Transcript Vinylplus - Foro Andino del PVC
Avances en el reciclaje de PVC
Jorge Alberto Medina Universidad de los Andes, Grupo de Materiales y Manufactura CIPP – CIPEM, Colombia
Contenido
• • • • • • Introducción Vinylplus Generalidades del reciclaje Separación Reciclaje Mecánico Decloración
Características del PVC
Demanda global > 35 millones toneladas/año (2010)
Amplio rango de aplicación
Coated yarn Cable insulations Roofing sheets Bottles pipes Medical products Packaging foils Floor covering
Bajo costo y procesamiento con una amplia variedad de técnicas
Calendering Extrusion
Excelentes propiedades químicas y físicas Productos de alta y corta duración
Injection M. Sadat-Shojai, G.-R. Bakhshandeh / Polymer Degradation and Stability 96 (2011) 404e415
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VinylPlus Programa voluntario de la industria europea del PVC Antecedentes Vinyl2010
– 257.000Toneladas/Año (2011) – La meta se logro exclusivamente a través de reciclaje mecánico y “Vinyloop®” (Ferrara 7540 Ton (2011), 33% más que en 2010).
• Disolución selectiva • • Separación Precipitación de los residuos de PVC J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
VinylPlus. Programa voluntario de la industria europea del PVC VinylPlus Recycling
– Compromiso con el reciclaje del PVC a 2020→ 800.000 Toneladas/año – Incluir “The Natural Step (TNS)” como socio estratégico→ Estructura para el Desarrollo Sostenible Estratégico.
J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
Retos estratégicos TNS-VinylPlus
Gestión de una cadena productiva controlada • Hoja de tecnológica ruta • Aceptabilidad uso de reciclado.
del • Accesibilidad a la infraestructura de reciclaje Energía Sostenible y estabilidad climática • Neutralidad de carbono • Sociedad baja en carbono • Mejores prácticas de uso de energía • Alternativas a combustibles fósiles.
Emisiones de órgano clorados • Manejo responsable de residuos de PVC en el mundo
VinylPlus. Programa voluntario de la industria europea del PVC VinylPlus Recycling
– Incluir otros sectores • Productos descartados en producción o semi terminados.
• Incluir en procesos diferentes al de origen.
• Residuos de PVC exportados fuera de la UE → Asegurar reciclaje responsable (Sevenster, 2012) – Incluir nuevas tecnologías de reciclaje • Descomposición fisicoquímica.
• Que ataquen dificultades como: compuestos, residuos contaminados.
mezclas, 100.000 Ton/año de la meta propuesta J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
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Cadena productiva de PVC incluyendo diferentes métodos de reciclaje
Chemical Recycling of plastic waste (PVC and Other resins), TON-Report, (1999).
M. Sadat-Shojai, G.-R. Bakhshandeh / Polymer Degradation and Stability 96 (2011) 404e415
Patentes de reciclaje de PVC según el país de origen. Periodo 2000-2012.
2 1 0 8 7 4 3 6 5 Korea U.S
China Germany
Country
Spain Canada
Patentes según proceso de reciclaje Años 2000-2012
10 9 8 7 3 2 1 0 6 5 4 Mechanical recycling Separation methods Energy Recovery
Type of patent
Compatibilizer incineration
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Técnicas de separación
Separación manual Separación por hidrociclón Diferencias en densidad Filtración del fundido
204°C
Proceso de flotación selectiva
Densidad y surfactantes no-iónicos
Clasificación por lecho líquido fluidizado
Separación gravimétrica en agua
Método de fluorescencia de Rayos-X
Átomos de cloro
Método de espectroscopia de plasma inducida por laser Separación triboelectrostática
Cargar los plásticos y separarlos por campo eléctrico
Disolución selectiva (Vinyloop® )
Ventajas
- Permite separar el PVC de mezclas complejas y materiales compuestos - Utiliza un solvente biodegradable - Producto final PVC limpio en polvo que no necesita procesamiento adicional.
