M.Ll. Maspoch, H.E. Ferrando Centre Català del Plàstic, Universitat Politècnica de Catalunya

1. Reciclatge de residus plàstics M.Ll. Maspoch, H.E. Ferrando Centre Català del Plàstic, Universitat Politècnica de Catalunya

2. Membres del consorci Generalitat de Catalunya Associacions del Sector Centro Español de Plásticos (CEP) Asociación de Industriales de Plástico de Cataluña (AIPC) Associació Catalana d’Empreses Constructores de Motlles i Matrius (ASCAMM) Associació de Constructors de Maquinària per a Plàstics i Cautxú (IMAPC) Confederación Española de Empresarios del Plástico (ANAIP) Fed. Española de Transformadores y Manipuladores de Plásticos (FETRAPLAST) Ajuntament de Terrassa Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

3. Taller d’injecció • 5 màquines: 22 a 200 TM • Laboratori d’assaigs • Microscopi òptic • Microtom • Equip HDT/VICAT • Índex de fluïdesa (MFI) • Calorímetre diferencial de rastreig (DSC) • Màquina universal d’assaigs • Equips d’impacte instrumentat Infrastructura (I)

4. Taller d’extrusió • Extrusora monofus • Extrusió doble fus • Línia de fabricació de làmines • Extrusora sopladora • Premsa de laboratori • Molí de corrons • Deshumidificador (DP: -40ºC) Infrastructura (II)

5. Centre Català del Plàstic Àrees • FORMACIÓ • QUALITAT i FRACTURA • INNOVACIÓ TECNOLÒGICA • RECERCA i DESENVOLUPAMENT • ENGINYERIA • RECICLATGE Tel.: +34 937 837 022 Fax.: +34 937 841 827 E-mail: ccp@cmem.upc.es Web: http://www.upc.es/ccp Adreça: C/ Colom, 114. Edifici Vapor Universitari 08222 Terrassa (Barcelona)

6. Projectes R+D+I del CCP • Substitució total o parcial de material verge per material reciclat  HIPS components de TV i PA6 components automoció • Canvi de material HIPS verge perPET reciclat  Components de TV • Noves aplicacions per plàstics reciclats  PVC reciclat per a materials de construcció • PE per a palets de transport • Compatibilització de mescles de polímers  Films multicapa PE+PS+EVOH

7. R V + (0, 15, 30, 50,100%) ETAPA II ETAPA I Materials de partida ETAPA III PA-100R PA-V R Mescla física Trituració Injecció i caracterizació Procediment d’estudi • ETAPA I • Recerca i selecció de material reciclat • Estudi dels materials de partida • ETAPA II • Caracterització de mescles verge + reciclat • ETAPA III • Estudi de la influència de reciclats successius

8. Propietats Assaig Paràmetres estudiats Norma Reològiques Mesura de la viscositat J: Índex de viscositat ISO/DIS 1228 Mecàniques Tracció y, y, M, M, R, R, x, x, Et ASTM D 638M – 93 Resistència a l'impacte acN: Resistència a l'impacte Charpy ASTM D 256 – 93 Resistència a la deformación per calor Temperatura de reblandiment Vicat UNE 53 – 118 – 78 Flexió M, M, R, R, x, x, Ef ASTM D 790 – 95a Ignífugues Flama Velocitat de Propagació, comportament 94 - UL Calorimètriques DSC Tg, Tm, Cristalinitat - Caracterització

9. HIPS • Observacions: • S’han estudiat 4 material reciclats: HIPS-RA, -RB, -RC i -RD • Les propietats varien en funció de l’origen del reciclat i del contingut en Polibutadiè (PB)

10. HIPS (A, B, C y D)

11. Mescles HIPS (verge + R-B)

12. PA6 • Observacions: • Les propietats varien fortament en funció del contingut en aigua, de la presència de contaminació en el reciclat i del contingut en càrregues

13. PA6: Materials Referència Descripció del material PA-V PA6 verge, 20% microesferes de vidre (GB) + 10% fibres de vidre (GF) PA-100R PA6 100% reciclat, (20% GB + 10%GF) PA-15R Mescla 15% PA-100R + 85% PA-V PA-30R Mescla 30% PA-100R + 70% PA-V PA-50R Mescla 50% PA-100R + 50% PA-V PA-I2 PA6 verge recuperat, injectat 2 vegades PA-I3 PA6 verge recuperat, injectat 3 vegades

14. r PA6: Comportament a tracció E r • Disminució de les propietats de tracció amb: • % de material reciclat • Nº de processos d’injecció

