Re-broyer la résine | Cutting-Edge POS Systems Manufacturer | Jarltech
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Re-broyer la résine
Pourquoi la résistance de surface d'un produit en plastique diminue-t-elle lors de l'utilisation de résine rebroyée ?
La résine rebroyée diminue-t-elle la résistance structurelle d'origine du plastique ? Cet article fournit une brève introduction au rebroyage de la résine
Pourquoi la résistance de surface d'un produit en plastique diminue-t-elle lors de l'utilisation de résine rebroyée ?
Les ingénieurs sont confrontés à un défi lorsqu'ils incorporent de la résine recyclée dans des pièces en plastique. Plus on ajoute de matériaux secondaires, plus le plastique se dégrade, réduisant ainsi sa résistance structurelle d'origine.
Il est également sensible au problème de fissuration du plastique, en particulier dans les zones sollicitées telles que les positions des crochets et des trous de vis. Néanmoins, l’incorporation de matériaux recyclés dans les plastiques soulève des préoccupations environnementales.
Pourquoi le plastique contient-il des matières secondaires recyclées qui peuvent réduire sa résistance ? Cette question est étudiée à deux niveaux
1. Origine des matières secondaires recyclées
Pensez-vous qu’une entreprise de moulage par injection de plastique devrait commencer par incorporer des matériaux secondaires ? Est-il possible d’utiliser des matières premières pour protéger l’environnement ? Non, la principale raison est la réduction des coûts, car les matériaux secondaires sont plus économiques.
Vous attendez-vous à ce que l’usine de plastique utilise les mêmes matériaux plastiques que les granulés de plastique d’origine ?
Considérez ce scénario : vous spécifiez des matériaux PC Sabic (anciennement GE) pour les granulés de plastique, mais les fabricants recevront-ils réellement les matériaux PC recyclés de Sabic ? Ou pourraient-ils collecter des matériaux PC recyclés ? Pire encore, pourraient-ils opter pour l’ABS ?
Le mélange de matériaux PC signifie que les fabricants ne peuvent pas incorporer de matériaux recyclés, car cela entraînerait une réduction de la qualité en raison de la présence accrue de particules de plastique de qualité inférieure.
Un autre facteur d’incertitude concernant les matériaux recyclés est le stockage. En règle générale, ces matériaux recyclés ne sont pas stockés correctement et sont souvent exposés aux éléments, notamment au vent, au soleil et à la pluie, hors site.
Vous l’avez peut-être vu : une chaise en plastique ordinaire laissée au soleil pendant une période prolongée commence à se décolorer et finit par devenir cassante. Ce scénario vous donne une idée de la manière dont les propriétés physiques des matériaux recyclés peuvent se détériorer, entraînant des variations incontrôlables de qualité.
2. La variation des valeurs MFI avant et après injection plastique
Deuxièmement, supposons que votre processus d’injection plastique soit méticuleusement réalisé, garantissant une adhésion totale au matériau des granulés plastiques d’origine. Vous pouvez également choisir d’acheter d’autres matériaux recyclables présentant des caractéristiques similaires de la même marque.
D'après l'expérience, l'indice de fusion (MFI) des plastiques courants connaît généralement une augmentation d'environ 20 à 30 % avant et après le processus d'injection plastique. Si vous n'êtes pas familier avec MFI, cela fait référence à la fluidité du matériau. Cela indique que la résistance structurelle peut diminuer après l'éjection du plastique.
Dans les thermoplastiques, les chaînes moléculaires font partie des cristaux de polymère qui s’entrelacent pour contribuer à un niveau élevé de résistance structurelle.
Lorsque le plastique est comprimé et cisaillé par la vis mère de la machine de moulage par injection, les longues chaînes moléculaires sont brisées, ce qui entraîne des chaînes plus courtes et une réduction du poids moléculaire. Ce processus est connu en ingénierie sous le nom de scission de chaîne.
La force de l'enchevêtrement entre les molécules s'affaiblit, entraînant une diminution de la résistance globale. Comme le prix et la disponibilité de la résine thermoplastique continuent de fluctuer, il est prudent de maximiser l'utilisation de la résine disponible. Un moyen courant d’y parvenir consiste à procéder au rebroyage.
Lorsqu'un projet est terminé, les matériaux excédentaires et les pièces rejetées peuvent être récupérés et réutilisés comme rebroyés. Ce rebroyé peut être mélangé à de la nouvelle résine ou utilisé seul.
Quelles sont les principales considérations lors du rebroyage des plastiques ?
