ESTRATÈGIES ANALÍTIQUES PER DETERMINAR LES PROPIETATS DE QUALITAT DE POLIESTIRÉ D’ ALT IMPACTE RECICLAT
Francisco Javier Vilaplana Domingo

Departament de Màquines i Motors Tèrmics; Institut de Tecnologia de Materials
Escola Tècnica Superior d’Enginyeria del Diseny; Universitat Politècnica de València
Camí de Vera, s/n; 46022 València (Espanya)

RESUM

Els materials polimèrics es veuen sotmesos a canvis químics durant el seu processat, vida en servei i posterior recuperació, i poden simultaneament entrar en contacte amb impureses que poden alterar la seua composició. Aquests canvis modifiquen substancialment els mecanismes d’estabilització i les propietats mecàniques dels polímers reciclats. L’anàlisi de les propietats de qualitat de polímers reciclats és, per tant, crucial per tal de garantir les prestacions dels productes reciclats en futures aplicacions. S’han definit tres propietats clau de qualitat per aquest estudi: el grau de mesclat (composició), l’estat de degradació i la presència de compostos de baix pes mol•lecular (productes de degradació, contaminants, additius). A més, el coneixement de com les diferents etapes del cicle de vida afecten l’estat de degradació dels polímers és fonamental per tal de discutir les possibilitats de gestió dels residus plàstics i l’aplicabilitat dels materials reciclats.
S’ha proposat un doble precediment experimental mitjançant processat múltiple i termo-oxidació, per modelitzar el cicle de vida de poliestiré d’alt impacte (HIPS) procedent d’aplicacions d’envassat i equipament elèctric i electrònic. Tant el processat múltiple com la degradació termo-oxidativa són responsables de diferents efectes físics i químics coexistents (escissió de cadenes, crosslinking, aparició de grups funcionals oxidats, reagrupació de cadenes, i probablement envelliment físic) sobre la microstructura i la morfologia de les fases polibutadié (PB) i poliestiré (PS). Aquests efectes afecten l’estabilitat a llarg plaç i les propietats reològiques i mecàniques del HIPS. S’ha demostrat que la fase PB constitueix el punt d’iniciació de la degradació del HIPS en el transcurs del seu cicle de vida. La termo-oxidació sembla exercir efectes més pronunciats sobre les propietats del HIPS; és per això que es pot deduir que la vida en servei pot afectar en major mesura les possibilitats de reciclatge i la futura aplicació de productes de HIPS reciclats.
Els resultats de la simulació degradativa durant el cicle de vida s’han comparat amb els obtinguts a partir de l’anàlisi de mostres reals procedents d’una planta de reciclatge mecànic. La combinació de diferents estratègies analítiques (anàlisi tèrmica, espectroscopia vibracional, i cromatografia) és necessària per entendre en detall les propietats de qualitat del HIPS reciclat, d’acord amb les tres propietats clau propostes. S’ha dedicat especial atenció a la determinació de retardants de flama brominats en HIPS reciclat procedent d’equipament elèctric i electrònic utilitzant tècniques cromatogràfiques, amb motiu de les implicacions mediambientals i legislatives que envolten aquests additius.
Paraules clau: Reciclatge; poliestiré d’alt impacte; degradació; anàlisi de qualitat; termo-oxidació; reprocessat; retardants de flama brominats.