GRANULACJA PET

Granulacja PET to proces przetwarzania czystego lub recyklingowanego PET (zazwyczaj w postaci płatków pochodzących z rozdrobnionych butelek) w granulat, czyli małe, jednolite cząstki, które są łatwiejsze w transporcie, przechowywaniu i dalszym przetwarzaniu. Granulat PET jest materiałem wyjściowym do produkcji nowych produktów z tworzyw sztucznych przez wtrysk, wytłaczanie czy dmuchanie.

KRYSTALIZACJA PET

Proces krystalizacji w recyklingu butelek PET jest kluczowy z kilku powodów. Buteleki PET (poli(tereftalan etylenu)) po zebraniu i umyciu są najczęściej rozdrabniane na płatki, które przed przetworzeniem na nowe produkty muszą być odpowiednio przygotowane. Oto główne powody, dla których stosuje się krystalizację:

Usuwanie wilgoci: Proces krystalizacji pomaga usunąć resztkową wilgoć z płatków PET. Wilgoć jest szkodliwa dla procesu przetwarzania, ponieważ może prowadzić do degradacji polimeru podczas wytłaczania, co negatywnie wpływa na właściwości mechaniczne i wizualne końcowego produktu. Krystalizacja podnosi temperaturę materiału powyżej punktu topnienia amorficznych części PET, co pozwala na odparowanie wilgoci.
Zwiększenie stopnia krystaliczności: PET w stanie amorficznym jest bardziej podatny na deformacje i ma niższą temperaturę mięknięcia niż PET krystaliczny. Proces krystalizacji podnosi stopień krystaliczności materiału, co z kolei poprawia jego odporność termiczną, mechaniczną oraz barierowość. To sprawia, że PET jest lepszy dla zastosowań, gdzie wymagane są wysoka stabilność wymiarowa i dobre właściwości barierowe.
Poprawa procesu przetwarzania: Krystalizowany PET jest łatwiejszy w przetwarzaniu, ponieważ materiał ma wyższą temperaturę topnienia i lepsze właściwości przepływu w stanie stopionym. Ułatwia to wytłaczanie granulatów, wytłaczanie folii, wytwarzanie preform i iniekcję formowanych elementów, minimalizując ryzyko problemów związanych z przetwarzaniem, takich jak blokowanie się dysz czy niejednorodność materiału.
Usprawnienie regranulacji: W procesie regranulacji, czyli przetwarzania płatków PET na granulat, krystalizacja jest ważnym etapem przygotowawczym, który pozwala na bardziej efektywne przeprowadzenie procesu wytłaczania. Krystaliczny PET lepiej się przetwarza, co jest istotne dla jakości i wydajności produkcji granulatu.

Podsumowując, krystalizacja w procesie recyklingu butelek PET jest ważna dla zapewnienia odpowiedniej jakości materiału, który będzie używany do produkcji nowych przedmiotów. Dzięki temu materiał recyklingowy może spełniać wysokie wymagania stawiane nowym produktom, zarówno pod względem właściwości fizycznych, jak i estetycznych.

POSTAĆ KRYSTALICZNA I AMORFICZNA PET

W przypadku tworzyw sztucznych wyróżnia się dwa rodzaje materiałów:

Polimery amorficzne (nazywane często bezpostaciowymi) – ponieważ nie tworzą żadnej struktury nadcząsteczkowej. Oznacza to że długie makrocząstki, które je tworzą nie są w stanie uformować żadnych struktur wyższego rzędu. Zarówno w stanie stałym jak i podczas przetwórstwa pozostają amorficznymi materiałami.
Polimery częściowo krystaliczne – czyli takie, które w pewnych określonych warunkach mają możliwość do tworzenia struktur krystalicznych.

Dlaczego informacja o tym jakie tworzywo chcemy przetwarzać jest taka ważna? Ponieważ oprócz wielu różnic wynikających z zjawisk jakie zachodzą w tych materiałach podczas ich przetwórstwa, ale i użytkowania, mamy do czynienia z znacząco różnym skurczem tych materiałów.

Poli(tereftalan etylenu), znany jako PET, może występować w dwóch różnych postaciach: amorficznej i krystalicznej. Różnice między tymi postaciami mają istotne znaczenie dla właściwości materiału i jego zastosowań, szczególnie w kontekście recyklingu i ponownego wykorzystania PET. Oto kluczowe różnice między amorficzną a krystaliczną postacią granulatu PET:

1. Struktura molekularna

Amorficzny PET nie ma uporządkowanej struktury molekularnej. Molekuły są rozmieszczone losowo, co nadaje materiałowi przezroczystość, ale także sprawia, że jest on mniej odporny na ciepło.
Krystaliczny PET charakteryzuje się uporządkowaną strukturą molekularną z regularnym układaniem molekuł, co sprawia, że jest on bardziej odporny na ciepło, ale traci przezroczystość.

