible retirar la balsa del objeto, incluso imprimir sin una balsa. para piezas pequeñas." [2]
Resumen de hallazgos 12/01/2015
El PET requiere secado antes de poder procesarse. [1] [3] [4] [10] [11] [12] [13] El material puede degradarse térmica, oxidativamente 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 a las cadenas del polímero les resulta más difícil engancharse entre sí.
- El plástico se puede secar calentándolo para evaporar el agua del material. Sin embargo, si el aparato utilizado para calentar el plástico no convecta ni ventila fuertemente, el plástico se calentará y seguirá húmedo, provocando una degradación hidrolítica.
- Se pueden usar paquetes desecantes, junto con calefacción, para extraer el agua, siempre que el desecante utilizado absorba el agua más fácilmente que el PET. 300°F-350°F a un punto de rocío de -20°F- -40°F, durante 4-6 horas. [12]
- Se podría aplicar un vacío para evaporar el agua, sin aumentar la temperatura del material. El tiempo para esto probablemente sería un poco más largo que las 4 a 6 horas mencionadas anteriormente, para lograr resultados similares, ya que no se introduce calor.
- Recristalizar
- Seco (ya sea con vacío o con un horno desecante por convección)
- Extrudir
Cristalinidad
El trabajo original sobre el reciclaje de PET indicó que la cristalinidad del plástico que se iba a extruir era significativa. Se ha llegado a la conclusión de que las operaciones industriales de reciclaje de PET no clasifican el plástico en función de la cristalinidad y, tras las pruebas, se descubrió que en realidad no tenía ningún efecto significativo en la extrusión. En el futuro, tal vez sea evidente que los diferentes niveles cristalinos expresados en los residuos de plástico PET se puedan utilizar para mejorar el proceso, pero a partir de marzo de 2016, la cristalinidad de los residuos de plástico PET ya no se considerará.
Agradecimientos
La financiación para esta investigación ha sido proporcionada por una pasantía de investigación de Charles y Carol McArthur , a través del departamento de Ingeniería y Ciencia de Materiales y la Universidad Tecnológica de Michigan.
Referencias
- ↑↑Saltar a:1,0 1,1 1,2 1,3 S. Venkatachalam, Shilpa G. Nayak, Jayprakash V. Labde, Prashant R. Gharal, Krishna Rao y Anil K. Kelkar (2012). Degradación y reciclabilidad del poli (tereftalato de etileno), poliéster, Dr. Hosam El-Din Saleh (Ed.), ISBN: 978-953-51-0770-5, InTech, DOI: 10.5772/48612. Disponible en: http://www.intechopen.com/books/polyester/degradation-and-recyclability-of-poly-etileno-tereftalato-
- ↑Saltar a:2.0 2.1 2.2 2.3 Impresoras 3D Leapfrog. http://bikealive.nl/materials.html Consultado el 9/9/2014.
- ↑Saltar a:3,0 3,1 3,2 3,3 Wanderson Romão, Marcos F. Franco, Yuri E. Corilo, Marcos N. Eberlin, Márcia AS Spinacé, Marco-A. De Paoli. Mecanismos de degradación termomecánica y termooxidativa de poli (tereftalato de etileno), Polymer Degradation and Stability, volumen 94, número 10, octubre de 2009, páginas 1849-1859, ISSN 0141-3910, http://dx.doi.org/10.1016 /j.polymdegradstab.2009.05.017 . ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391009001943 )
- ↑Saltar a:4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Filippo Samperi, Concetto Puglisi, Rossana Alicata, Giorgio Montaudo. Degradación térmica del poli(tereftalato de etileno) a la temperatura de procesamiento, Polymer Degradation and Stability, Volumen 83, Número 1, enero de 2004, páginas 3-10, ISSN 0141-3910, http://dx.doi.org/10.1016/S0141 -3910(03)00166-6 . ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141391003001666 )
- ↑Saltar a:5,0 5,1 5,2 5,3 Walter Michaeli, Torsten Schmitz. PROCESAMIENTO DE TEREFTALATO DE POLIETILENO EN UNA EXTRUSORA DE UN SOLO TORNILLO SIN SECADO PREVIO MEDIANTE TOLVA Y DESGASIFICACIÓN EN FUNDICIÓN. Instituto de Procesamiento de Plásticos. Universidad RWTH de Aquisgrán. http://www.burchamintl.com/papers/petpapers/25_antec04.pdf Consultado el 11/09/2014.
- ↑Saltar a:6.0 6.1 Gabriela Botelho, Arlete Queirós, Sofía Liberal, Pieter Gijsman. Estudios sobre degradación térmica y termooxidativa de poli (tereftalato de etileno) y poli (tereftalato de butileno), Polymer Degradation and Stability, volumen 74, número 1, 2001, páginas 39-48, ISSN 0141-3910, http://dx. doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00088-X . ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014139100100088X )
- ↑Saltar a:7,0 7,1 Rico Olson. Nothinglabs.com. Más allá del PLA: todo tipo de cosas que puedes imprimir en tu impresora 3D. Presentación. https://www.appropedia.org/File:Beyond_PLA_-_Alternative_Filaments_for_your_3D_Printer.pdf Consultado el 9/9/2014.
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- ↑Saltar a:13.0 13.1 13.2 “CWC: Mejores Prácticas en Reciclaje de PET”. CAQ . http://web.archive.org/web/20201001214629/http://infohouse.p2ric.org/ref/14/13543.pdf . Consultado el 20/01/2015.
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- ↑ PLANTA DE RECICLAJE DE BOTELLAS PET 4.000 kg/h Grupo Amut https://www.youtube.com/watch?v=Yo4G9EW8VAo
