Recyclage du PP : Processus clés
Le polypropylène (PP), en tant que l'un des thermoplastiques à usage général les plus produits au monde, est largement utilisé dans l'emballage, l'automobile, les appareils ménagers et d'autres domaines. Avec l'augmentation continue de la consommation de produits plastiques, le processus de recyclage du polypropylène est devenu une technologie clé pour atténuer les pénuries de ressources et la pollution environnementale.
Le processus de recyclage actuel dominant du PP comprend principalement deux étapes clés : l'élimination des impuretés à haute température et la cure sous vide. Grâce à cette série d'opérations, le PP recyclé peut être mélangé avec du PP vierge dans un rapport de 50 % pour atteindre une circulation efficace des ressources.
Dans la première étape du recyclage du PP - l'élimination des impuretés à haute température, chauffer le plastique usagé à 250°C est d'une grande importance. Cette plage de température peut efficacement provoquer la décomposition thermique et la volatilisation des impuretés organiques telles que l'encre, le revêtement et l'adhésif attachés à la surface du PP, tout en faisant fondre les impuretés mélangées à faible point de fusion telles que le PE (polyéthylène) et le PS (polystyrène).
Ces impuretés peuvent être séparées du PP par agitation mécanique et purge d'air. Il convient de noter que 250°C est proche de la température de décomposition thermique du PP (environ 300°C), mais dans l'opération réelle, le temps de chauffage et la vitesse de chauffage seront strictement contrôlés et effectués sous la protection d'un gaz inerte (comme l'azote) pour éviter la dégradation du PP et garantir l'intégrité de la structure de sa chaîne moléculaire.
Après l'élimination des impuretés à haute température, les particules de PP contiennent encore de petites molécules volatiles, des produits de dégradation et des résidus de catalyseur, ce qui affectera les performances du PP régénéré. Il est donc nécessaire de passer à l'étape de traitement sous vide.
Dans un environnement sous vide, en réduisant la pression du système, le point d'ébullition des molécules résiduelles baisse considérablement, et même à une température relativement basse de 140°C, elles peuvent être rapidement vaporisées et extraites du système. 140°C se situe entre la température de transition vitreuse (environ -10°C) et le point de fusion (165°C) du PP.
À ce moment-là, le PP est dans un état hautement élastique, ce qui favorise la diffusion et la désorption des petites molécules. Avec l'élimination des petites molécules, le PP refroidit progressivement et se solidifie, et sa cristallinité ainsi que ses propriétés mécaniques sont restaurées et optimisées.
Le mélange de PP recyclé et de PP vierge dans un rapport de 50 % peut générer des avantages économiques et environnementaux significatifs tout en garantissant les performances du produit. Du point de vue des performances, le PP vierge possède d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion chimique et des performances de traitement, tandis que le PP recyclé est légèrement inférieur en termes de distribution de poids moléculaire et de pureté, mais grâce à un mélange raisonnable, les deux peuvent atteindre des performances complémentaires.
Par exemple, le matériau mélangé peut toujours répondre aux exigences d'utilisation de la plupart des produits d'emballage et moulés par injection en termes d'indicateurs clés tels que la résistance à la traction et le module de flexion. En termes de coût, le prix du PP recyclé n'est que de 60 % à 80 % de celui du PP vierge, et le rapport de mélange de 50 % peut réduire efficacement le coût des matières premières de l'entreprise.
De plus, cette méthode de mélange réduit considérablement la dépendance aux matières premières fossiles. Chaque tonne de PP recyclé utilisée équivaut à une réduction de 2,5 tonnes d'émissions de dioxyde de carbone, contribuant à atteindre l'objectif "double carbone".
Cependant, le processus de recyclage du polypropylène fait encore face à de nombreux défis. Tout d'abord, les sources de plastiques usagés sont complexes, et les grades de PP ainsi que les systèmes d'additifs des différents produits varient considérablement, nécessitant un tri et un prétraitement minutieux avant le recyclage. Ensuite, le processus de traitement à haute température entraînera inévitablement une rupture partielle de la chaîne moléculaire du PP, affectant les performances globales du matériau recyclé.
À l'avenir, avec le développement de la technologie de tri par spectroscopie proche infrarouge et de la technologie de pyrolyse assistée par micro-ondes, des conditions de tri plus efficaces et de traitement plus doux devraient être atteintes. Parallèlement, en ajoutant des additifs tels que des rallongeurs de chaîne et des compatibilisants, la stabilité des performances du PP recyclé après mélange avec du PP vierge peut être encore améliorée, favorisant le développement de la technologie de recyclage du polypropylène vers une haute valeur et une approche écologique.
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