塑料技术数字演示
Nova化学PE PCR

一致的颗粒颜色和大小、低气味和最小污染都是高质量PCR的指标。


消除环境中的塑料废物对我们星球的健康和我们工业的健康至关重要。圆度正在通过低尺寸和轻量化得到提升,加工者正与品牌所有者合作,重新设计可回收包装,并加入消费后树脂(PCR)和其他可回收内容。

当你开始这一努力时,尽可能多地了解今天可用的PCR。当我们继续推动可回收塑料的质量和数量的改善时,了解使用可回收树脂的预期是至关重要的。它将给您更多的信心,并提高您将这种可持续材料纳入新的包装和产品的成功。以下八个问题的答案将帮助你走上正确的道路。

1.PCR与PIR和Rework有何不同?

PCR被定义为达到既定目的的塑料。在其预定用途后,它被收集、清洁和排斥用于新的塑料物品或包装。另一方面,后工业(PIR)树脂通常是被转换成超出规格或无法销售的产品的树脂,因此从未到达客户或消费者。这种产品仍然可以从垃圾填埋场收集和转移,用于新产品或包装。

返工是生产过程中产生的废品,在同一生产过程中被重复使用,而不是卖给另一个制造商。使用返工作为原料的能力被认为是制造中的最佳实践。这种树脂在质量上非常接近原始树脂,因为它只经历了一次额外的加热或加工历史。例如吹塑的尖端和尾部,注塑的流道,以及薄膜或薄板生产的边缘。返工被认为不同于PCR和PIR,因为它是在创造它的相同过程中被重新利用的。因此,它不被认为是一种回收产品。

产品的设计必须能够回收或升级再利用,而不是向下回收或填埋;为了完全闭合这个循环,其中的材料必须被重新整合到新产品中。PCR是价值链中大多数参与者的首要关注点,将其重新整合到新产品和包装中对循环至关重要。

诺瓦化学的植物食物袋原型,PCR含量

该植物食物袋原型由Nova制作,PCR含量为20%。

2.聚合酶链反应树脂的性能和加工性能是什么?

熔体指数(MI)、熔体流动比(MFR)和密度是每批PCR中都应该传达的基本属性。由于PCR常被用作混合组分,这些特性会影响混合相容性,从而影响整体性能。

对于PE-PCR来说,复杂的流变曲线通常用于原始树脂,但了解LLDPE PCR中是否存在LDPE对于预测加工过程中的剪切减薄行为和熔体强度非常重要。虽然很难量化特定批次LLDPE PCR中的LDPE水平,但了解它是否存在于流入的回收塑料流是一个良好的开端。

聚合酶链反应的可加工性可能受到污染物的影响,特别是如果它们在PE挤压使用的温度下不熔化。PET就是一个很好的例子,因为它较高的熔体温度会导致挤出机筛组堵塞,增加背压,并可能导致停机。纤维素或木材纤维等外来污染物也会导致筛管堆积。一个好的经验法则是,你的PCR供应商应该使用的筛网过滤比你的挤出设备使用的更细一步。这将确保大多数污染物被过滤掉他们的处理,不会导致在你的挤出机。

聚合酶链反应的可加工性会受到污染物的影响。

分子量分布的宽度可以用MFR来近似,这是一个很好的指示加工性能的指标。数值越高,说明处理起来越容易。

如果存在滑石粉或碳酸钙等矿物填料,产品数据表上报告的密度可能会比实际聚合物基密度高。矿物填料的存在可以通过灰分测试来确定,粗略的经验法则是,每1%的灰分含量,密度就会移动大约0.01 g/cc,然后真正的PCR密度就可以从那里计算出来。

3.为了确保成品的最佳质量,你应该在PCR中寻找什么?