2. Właściwości termiczne

Amorficzny PET ma niższą temperaturę mięknięcia i topnienia w porównaniu do PET krystalicznego. Jest bardziej podatny na deformacje przy niższych temperaturach.
Krystaliczny PET wykazuje wyższą temperaturę mięknięcia i topnienia, co czyni go bardziej odpornym na wysokie temperatury i lepiej nadaje się do aplikacji wymagających większej stabilności termicznej.

3. Właściwości mechaniczne i bariery

Amorficzny PET jest bardziej giętki i ma tendencję do lepszego tłumienia dźwięku, ale oferuje gorszą barierowość dla gazów i wilgoci w porównaniu do PET krystalicznego.
Krystaliczny PET jest twardszy, bardziej sztywny i oferuje lepszą barierowość dla gazów i wilgoci. Ta właściwość jest szczególnie ważna w aplikacjach opakowaniowych, gdzie wymagana jest ochrona przed penetracją tlenu i innych gazów.

4. Przezroczystość

Amorficzny PET jest przezroczysty, co jest pożądane w wielu zastosowaniach opakowaniowych, takich jak butelki na napoje, gdzie konieczne jest wizualne ocenienie zawartości.
Krystaliczny PET traci przezroczystość i staje się mleczny lub nieprzezroczysty, co może być zaletą w niektórych aplikacjach, ale ogranicza jego użyteczność w innych.

5. Procesowanie

Amorficzny PET wymaga ostrożnego przetwarzania, aby uniknąć przedwczesnej krystalizacji i zachować przezroczystość. Jest wrażliwy na warunki termiczne podczas przetwarzania.
Krystaliczny PET jest bardziej wyrozumiały podczas przetwarzania pod względem temperatury, co ułatwia produkcję elementów wymagających wysokiej stabilności termicznej.

Wybór między amorficznym a krystalicznym PET zależy od wymagań końcowego produktu, w tym właściwości fizycznych, mechanicznych, termicznych i estetycznych. W kontekście recyklingu, procesy takie jak krystalizacja i ponowne granulowanie muszą być dostosowane do oczekiwanego zastosowania zregranulowanego materiału, aby maksymalnie wykorzystać jego właściwości.

LEPKOŚĆ ŚCINANIA PET

IV (Intrinsic Viscosity) = lepkość ścinania PET, znana też jako lepkość wewnętrzna (IV), jest miarą polimeryzacji lub masy molekularnej polimeru. Określa, jak płynnie polimer może przepływać podczas procesu przetwarzania, co jest kluczowe dla procesów, takich jak formowanie wtryskowe czy wytłaczanie. W kontekście PET, wysoka lepkość ścinania wskazuje na długie łańcuchy polimerowe, co przekłada się na lepsze właściwości fizyczne i mechaniczne materiału, jak np. wytrzymałość i stabilność.

Lepkość ścinania (intrinsic viscosity, IV) PET mierzy się zazwyczaj w decylitrach na gram (dL/g). To miara, która informuje nas o średniej długości łańcuchów polimerowych w materiale i jest bezpośrednio związana z masą molekularną polimeru.

PET Krystaliczny: Zazwyczaj ma wyższą lepkość ścinania, co wskazuje na dłuższe łańcuchy polimerowe i wyższą masę molekularną. Typowe wartości IV dla PET krystalicznego używanego do produkcji butelek na napoje wahają się w granicach od około 0.80 do 0.85 dL/g.
PET Amorficzny: Zwykle ma niższą lepkość ścinania, co wskazuje na krótsze łańcuchy polimerowe. Wartości IV dla PET amorficznego są zazwyczaj niższe i mogą się mieścić w zakresie 0.60-0.70 dL/g.

Wybór między PET krystalicznym a amorficznym jest więc uzależniony od wymagań stawianych końcowemu produktowi. Produkcja preform do butelek zazwyczaj wymaga PET krystalicznego z wyższym IV, ponieważ gwarantuje to wytrzymałość końcowego produktu i jego zdolność do utrzymania kształtu podczas napełniania ciepłymi płynami oraz przechowywania.

PET REGRANULAT NA PREFORMY