¿Pueden las máquinas de granulación de plástico manejar plásticos mixtos?

La viabilidad de procesar mezclas de plásticos mediante máquinas peletizadoras es una cuestión crítica para los recicladores que buscan una recuperación eficiente de materiales. Si bien es técnicamente factible bajo condiciones específicas, el procesamiento exitoso de mezclas plásticas requiere una consideración cuidadosa de la composición del material, las capacidades de la máquina y los parámetros del proceso. Este análisis examina los factores clave involucrados.

Entendiendo los Desafíos de Compatibilidad Material

El principal desafío radica en la incompatibilidad inherente de los diferentes polímeros plásticos. Los polímeros comunes en mezclas incluyen:

1. Poliolefinas (PE, PP): Generalmente compatibles entre sí, pero con puntos de fusión y viscosidades distintos.
2. Poliestireno (PS): Frecuentemente incompatible con las poliolefinas, lo que provoca delaminación y malas propiedades mecánicas en la granza final.
3. Poli(tereftalato de etileno) (PET): Requiere altas temperaturas de procesamiento y es químicamente incompatible con PE/PP, causando degradación y fragilidad.
4. Policloruro de vinilo (PVC): Contiene cloro; su procesamiento térmico conlleva riesgo de emisión de ácido clorhídrico (HCl), dañando la maquinaria y contaminando otros polímeros.

Mezclar polímeros incompatibles típicamente resulta en:

• Reducción de la estabilidad de la viscosidad durante la extrusión.
• Separación de fases que conduce a una adhesión interfacial deficiente.
• Formación de geles o "ojos de pescado" en la granza.
• Degradación de las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, resistencia al impacto) en la granza reciclada final.
• Potencial de desgasificación y corrosión del equipo (especialmente con PVC).

Capacidades de la Máquina y Adaptaciones Necesarias

Las líneas de peletizado estándar (que implican trituración, extrusión, filtración y corte de granzas) pueden procesar físicamente mezclas de plásticos. Sin embargo, la efectividad depende de adaptaciones:

1. Diseño del Husillo: Los husillos de la extrusora deben ser robustos, a menudo con secciones de mezcla (elementos Maddock, anillos de barrera) para homogeneizar el fundido tanto como sea posible. Los diseños de alto cizallamiento requieren un control cuidadoso de la temperatura para evitar degradación.
2. Filtración: El manejo de flujos mezclados y potencialmente contaminados requiere sistemas de filtración robustos. Cambiadores de filtros de mayor tamaño y paquetes de tamices más resistentes son cruciales para gestionar variaciones en la viscosidad del fundido y niveles de contaminación.
3. Control de Temperatura: Un control preciso y multizona de la temperatura del cilindro es esencial para acomodar polímeros con diferentes puntos de fusión en una misma operación. Un control insuficiente arriesga partículas no fundidas o degradación.
4. Desgasificación: Una desgasificación (venteo) eficiente es vital para eliminar la humedad y los volátiles liberados de materiales mezclados o contaminados.
5. Mecanismo de Corte: Los peletizadores de hebra o bajo agua deben configurarse para manejar las variaciones en la viscosidad del fundido y la resistencia de la hebra inherentes a las alimentaciones mezcladas. Los peletizadores bajo agua suelen ofrecer un mejor control para fundidos inconsistentes.

Requisitos Críticos de Preprocesamiento y Proceso

La capacidad de la máquina por sí sola es insuficiente. El peletizado exitoso de mezclas plásticas depende en gran medida de los procesos previos de preparación:

1. Preparación de la Materia Prima: La alimentación constante es primordial. Una trituración o densificación previa uniforme mejora la consistencia de la alimentación en la tolva de la extrusora.
2. Reducción de la Contaminación: La eliminación rigurosa de no plásticos (metales, orgánicos, vidrio) y plásticos problemáticos (especialmente PVC) es esencial para prevenir daños en el equipo y defectos en el producto. Tanques de flotación, clasificadores ópticos y clasificación manual mejoran la pureza.
3. Control de la Proporción de la Materia Prima: Limitar la diversidad y controlar las proporciones de los polímeros en la mezcla mejora la calidad del producto. Peletizar una mezcla dominada por polímeros compatibles (p.ej., 80% mezcla PE/PP) es significativamente más factible que procesar una mezcla altamente heterogénea que contenga PET, PS y PVC.
4. Aditivos: Se pueden introducir compatibilizadores para mejorar la adhesión interfacial entre ciertos polímeros incompatibles (p.ej., grados específicos para PE/PS). También pueden ser necesarios estabilizadores para contrarrestar la degradación causada por las interacciones de polímeros mezclados o contaminantes.

Consideraciones sobre la Calidad del Producto

Los procesadores deben gestionar las expectativas sobre la calidad de las granzas producidas a partir de mezclas:

• Infravalorización (Downcycling): Las granzas procedentes de plásticos muy mezclados suelen ser adecuadas solo para aplicaciones de menor valor (p.ej., madera plástica, palés, elementos no estructurales) donde las propiedades mecánicas precisas son menos críticas.
• Consistencia: La consistencia entre lotes puede ser un desafío debido a las variaciones inherentes en la composición de la materia prima mezclada.
• Pruebas: Es necesario realizar pruebas rigurosas de las propiedades de la granza (Índice de Fluidez de Masa/Índice de Volumen de Masa (MFI/MVR), resistencia a la tracción, resistencia al impacto) para definir los mercados finales adecuados.

Las máquinas peletizadoras de plástico poseen la capacidad mecánica para procesar mezclas de plásticos. Sin embargo, lograr resultados técnicamente sólidos y económicamente viables está condicionado a un preprocesamiento significativo para reducir la contaminación y controlar la composición polimérica, junto con adaptaciones apropiadas de la máquina y un control preciso del proceso. La calidad resultante de la granza es generalmente adecuada para aplicaciones de infravalorización (downcycling) más que para la reutilización de alto rendimiento. La decisión de peletizar mezclas plásticas requiere una evaluación cuidadosa de las características de la materia prima, las tecnologías de clasificación y limpieza disponibles, las especificaciones de la maquinaria y la calidad requerida de la granza reciclada final.