15. Ef f 120 120 110 110 100 100 96 96 93 93 91 100 100 90 89 90 88 85 84 84 90 90 80 80 70 70 (unidades relativas) (unidades relativas) 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 PA-I3 PA-I2 PA-V PA-15R PA-30R PA-50R PA-100R PA-I3 PA-I2 PA-V PA-15R PA-30R PA-50R PA-100R Materiales Materiales PA6: Comportament a flexió • Comportament general similar al de tracció • Els materials PA-50R, PA-100R y PA-I3 presenten valors de les propietats a flexió molt semblants

16. 120 110 100 100 91 89 86 84 82 90 80 acN 70 69 (unidades relativas) 60 50 40 30 20 10 0 PA-I3 PA-I2 PA-V PA-15R PA-30R PA-50R PA-100R Materiales PA6: Resistència a impacte • La disminució màxima de resistència a impacte és de: • 31% per a PA-100R • 16% per a PA-I3

17. PA6: Viscosimetria PA6: MFI [] MFI 350 120 110 281 100 300 100 237 90 81 250 77 80 63 70 200 173 (unidades relativas) (unidades relativas) 60 150 50 100 40 100 30 20 50 10 0 0 PA-I1 PA-V* PA-50R* PA-100R* PA-100R* PA-I1 PA-V* PA-50R* (* Granza) (* Granza) Materiales Materiales • Augment de la fluïdesa per degradació termomecànica amb: • % de material reciclat • Nº de processos d’injecció

18. PET • Observacions: • S’han estudiat 3 material reciclats: PET-RA, -RB i -RC • La qualitat dels diferents reciclats depèn principalment del tractament de rentat i purificació del material • El processat del PET requereix un procés de secat en continu i previ

19. Tg=73ºC Tf=260ºC • HO-[CO-C6H6-CO-O-CH2-CH2-O]n-H • Gran sensibilitat a la hidròlisi • Aplicació principal: ampolles • Escames que provenen del triturat i neteja d’ampolles • Preus molt competitius • Material utilitzat actualment en els components de TV PET HIPS-V PET-R • Colorant •  negre de fum Additius PET: Materials

20. PET Etapa I: Material de partida Refrescs, aigua, oli, vinagre Aigua Aigua, refrescs Detergents, perfums, etc El PET-R sembla contenir els tipus de PET més habituals en el mercat

21. PET Etapa II: Procés d’injecció • El perfil P1 de temperatures d’injecció sembla ser el més adequat per al PET-R. • El secat del PET-R a 140ºC és imprescindible tant abans com durant la injecció d’aquest material. S’aconsegueix una bona processabilitat del PET-R

22. PET Etapa III: Resultats

23. PET Etapa IV: Coloració Pic de recristalizació Assaig de tracció • Lleuger augment de la cristal·linitat de les probetes amb el colorant • Major percentatge de ruptura fràgil de les probetes a tracció amb el colorant Per fabricar peces de TV colorejades, s’ha de millorar el comportament a rotura en tracció del PET-R + 1%C.

24. PET, Treballem junts amb plàstics reciclats M’incorporen 22.5 ampolles de 1.5 l. Ampolles de PET Televisor Escames de PET reciclat

25. PVC Material PVC (Policlorur de vinil) Producte Sistema d’alleugeriment per a forjats Origen Làmines de PVC rígid triturades

26. Sistema d’alleugeriment per a forjats EPS PVC Ceràmica • Baixcost • Baix pes • Fàcilment ajustablesen obra • No hi ha pèrdues permala manipulació • Alta tenacitat • Aillament tèrmic i acústic regular • Baix pes • Fàcilment ajustables • en obra • No hi ha pèrdues per • mala manipulació • Alta tenacitat • Excelent aillament • tèrmic i acústic • Pes elevat • Mides fixes • Pèrdues per mala • manipulació • Fràgils • Baix cost • Moltintroduides • en el mercat • Cost elevat (200-300%) • Poc conegut en el mercat • Poc conegut en el mercat • Adhesió amb el guix • (en estudi)

27. PVC, Tipus de materials • PVC Verge (35% de càrrega mineral) • Polímer comercial destinat a la indústria de la construcció. • Poliresina (35% de càrrega mineral) • Residu que queda en el reactor un cop s’ha recollit el PVC Verge • (representa el 0,3% de la producció) • Reciclat • Làmines de PVC rígid triturades

