Les défis du recyclage du plastique

À l’échelle mondiale, on estime qu’environ 318 millions de tonnes de plastique sont produites chaque année, dont 218 millions de tonnes de déchets plastiques solides ou rigides. La moyenne mondiale du recyclage des plastiques est de 21 %, contre 15 % en 2016. Selon le rapport ISWA (International Solid Waste Association) publié le 7 mai 2021, quelque 50 millions de tonnes par an de déchets plastiques sont incinérées, dont 10 millions se retrouvent dans les océans et Ce phénomène est devenu largement connu dans le domaine public, ce qui a conduit à une pression accrue pour trouver des moyens de résoudre ce problème, mais cela a été injustement reproché à l'industrie du plastique elle-même.

Pour le transformateur, des défis majeurs demeurent : même si les prix des polymères ont baissé, ils restent deux fois supérieurs au coût par tonne par rapport à septembre 2020. Des problèmes tels que la qualité variable des matériaux, la disponibilité incohérente des stocks et la taxe sur les plastiques (si moins de 30 % de plastique recyclé est utilisé) ont mis davantage l’accent sur le recyclage. Cela a entraîné une usure plus importante des vis et des barillets. L'écoulement de fusion des plastiques recyclés peut varier considérablement en raison des contaminants restants et de l'humidité. Différents plastiques sont souvent combinés, ce qui rend leur contenu difficile, voire impossible, à séparer en type de polymère, couleur et structure. Par exemple, le PET et le PVC doivent être totalement séparés. Le contrôle de l’humidité reste un gros problème, notamment avec le PET.

Il y a une tendance vers une utilisation accrue de polymères biodégradables tels que le PVOH dans les emballages et le Bio-PP dans les tubes pour les applications agricoles et forestières. Les charges à base de fibres naturelles telles que l'amidon, la cellulose, le soja et la gélatine sont de plus en plus utilisées en raison de leurs attributs renouvelables et de leur moindre impact environnemental. Par exemple, certaines études ont montré que le remplissage en fibre de bois combiné au PVC recyclé stabilise le matériau recyclé jusqu'à 5 à 7 cycles et améliore la résistance du matériau jusqu'à 10 à 15 cycles.

Mais les charges particulaires telles que la fibre de verre, le talc et le carbonate de calcium restent populaires car elles produisent des composites bon marché présentant une résistance, une rigidité, une déflexion thermique et une résistance au fluage supérieures. Dans l'industrie du plastique, l'additif pour fibres de verre peut varier de 15 à 50 %, ce qui rend le traitement beaucoup plus difficile : non seulement il crée une usure plus importante des vis, des cylindres et des composants de la machine en contact avec le matériau, mais le matériau lui-même a tendance à se dégrader rapidement en raison de sa viscosité plus élevée et sa teneur en abrasif.

Pour l'opérateur, travailler avec et contrôler des matériaux recyclés ajoute des défis supplémentaires tels que l'utilisation de températures, de vitesses de vis et d'ajustements différents à la pression. L'usure accrue des pièces de la machine entraîne des coûts d'exploitation supplémentaires.

Selon PMM (Plastics Machinery & Manufacturing), les fabricants d'extrudeuses tels que Battenfeld-Cincinnati et Coperion ont constaté une demande croissante de machines traitant les bioplastiques et les matériaux recyclés, d'où une refonte de la chaîne de traitement pour répondre aux défis de contamination, de dégazage (ventilation ), l'humidité et la corrosion.

Par exemple, les changeurs de tamis spécialisés avec de grandes surfaces tandis que les extrudeuses à double vis co-rotatives offrent une plus grande flexibilité, en particulier lorsque des barils sectionnels sont utilisés, car des sections ventilées peuvent être déplacées ou ajoutées. C'est particulièrement le cas pour le PET, l'humidité doit être contrôlée. Les charges de fibres naturelles mentionnées précédemment peuvent contenir des niveaux d'humidité importants : les biopolymères à base d'amidon peuvent en contenir jusqu'à 12 pour cent, la cellulose et les fibres de bois jusqu'à 8 pour cent.

Les bioplastiques sont plus sensibles à la température, c'est pourquoi Industries Magog a repensé les vis d'extrusion pour minimiser le cisaillement. Ces projets se multiplient à mesure que les transformateurs utilisent de plus en plus de biopolymères (avec des cellules naturelles ou dérivées d'organismes) et de biopolymères (partiellement ou entièrement synthétisés chimiquement). Les changements dans le comportement du traitement des matériaux (rhéologie) peuvent nécessiter une nouvelle conception de la vis, par exemple un changement du taux de compression et de la conception du mélangeur requis.

Malgré les meilleures pratiques et le contrôle qualité, les matériaux recyclés peuvent potentiellement causer des problèmes tels que la résine qui ne fond pas complètement ou des fragments durs provoquant une usure ou des dommages aux vols de vis et à l'alésage du canon. Une surveillance régulière est recommandée afin que les problèmes puissent être résolus plus tôt si possible, avant qu'ils ne deviennent coûteux.