Recyclage et récupération des plastiques

Recyclage du plastique

Les déchets de la fabrication industrielle des plastiques deviennent chaque fois plus utiles à une époque d'augmentation du prix des matières premières et de la pollution de l'environnement. De nombreux matériaux et plastiques sont soumis à recyclage, les plus fréquents étant le PVC et les polyoléfines. La collecte des déchets urbains et industriels consiste toujours en un mélange de trois composants plastiques : polyéthylène faible densité (PELD), polyéthylène haute densité (PEHD) et polypropylène (PP).
 
De nouveaux types de technologie d'extrusion et de processus sont essentiels à garantir la qualité des produits et le retour sur investissement. Le chlorure de polyvinyle (PVC) est l'un des matériaux thermoplastiques les plus utilisés parmi les polymères dans le monde. Le PVC peut actuellement être transformé en de très nombreux produits - dispositifs médicaux, tuyaux, profilés, revêtements de sol et de toiture, grâce à de nombreux processus et technologies.
 
Durant le recyclage mécanique, les matériaux sont broyés et refondus avant d'être à nouveau transformés. Les hautes pressions, températures et contraintes intervenant durant ces étapes modifient la structure et les propriétés des polymères. Le résultat peut en être une dégradation, une cristallisation et des problèmes de traitement se traduisant par la scission de la chaîne moléculaire, une ramification et une réticulation, ou une résistance à la traction et aux chocs mineure.

Le matériau PVC est également sujet à dégradation. Durant son recyclage mécanique, le PVC présente un environnement hautement sensible qui comporte des changements constants de sa structure morphologique et de ses propriétés. Du fait de la contrainte de cisaillement, la fusion des particules de plastique modifie progressivement leur nature originale et se répercute sur les propriétés physiques et mécaniques du matériau ; cette instabilité peut entraîner une perte de qualité.
 
En général, le retraitement du PEHD et du PELD est plus difficile du fait de la diminution de la Fluidité à l'état fondu (Melt Flow Index - MFI), qui accroît sensiblement la pression à l'état fondu, le couple d'extrusion et la viscosité complexe.
 
La difficulté présentée par le recyclage du PO réside dans l'augmentation considérable de la viscosité du mélange des matériaux, le processus de production étant par conséquent plus énergivore. Cette viscosité plus élevée peut compliquer l'extrusion des produits PO recyclés mais l'alliage de matériaux, vierges et recyclés, permet de réduire la variation de la MFI.

Mélange en fusion

La meilleure solution consiste dans le mélange en fusion, l'une des techniques les plus utilisées pour le recyclage mécanique des déchets plastiques. Le mélange en fusion associe des plastiques recyclés et des types similaires de plastiques vierges ou d'autres types de plastiques recyclés dans le processus de fusion. Mélanger des plastiques recyclés avec des plastiques vierges permet de réduire les coûts, et les nouveaux plastiques issus du mélange offrent les mêmes performances que les produits vierges. La technique de mélange en fusion est la plus adaptée aux déchets post-industriels grâce à la séparation nette des différents types de plastiques et du nombre réduit d'impureté contenues.
 
Pour le PVC également, la technique de mélange en fusion résout le problème de la dégradation, même si cette dernière est fonction du type de PVC et de son utilisation précédente. Au contraire du PO, similaire et mélangé, le PVC ne dispose pas d'une famille de plastiques avec lequel il pourrait être mélangé, et plusieurs essais sont donc effectués comme le mélanger avec du PMMA ou de l'ABS pour améliorer sa qualité et ses propriétés mécaniques.

Additifs et filtres

Mélanger des plastiques recyclés et vierges n'est pas suffisant. Les déchets de PO ou de PVC exigent également d'être renforcés au moyen de fillers - naturels comme le bois ou inorganiques, qui permettent d'améliorer ses propriétés morphologiques, mécaniques, rhéologiques et thermiques.
Chaque projet exige sa propre extrudeuse personnalisée et un mélange de fillers, additifs, plastiques vierges et recyclés.

Système d'alimentation

Avant de pouvoir transformer les déchets plastiques, ces derniers doivent d'abord être décomposés, nettoyés et triés afin de déterminer s'il s'agit de déchets post-consommation. Les déchets plastiques doivent ainsi être à nouveau broyés et acheminés vers des lignes de convoyage vers le processus d'élimination. La forme, la dimension et la densité de tous les matériaux plastiques à recycler peut varier.

En aval

L'une des difficultés présentées par le recyclage des déchets est l'humidité résiduelle. Une nouvelle ligne d'extrusion exige donc un dégazage et un venting, effectués durant les différents processus d'extrusion en vue d'éliminer l'humidité ainsi que les monomères, oligomères, solvants ou matières décomposées.
 
Après le dégazage sont prévues une pompe à vide et une pompe de mélange, le matériau passant ensuite au travers d'un changeur de filtre. Cette opération est indispensable à éliminer toute contamination du plastique avant la phase de granulation.