28. PE+PS Material PE+PS (Polietilè + Poliestirè) (en estudi) Producte Origen Films multicapa d’envasos

29. Compatibilització de diferents tipus de plàstics • Residu industrial: Films multicapa retalls de termoconformat • Composició: PE + PS (diferents proporcions) • Tipus de compatibilització: Copolímer d’injert • Etapes: - Mescla de components • - Extrusió reactiva • - Caracterizació del material resultant

30. Aspectes claus para afavorir el reciclatge mecànic • Legislació que incentivi el reciclatge(ex. Llei 11/1997 d’Envasos i Residus dels envasos) • Increment de les tarifes d’abocador • Internalització dels costos ambientals • Reciclatge mecànic per obtenir granzes reciclades de qualitat  aplicacions tecnològiques • Foment de nous mercats de plàstics reciclats i sensibilitat dels consumidors en temes ambientals • Preu del material verge i material reciclat

31. Reciclatge de residus plàstics M.Ll. Maspoch, H.E. Ferrando Centre Català del Plàstic, Universitat Politècnica de Catalunya

32. La matèria primera PRODUCTES DE LA DISTILACIÓ DEL PETROLI Petroli (100%) Altres (10%) Gasoil i fueloil (70%) Essència (20%) Indústria petroquímica (7%) Carburant auto (13%) Altres productes (100%) Productes plàstics (4%)

33. Producció de plàstics a Europa Aplicacions Temps de vida mitjà ENVASOS 36% CONSTRUCCIÓ 11% MOBILIARI 8% < 1 ANY 20% AUTOMÒBIL 7% AGRICULTURA 6% 1 - 8 ANYS 15% TÈXTIL / CALÇAT 5% > 8 ANYS 65% COLES / ADHESIUS 4% ELECTRODOMÈSTICS 3% ELECTRICITAT 2% PECES INDUSTRIALS 2% LLAR 2% JOGUINESI OCI 2% ALTRES 12%

34. Evolució del consum a Espanya Per Càpita (kg/hab/any) En milions de tones Consum 1998: 2.648.469 t

35. Retalls, rebuigs, colades d’injecció • Net d’impureses • Homogeni (composició constant) Tipologia dels residus plàstics Residu industrial • RSU (Residus Sòlids Urbans) • Industrial / comercial • Agrícola • Automòbil Residu post-consum

36. Tipologia dels residus plàstics Residus plàstics (1998):  aprox. 2.000.000 t

37. Residu post-consum • Envasos • Barrejat amb altres residus • Brut RECOLLIDA SELECTIVA • RSU (Residus Sòlids Urbans) • Industrial / comercial • Agrícola • Automòbil • Films d’embalatge (PE) • Net • Homogeni • Film hivernacle, tubs de reg, etc. • Molt contaminat / brut • Degradat (UV) • Bastant homogeni • Pot estar contaminat / brut • Pot estar degradat (UV) • Dificultat de desmontatge • Mescles de polímers, peces bi-components DISSENY PEL RECICLATGE

38. Residu post-consum % en PES % en VOLUM Plàstics Vidre Mixtes 10% Plàstics Vidre 1.1% 4.9% Mixtes Especials 34% 6.2% 3.3% Minerals 0.20% Voluminosos 1.5% 3.5% Voluminosos Metalls Especials 2.9% 3.4% 0.03% Paper Resta 21% 7.1% Paper Minerals 39% 0.31% Tèxtil Metalls 2.7% Orgànic 2.7% Tèxtil 42% 2.1% Resta 1.5% Orgànic 12%

39. Residu post-consum Plàstics en els RSU (% en pes)

40. Alternatives pels residus plàstics Estalvi de matèria primera mitjançant: - Innovació en el disseny, - Canvi de material - Injecció asistida per gas • Reducció en origen • Tecnologies netes • Revalorització Processos de transformació que generen una mínima quantidat de residus. Termoplàstics • Termoplàstics • Termoestables • Elastòmers • Reciclatge mecànic (residu plàstic --> nova peça) • Reciclatge químic (residu plàstic --> monòmer) • Reciclatge tèrmic (residu plàstic --> energia)

41. Efecte de la degradació

42. Reciclatge mecànic Processos de reciclatge Residus plàstics Separació tipus de polímer (colors) Triturat Rentat / Secat Extrusió / Granzejat Venda granza reciclada Conseqüències Punts a reforçar Separació Rentat Additivació Nº de processos d’injecció Incompatibilitat, degradacions Impureses fragilitatEvitar degradacions Degradacions Venda (escamas PET) additivació

43. Reciclatge mecànic Matèria primera Trituració Transformació

44. Transformació dels materials RESIDU INDUSTRIAL EXTRUSIÓ TRITURACIÓ INJECCIÓ NOVA PEÇA GRANZA