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Patentes de reciclaje mecánico según material tratado. 2000-2012
2 1 0 5 4 3 PVC + additives PVC + other polymers +additives
Mechanical recycling patents
PVC +virgin PVC+ additives
Reciclaje mecánico
Separación Molienda Limpieza Peletizado Alimentación a proceso de conversión • • • A nivel global, 1,4 millones de toneladas de PVC recicladas mecánicamente en el 2010 Preferible cuando se tienen cantidades suficientes de PVC homogéneo y separado en la fuente.
• volumen disponible • calidad y costo de la separación y de la regeneración.
Factores que afectan las propiedades finales: – Tamaño de partícula – Grado de estabilidad residual – Tipo y cantidad de estabilizantes M. Sadat-Shojai, G.-R. Bakhshandeh / Polymer Degradation and Stability 96 (2011) 404e415
Mejoramiento de propiedades finales de reciclado: Mezclas de PVC reciclado/PVC virgen
PVC virgen – tubería. Grado Y5902BLA PVC virgen – botella. Grado B0303CLA Incremento viscosidad total Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and mechanical and thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl Polym Sci 2001;82:2478e86.
Mezclas de PVC reciclado/PVC virgen
Aumento Tg → Degradación de ingredientes cuyos productos actúan como plastificantes.
Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and mechanical and thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl Polym Sci 2001;82:2478e86.
Mezclas de PVC reciclado/PVC virgen
• Esfuerzo a tensión y la resistencia al impacto pueden mejorar incorporando PVC reciclado.
• Concentraciones óptimas PVC reciclado→ PVC virgen y propiedades de interés.
Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and mechanical and thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl Polym Sci 2001;82:2478e86.
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• • • • • • Introducción Vinylplus Generalidades del reciclaje Separación Reciclaje Mecánico Decloración de PVC
Investigaciones en decloración 2009-2010
Autor, año Hallazgos
Kakuta et al. (2009) Yoshioka T, et al (2009) Wu Y-H, et al (2009) Fukushima et al.(2010) Plastificantes y rellenos disminuyen la eficiencia y aumentan el tiempo de decloración T=260°C Obtención de carbón activado Decloración con ayuda de etilenglicol Reacción más rápida Eficiencia 98% a 190°C.
Decloración con ayuda de PEG Menores temperaturas Rendimiento 74%, 1h, 210°C Decloración de mezclas de residuos plásticos con extrusión monohusillo.
T=360°C Reducción a menos del 0,5%peso en 2 min.
Yoshihara M, et al(2010) Reacción de PVC+ Na 2 S Eliminación 32% y sustitución del 26% de Cl J Mater Cycles Waste Manag (2011) 13:265–282 DOI 10.1007/s10163-011-0031-z
Decloración de PVC flexible en solución de NaOH por calentamiento de microondas
12% Estabilizantes Extracción en la solución de NaOH (8mol/l) Ácido ftálico 150°C →Extracción 100% plastificante 235°C →Decloración completa durante 30 min 29,7% Plastificante Ftalato de dioctilo 59,2% PVC Hidrocarburos J Mater Cycles Waste Manag (2010) 12:245–253 © Springer 2010 DOI 10.1007/s10163-010-0294-9
CONCLUSIONES
• • • Las estrategias y direccionamientos acerca del reciclaje de PVC en el mundo deben ser tomadas como referentes para atacar los problemas particulares que en esta materia se presenten en la región. El largo ciclo de vida de los productos de PVC empleados en la construcción limita la disponibilidad de estos materiales en corrientes de reciclaje. Aquellos residuos de empaques flexibles o semirígidos de ciclo de vida corto podrían ser candidatos para el establecimiento de una cadena de reciclaje en este sector.
Se requiere del desarrollo de estrategias económicas por parte del estado para estimular el correcto manejo y disposición de los residuos plásticos incluyendo al PVC.