Publicado en: 30 enero, 2023
El rendimiento se encuentra con la circularidad: los plásticos reforzados con fibra se vuelven reciclables
By: blogproplas
Entrevista con la Prof. Dra. Silke Rathgeber, Jefa del Departamento de Física, Instituto de Ciencias Naturales Integradas del Departamento de Matemáticas/Ciencias Naturales, Universidad de Koblenz

Los plásticos reciclados suelen ser menos eficientes que los plásticos nuevos. Pero se pueden mejorar, es decir, mediante el uso de compuestos de fibra. A su vez, hacen que los plásticos sean difíciles de reciclar. El proyecto All-Polymer muestra cómo ambos son posibles: materiales de alto rendimiento y un ciclo cerrado.

Un una entrevista con K-MAG, la Prof. Dra. Silke Rathgeber habla sobre el proyecto All-Polymer, la participación de Röchling Automotive en él y hasta qué punto los plásticos reforzados con fibra pueden ahorrar material y energía.

¿Hasta qué punto sigue siendo necesario ponerse al día en lo que respecta al reciclaje de plásticos reforzados con fibra?

Prof. Dra. Silke Rathgeber: Los plásticos secundarios suelen tener peores propiedades mecánicas que los materiales primarios. Esto significa que, en la mayoría de los casos, el reciclaje de plásticos está inevitablemente asociado con el downcycling. Los compuestos plásticos generalmente no son reciclables. Esto no se corresponde con el objetivo de una economía circular eficiente en el uso de los recursos, en la que las materias primas deben permanecer en el ciclo el mayor tiempo posible sin pérdida de valor. Sin embargo, debido a sus propiedades (baja densidad, flexibilidad de diseño, estabilidad de los medios, procesamiento de eficiencia energética, durabilidad), los plásticos ofrecen muchas ventajas en términos de eficiencia de recursos en comparación con otras clases de materiales, como el metal o incluso la madera, especialmente en la construcción ligera. , logística, industria de la construcción, etcétera.

En el proyecto All-Polymer, investigaste exactamente eso. ¿Cuáles fueron los objetivos?

Rathgeber: El objetivo de All-Polymer es agregar valor a los plásticos secundarios por medio de cintas reforzadas con fibra unidireccionales (UD) rentables y energéticamente eficientes (cintas UD), que se aplican a un componente mediante una colocación de cinta aditiva proceso para refuerzo local o integrado en un componente como insertos en procesos de moldeo por inyección o moldeo por compresión. En lugar de utilizar fibras de vidrio y carbono, que consumen mucha energía y costes, el enfoque innovador consiste en utilizar fibras de plástico. Estos se pueden producir de una manera extraordinariamente eficiente desde el punto de vista energético, se clasifican según el tipo y son completamente reciclables.

¿Cómo te fue con tu investigación?

Rathgeber: Se investigó el potencial de uso de materiales reciclados de una aplicación en otra aplicación de alto valor utilizando casos de uso de diferentes industrias. Aquí nos enfocamos en importantes industrias clave como la automotriz (Röchling Automotive), la logística (Infinex Holding) y la agricultura, la silvicultura y la construcción (Hahn Kunststoffe). La start-up A+ Composites produce cintas UD con fibra de plástico Dyneema®, únicas en el mundo según el fabricante de fibras DSM.

Al investigar la adhesión de la cinta al componente, así como por medio de la caracterización mecánica, se pudieron identificar los requisitos para las distintas aplicaciones y adaptar las propiedades de las cintas UD y los componentes. La conexión entre el componente y la cinta UD-Tape se realizó mediante un proceso de soldadura o prensado, según la aplicación. Ambos procesos podrían mejorarse significativamente a través de la cooperación y adaptarse a los requisitos de los componentes. Se realizaron procesos estables que condujeron a cintas bien adheridas.

Un examen de las condiciones del marco ecológico y económico realizado por la Universidad Técnica de Kaiserlautern (Cátedra de Gestión de la Sostenibilidad) apoyó el desarrollo técnico. El statu quo de las empresas participantes en la economía circular podría registrarse a través de una evaluación de circularidad adjunta. Además, se identificaron potenciales a través de los cuales los participantes del proyecto pueden posicionarse de manera aún más sostenible en el futuro. Para uno de los casos de uso, también se preparó un análisis del ciclo de vida que incluía un balance de CO2.

También recibió un prototipo de Röchling Automotive. ¿Cuál era la idea básica aquí? ¿Cuáles fueron los resultados de las investigaciones?

Rathgeber: Röchling Automotive participó en el proyecto como socio asociado. La empresa se ha fijado el objetivo estratégico de actuar de forma sostenible y consciente del valor. Esto incluye apoyar nuevos desarrollos en la industria de procesamiento de plásticos que tienen como objetivo una mayor eficiencia de los recursos, el reciclaje de plásticos y más reciclaje. Se llevaron a cabo varias series de pruebas con diferentes piezas de automóviles. El objetivo era utilizar las cintas reforzadas con fibra para compensar la caída del rendimiento de los componentes con material reciclado y reducir o dejar obsoleta la proporción de fibras largas o la inserción de capas de vidrio o carbono mediante el uso de fibra unidireccional completamente de base polimérica.

¿En qué medida pueden los resultados del proyecto All-Polymer contribuir a una mayor sostenibilidad en la industria del plástico?

Rathgeber: Los resultados técnicos, ecológicos y económicos han demostrado que se pueden realizar varios tipos de mejoras. Mediante el uso de cintas reforzadas con fibra, se puede aumentar el contenido reciclado y se puede compensar la pérdida de rendimiento debida al uso de material reciclado. Esto puede abrir nuevas y exigentes áreas de aplicación para componentes 100 % reciclables. Otra posibilidad es reforzar los componentes, lo que puede hacer que su construcción sea más ligera. Esto no solo ahorra material, sino también energía en el ciclo de vida del producto durante cada proceso de transporte.

Fuente: www.mag.k-online.com

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