Il ruolo dei masterbatch nel riciclo della plastica

Secondo il Ministero federale tedesco dell’ambiente, in Germania nel 2019 la quantità di rifiuti plastici sottoposti a riciclaggio o recuperati come materie prime è stata di circa 3,33 milioni di tonnellate. Oltre il 38 percento di questi è costituito da polipropilene (PP), utilizzato in modo versatile per imballaggi alimentari, contenitori, ma anche per gli equipaggiamenti interni degli autoveicoli e i componenti di costruzione tecnici ed elettronici. La maggior parte del polipropilene riciclato presenta spesso un indice di fluidità solo in parte idoneo per consentirne la lavorazione. Aggiungendo i masterbatch di perossido il PP diventa molto più fluido.

Il masterbatch di perossido nei processi di riciclaggio delle materie plastiche stanno quindi acquisendo un’importanza sempre maggiore. Il polipropilene recuperato dallo smistamento meccanico di diversi flussi di fonti presenta spesso un basso indice di fluidità, che impedisce la trasformazione della termoplastica nelle procedure di stampaggio a iniezione. Il livello di MFI non lo rende idoneo alla trasformazione né mediante estrusione né con stampaggio a iniezione. Soprattutto nelle applicazioni in cui è necessario un ciclo di durata breve, il polipropilene riciclato senza aggiunta di masterbatch di perossido è inutilizzabile. A causa delle catene di polimeri in parte molto lunghe, l’indice di fluidità è troppo basso.

Per questa ragione viene utilizzato il perossido, che consente di accorciare le lunghe catene di polimeri del polipropilene e quindi aumentarne l’indice di fluidità. Sia nella forma fluida sia come polvere, il trasporto e soprattutto la gestione delle sostanze chimiche infiammabili, altamente reattive e talvolta esplosive, devono soddisfare requisiti di sicurezza estremamente rigorosi.
I dispositivi di protezione necessari e la speciale tecnica di dosaggio rendono complessa l’intera manipolazione. A ciò si aggiunge il fatto che i perossidi sono volatili e quindi anche in condizioni di stoccaggio corretto presentano oggettivi limiti di conservazione. Con i masterbatch della serie P, Polyvel Europe GmbH ha tuttavia sviluppato un’alternativa sicura e facile da dosare. Grazie alle concentrazioni di additivo disponibili del 5, 10 e 20 percento di perossido, la fluidità del polipropilene può essere in questo modo ottimizzata in modo mirato.

Grazie ai masterbatch di perossido è quindi possibile effettuare una modifica mirata della viscosità volta ad aumentare l’indice di fluidità del polipropilene.
In questo modo da un lato viene resa possibile la lavorazione del polipropilene riciclato mediante stampaggio a iniezione, dall’altro il masterbatch di perossido è dosabile anche direttamente nella procedura di stampaggio a iniezione per poterne aumentare ulteriormente la fluidità. In questo modo è possibile realizzare con maggiore facilità e sicurezza procedurale i componenti per costruzioni caratterizzati da pareti sottili e lunghi percorsi di flusso.
La maggiore fluidità consente inoltre di ridurre la temperatura di lavorazione e quindi i periodi di raffreddamento, accorcia la durata dell’intero ciclo, con il conseguente aumento della produttività e la diminuzione dei costi di produzione.
I risultati sono riproducibili in modo affidabile grazie al dosaggio calcolabile dei masterbatch. Essendo possibile modificare la massa fusa del polipropilene in modo preciso e conveniente sul piano dei costi, anche il materiale riciclato diventa un materiale di base pregiato. In questo modo è possibile evitare l’impiego di costose materie primarie per la produzione di prodotti e componenti in materie plastiche.

I dosaggi comuni per i masterbatch di perossido variano dallo 0,1 all’1 percento. “È molto complesso immettere nel processo continuo di compoundazione quantità così basse in modo omogeneo per lunghi periodi”, spiega Sebbel. “La forma granulare dei masterbatch facilita molto questo processo, poiché consente di raggiungere una distribuzione molto omogenea nel polipropilene. Grazie ai diversi contenuti di perossido è possibile regolare con precisione intervalli di MFI sia piccoli che grandi”.