颗粒颜色和大小一致,气味低,污染最小都是高质量PCR的指标。MI的一致性将驱动PCR处理的一致性,是转化器高度追求的。

在供应方面,通过控制采购、材料分拣和混合来解决这一问题。混合可以在进入的源流和最终PCR颗粒上进行,以实现更高程度的均质化。混合筒仓和高度的测试和监控可以使回收商提供一致的MI,甚至可以与宽规格的原始树脂(±30%)相媲美。

此外,尝试从与预期最终用途相同或相似的溪流中提取聚合酶链反应是有帮助的——这被称为“同类对同类”回收。对于像收缩膜这样的柔性膜,从膜源(如仓库后面或分销中心的膜,甚至是农业膜)寻找聚合聚合反应源,将确保性能更类似于置换的原始内容,从而更理想。这种一致性促使许多人研究闭环机会,即收集特定的包或文章,并将其合并到同一类型的产品中。

尝试从与预期最终用途相同或相似的流中提取PCR是有帮助的。

类似地,目前用于食品接触应用的最佳PCR源是在第一个生命周期中可直接追踪到食品接触应用的源,即使形式因素不同。一个著名的例子是回收的HDPE从牛奶壶。由于该产品供不应求,我们发现MI不匹配和均聚物密度等问题在柔性薄膜、帽和闭包等多种终端应用中都得到了解决。

从经过相同转化过程的产品中获取PCR是另一个很好的策略。通过吹膜挤出生产的回收物将比在铸膜中更容易并入吹膜,这需要更高的熔体指数。注射成型也是如此,它需要更高的MI,所以从一篇由吹塑成型制作的文章开始,将提出加工挑战。

Nova Chemicals表示,这种收缩膜应用的PCR含量为40%

在这类应用中,收缩膜的PCR含量高达40%。

4.使用PCR对性能有什么影响?

一般来说,高质量的PCR树脂的性能与类似的原始等级很好地相关,对成品性能的影响很小,特别是在产品设计的正确方法下。为了保持性能,流必须明显不受污染,特别是来自聚合物,如PP和PET。虽然PP在PE挤压使用的温度下熔化,但它会影响最终零件的冲击性能,这在许多刚性制品中尤为重要。

将含有PCR含量的物品或薄膜的物理性能与含有100%原始含量的物品进行比较的第一步是确保选择正确的树脂进行公平的比较。最好是将PCR的性能与MI和密度相似的原始树脂进行比较。只要聚合酶链反应质量高,无污染,物性保持良好。

由于大多数聚合酶链反应被用作混合组分,因此也可以考虑改变组分中的其他树脂,以克服性能的轻微下降。使用性能更高的原始树脂,或为了补偿聚合酶链反应特性而专门配制的树脂,也可以使产品的性能不受影响。例如,如果包含PCR而影响MD的撕裂性能,则可以使用高撕裂度的原始树脂来补偿性能的损失。

5.如何知道聚合酶链反应树脂是否具有足够的稳定性?

一定要问你的供应商是否在配方中包含额外的抗氧化剂(AOs)。检测添加剂的存在和消费相对容易,并将确定PCR流中是否有足够的稳定性。

通过与树脂供应商和转换器的合作,回收商开始了解额外稳定的价值。交联是树脂稳定性不足的常见结果,会降低MI,使加工更加困难。PCR供应商在生产过程中添加额外的AO是保护树脂至少第三次热历史的理想选择,以确保发生最小降解并保留MI。

6.有什么策略来减少通常与PCR相关的气味?

大多数塑料转换器报告说,聚合酶链反应比原始塑料有更多的气味。好的聚合酶链反应供应商在回收过程的早期就能处理气味。至关重要的是,要在洗涤步骤中去除纸标签和纤维素/有机污染,以防止颗粒在挤出过程中碳化。

脱挥发是一些回收者为了去除挥发性有机化合物而采取的额外步骤,可以显著减少异味。除臭添加剂也可用于改善感知气味。询问你的供应商他们的生产过程中是否包含这些步骤。

7.你如何知道再造树脂是否符合申请的特别标准?

