Jeszcze kilkadziesiąt lat temu świat wyglądał zupełnie inaczej. Przełomowym momentem było wynalezienie tworzyw sztucznych, dla których nieustannie znajdowano nowe zastosowania. W efekcie bardzo szybko przeszliśmy od bakelitu do materiałów, które poleciały w kosmos. Czy myśleliśmy wówczas, że jest możliwe stworzenie sztucznego serca? Tworzywa sztuczne zrewolucjonizowały nasze życie i teraz trudno wyobrazić sobie bez nich naszą codzienność.
Do niedawna wszyscy skupiali się wyłącznie na produkcji, aktualnie branża – dostrzegając problem odpadów pozostałych po tworzywach – podejmuje wyzwanie opracowania sposobów ich racjonalnego zagospodarowania, czyli stworzenia gospodarki o obiegu zamkniętym. Tu na pierwszym planie pojawia się słowo „recykling”.
Najpopularniejszy w tej chwili jest recykling mechaniczny, który polega na mechanicznym rozdrobnieniu wcześniej umytych i posegregowanych tworzyw sztucznych, a następnie ich przetopieniu i wytworzeniu granulatu. Otrzymany w ten sposób regranulat może zostać wykorzystany do ponownej produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych jako dodatek do tworzyw pierwotnych w bardziej wymagających aplikacjach, lub jako jedyny składnik w aplikacjach niewymagających. Proces jest prosty, jeśli regranulat w całości zostaje wytworzony z jednego rodzaju materiału, np. polietylenu czy polipropylenu, jednak takie przypadki są stosunkowo rzadkie i najczęściej związane z odpadami poprodukcyjnymi (tzw. postindustrial). Najczęściej jednak mamy do czynienia z odpadami mieszanymi, w których znajdziemy różne tworzywa. Jednym z klasycznych przypadków są odpady opakowań barierowych, składające się najczęściej z poliolefin oraz innych polimerów, takich jak EVOH i/lub PA. Użycie regranulatu powstałego z takich odpadów do produkcji folii może skutkować obniżeniem parametrów wytrzymałościowych wyrobu gotowego lub pojawieniem się żeli. Rozwiązaniem może być użycie w roli dodatków materiałów z wszczepionym bezwodnikiem maleinowym (MAH).
Produkty z wszczepionym bezwodnikiem maleinowym znane są jako skuteczne kompatybilizatory oraz warstwy adhezyjne pomiędzy polimerami polarnymi i niepolarnymi, dlatego od dawna używane są jako warstwy klejowe pomiędzy poliolefinami oraz EVOH/PA.
Wpływ kompatybilizatorów na poprawę jakości folii
Jeden z producentów polimerów szczepionych bezwodnikiem maleinowym przeprowadził we współpracy ze swoimi klientami testy, aby sprawdzić, jak dodatek takiego kompatybilizatora może wpłynąć na poprawienie jakości folii wyprodukowanej z regranulatami powstałymi z odpadów opakowań barierowych zawierających poliolefiny oraz EVOH i PA.
Pierwszy z testów polegał na zawróceniu odpadu powstałego podczas produkcji folii PA/PE i ponownego wykorzystania go w produkcji folii po regranulacji. Taki regranulat zawierał w tym przypadku ok. 30% poliamidu, resztę stanowił polietylen. Test miał za zadanie sprawdzić, czy możliwe jest poprawienie parametrów wytrzymałościowych folii zawierającej dodatek regranulatu poprzez domieszanie kompatybilizatora. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla dwóch mieszanek:
1. regranulat + czysty PE,
2. regranulat + czysty PE + kompatyblizator, skupiając się na określeniu wytrzymałości na rozciąganie, wydłużeniu przy zerwaniu, odporności na przebicie.
Oto wyniki otrzymane podczas badań:
1. Wytrzymałość na rozciąganie przy zerwaniu:
a) 9,8 MPa dla mieszanki bez kompatybilizatora,
b) 17,9 MPa dla mieszanki z kompatybilizatorem.
2. Wydłużenie przy zerwaniu:
a) 99% dla mieszanki bez kompatybilizatora,
b) 353% dla mieszanki z kompatybilizatorem.
3. Odporność na przebicie:
a) 182 N/mm dla folii bez kompatybilizatora,
b) 221 N/mm dla folii z kompatybilizatorem.
Jak widać, dodatek kompatybilizatora poprawił badane parametry w sposób znaczący.
Drugi test miał dać odpowiedź, czy można zapobiec występowaniu dużej ilości żeli w folii wykonanej z dodatkiem zawróconego odpadu PP/EVOH. Podczas badań sprawdzono możliwość poprawy homogenizowania regranulatu PP/EVOH w procesie produkcji folii z jego użyciem. Wykonano dwa rodzaje folii i poddano je wizualnemu porównaniu. Wykonany test wyraźnie pokazuje poprawę jakości, górna próbka została wyprodukowana bez użycia kompatybilizatora, a dolna z jego użyciem (zdjęcie powyżej).
Dziś, gdy cały oparty na tworzywach świat mierzy się z wyzwaniami związanymi z cyrkularnością branży, warto pochylić się nad każdym rozwiązaniem, które pozwoli z jednej strony zwiększyć możliwość wykorzystania strumienia odpadów pokonsumpcyjnych, a z drugiej poprawi jakość wyrobu gotowego wytworzonego z udziałem regranulatu. Wydaje się, że dodatek kompatybilizatorów na bazie bezwodnika maleinowego w wielu wypadkach może być w tych procesach użyteczny i skuteczny.
Michał Góralski
Plastoplan Polska Sp. z o.o.
Dane na podstawie badań Industrie POLIECO – M. P. B. S. p. A.
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