Lorsqu'un matériau thermoplastique est soumis à des contraintes thermiques et mécaniques, il subit un processus appelé « histoire thermique », qui entraîne un affaiblissement et une fragilité accrue.
L'historique thermique du traitement et le processus de broyage lui-même peuvent dégrader les propriétés physiques, chimiques et d'écoulement de la résine thermoplastique et de tous les produits fabriqués à partir du rebroyé.
La plus grande préoccupation liée à la dégradation des polymères est souvent attribuée à la température ou à l’historique thermique. Cependant, si elles sont correctement manipulées pendant le traitement, de nombreuses résines peuvent conserver leurs propriétés physiques pendant un nombre limité de rebroyés.
Quel est le rapport optimal entre le matériau rebroyé et le matériau vierge à utiliser ?
La pratique standard dans l'industrie du moulage consiste à mélanger 20 à 25 pour cent ou moins de rebroyé avec de la résine vierge. Cependant, il n'est pas rare de voir une gamme allant de 100 % vierge à 100 % rebroyé utilisée dans la production.
Des écarts peuvent survenir en raison de
• Formation inadéquate des manipulateurs de résine.
• Calibrage incorrect du chargeur de produits vierges ou de rebroyés et mélange déséquilibré des matériaux.
• Respect inadéquat de la discipline d'atelier ou des procédures établies.
• L'établissement et le respect de procédures d'atelier appropriées et le maintien de la discipline sont essentiels pour éviter des résultats potentiellement désastreux.
Une autre considération importante est que même si le mélange initial peut contenir 20 % de rebroyé, toutes les passes ultérieures contiendront toujours une partie du mélange de rebroyé précédent. La résine du premier passage reste dans la réserve de résine.
Vérifiez auprès de votre fournisseur de résine pour déterminer le nombre de cycles de moulage que votre résine peut supporter avant que ses propriétés ne commencent à se dégrader de plus de 10 %. Découvrez également quelles propriétés ont tendance à montrer des signes de dégradation en premier.
Quels sont les problèmes possibles dont il faut être conscient ?
Assurez-vous que les résines telles que le nylon, le polycarbonate, le polytéréphtalate de butylène (PBT) et le polyéthylène téréphtalate (PET) sont correctement séchées avant le traitement initial.
Dans le cas contraire, ils peuvent être hydrolysés dans le fût de la machine à mouler. Cette réaction chimique raccourcit considérablement la longueur de la chaîne du polymère et entraîne une dégradation. Le mélange de rebroyés dégradés avec des matériaux vierges à hauteur de 25 pour cent pourrait avoir un impact significatif sur les performances et le fonctionnement des pièces suivantes.
Le contrôle de la température est essentiel. Le traitement de la résine vierge à des températures supérieures à celles recommandées est un moyen sûr d'accélérer la dégradation du polymère.
Une taille de particule constante peut également être un problème. Sans entretien régulier, un broyeur peut produire une large gamme de tailles de granulés, depuis de fines particules ressemblant à de la poussière jusqu'à des morceaux de ¼ de pouce ou plus.
Lors de la plastification ou de la rotation de la vis, la vis ne fait pas fondre ces granulés de différentes tailles au même rythme. Cela peut potentiellement affecter les propriétés de la pièce finie.
La repelletisation peut résoudre ce problème en filtrant le rebroyé par fusion pour éliminer tous les contaminants non plastiques. Pour garantir la stabilité du processus, il est essentiel d'effectuer un entretien de routine du broyeur, qui comprend l'affûtage des lames, le nettoyage de la machine et la vérification du bon fonctionnement du tamis.
Quel est le plus grand défi auquel vous êtes confronté pendant le processus de réaffûtage ?
D’après notre expérience, le principal problème est la contamination, qui inclut les plastiques étrangers et autres matériaux. Pensez à la fréquence à laquelle la production s'arrête en raison d'une buse chaude obstruée.
Une approche permettant de réaliser des économies consiste à utiliser exclusivement de la résine vierge dans les outils à canaux chauds, en réservant le rectification aux outils à canaux froids. Même si cela n’est peut-être pas réalisable pour tout le monde, lorsque cela est le cas, cela s’avère être une stratégie efficace.
Quelles sont les solutions à ces problèmes ?
Pensez à utiliser du rebroyé à 100 % au lieu de le mélanger avec de la résine vierge. Cela élimine les problèmes potentiels mentionnés ci-dessus. Avec cette approche, vous utilisez toute la résine vierge et introduisez 100 % de rebroyé dans les machines.
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