如果您有特殊标准,如缺勤声明、加利福尼亚州第65号提案、包装中的毒素清算所(TPCH)或食品接触声明,您必须与供应商合作解决这些需求。由于品牌所有者致力于实现包装可持续性目标,食品接触PCR的需求量特别高。

在全球范围内,PCR在食品接触应用中的使用监管方式存在差异。在美国和加拿大,PCR材料必须满足与原始材料相同的所有法律要求。美国食品和药物管理局(FDA)和加拿大保健品和食品处(HPFB)将审查回收过程和材料来源,然后发布无异议函(LNO或LONO),这是对用于生产食品接触应用材料的回收过程的意见,将包括食品类型或产生PCR的使用限制。

然而,LNO只是符合食品接触要求必须满足的一个标准。为了从监管角度考虑适合最终应用,PCR通常会进行额外的测试并获得额外的监管声明。

对于清洁和凝胶水平,询问您的供应商其清洁步骤和熔体过滤能力。

欧盟也有类似的做法,但也要求在食品接触应用中只回收与食品接触的材料。与FDA和HPFB类似,欧洲食品安全局(EFSA)将审查回收过程,以评估其在生产食品接触PCR中的适用性。然而,到目前为止,只发布了rPET的意见。预计,随着欧盟最近推动将塑料纳入循环经济的全面战略,这种情况可能会改变。

垃圾袋和罐头内衬聚合酶链反应含量超过70%

生产的垃圾袋和罐头衬垫的PCR含量达到70%以上。

8.如何确定产品或包装设计中可使用的最大PCR含量?

探索PCR能在多大程度上融入到你的产品设计中是应用开发的一个关键组成部分,应该通过试验评估和建模来逐个确定。最终的PCR含量取决于凝胶或杂质的水平、物理性质的保留和美学。

关于清洁度和凝胶水平,请询问供应商其清洁步骤和熔体过滤能力。如前所述,对于物理特性保留,匹配密度很重要。如果这是不可能的,考虑可以做什么来抵消由此产生的性能变化。关于美学,我们的建议是拥抱丑陋!PCR可以看起来很好,但不太可能看起来像未经处理的树脂,即使在生产过程中非常小心。让不同的美学开始讲述故事,让消费者了解PCR正在您的产品设计中使用–可持续性信息是推动循环经济增长的关键组成部分!

我们已经看到一些罐头衬垫的聚合酶链反应水平超过70%,而收缩膜的聚合酶链反应水平约为40%。对于要求严格的敏感应用,从较低的剂量(如10%)开始,在瞄准较高的负荷之前建立信心和经验是一个很好的策略。更高的负载将受到所要求的部件性能和/或美学的限制。将PCR埋入多层结构的核心层中,可以在一定程度上克服PCR的美学问题,而依靠高性能的混合组件可以抵消物理性能的下降。

作者简介:安娜·拉杰科维奇是阿尔塔省卡尔加里市诺瓦化学公司的循环经济市场经理。在她的职位上,她负责公司的PCR产品组合,并更广泛地推动塑料转换器客户和整个塑料价值链的循环。Rajkovic还担任塑料回收商协会(APR)薄膜技术委员会和终止塑料废物联盟专题专家组的成员,并代表Nova Chemicals出席IPANA、RIBCA、PDA、PPI、ASTM和CSA会议。联系人:403-250-0635;安娜。rajkovic@novachem.com;novachem.com.

泰洛克可持续材料副总裁在吗革命这家公司位于阿肯色州小石城,是一家塑料回收公司。她的重点是后消费聚乙烯从内部使用到外部销售的过渡。她于2020年10月加入公司,为公司的回收塑料业务带来了超过27年的材料和塑料经验。Rucker在她的职业生涯中担任过许多职位,包括质量实验室化学家、销售、市场和产品管理,以及几家财富500强公司的营销沟通:通用电气塑料(现在的SABIC)、联合碳化物(现在的陶氏化学)和艾弗里丹尼森。联系:312-520-7461;trucker@revolutioncompany.com;revolutioncompany.com

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