Estudio de parámetros significativos para la optimización del uso del polietileno de alta densidad (HDPE) reciclado en diversas aplicaciones industriales

Abstract

[ES] El continuo crecimiento de la población e industria ha dado lugar a un aumento en el consumo de productos plásticos, generando como consecuencia una abundante corriente de residuos que da lugar a diversos problemas medioambientales. Con el fin de favorecer una economía circular además de realizar una adecuada gestión de dichos residuos, el reciclaje mecánico se presenta como una opción capaz de reducir el impacto ambiental que generan y un aumento de la vida útil de estos materiales. En base a esto, en el presente trabajo se decidió estudiar el polietileno de alta densidad (HDPE) reciclado de color, un material cuyo volumen de producción es muy elevado y con una amplia gama de aplicaciones. Para ello fue necesario un estudio previo de las propiedades físicas tanto de este material como del resto de componentes empleados para la obtención de mezclas de compuestos. Seguidamente, y tras sintetizar dichas mezclas, se estudiaron las propiedades resultantes de las mismas, además de obtener modelos estadísticos para la estimación de la fluidez en cada caso, teniéndose en cuenta que se deberían analizar tanto las propiedades mecánicas como las microscópicas del material de forma simultánea. Los resultados muestran que una mezcla de HDPE color con HDPE natural es capaz de satisfacer las necesidades del cliente, resultando sin embargo, en una opción de elevado coste. Como alternativa se realizaron diseños de mezcla de HDPE color con tapones de LDPE (polietileno de baja densidad) y con contenedor, siendo este polietileno también de alta densidad. Finalmente se evaluaron diversas mezclas con polipropileno (PP) obteniéndose un rango de fluidez mayor, donde se tuvo en cuenta la pérdida de propiedades mecánicas en función de la composición.

[CA] El continu creixement de la població i indústria ha donat lloc a un augment en el consum de productes plàstics, generant com a conseqüència un abundant corrent de residus que dona lloc a diversos problemes mediambientals. Amb la finalitat d'afavorir una economia circular a més de realitzar una adequada gestió d'aquests residus, el reciclatge mecànic es presenta com una opció capaç de reduir l'impacte ambiental que generen i un augment de la vida útil d'aquests materials. Sobre la base d'això, en el present treball es va decidir estudiar el polietilè d'alta densitat (HDPE) reciclat de color, un material el volum de producció del qual és molt elevat i amb una àmplia gamma d'aplicacions. Per a això va ser necessari un estudi previ de les propietats físiques d'aquest material, a més de realitzar aquests assajos per a aquells components amb els quals posteriorment es van obtenir mescles de compostos. Seguidament, i després de sintetitzar aquestes mescles, es van estudiar les propietats resultants d'aquestes, a més d'obtenir models estadístics per a l'estimació de la fluïdesa en cada cas, tenint-se en compte que s'haurien d'analitzar tant les propietats mecàniques com les microscòpiques del material de manera simultània. Els resultats mostren que una mescla de HDPE color amb HDPE natural és capaç de satisfer les necessitats del client, resultant, no obstant això, en una opció d'elevat cost. Com a alternativa es van realitzar dissenys de mescla de HDPE color amb taps de LDPE (polietilè de baixa densitat) i amb contenidor, sent aquest polietilè també d'alta densitat. Finalment, es van avaluar diverses mescles amb polipropilè (PP) obtenint-se un rang de fluïdesa major, on es va tenir en compte la pèrdua de propietats mecàniques en funció de la composició.

[EN] The continuous growth of the population and industry has led to an increase in the consumption of plastic products, resulting in an abundant flow of waste that leads to various environmental problems. To promote a circular economy in addition to proper management of this waste, mechanical recycling is presented as an option capable of reducing the environmental impact they generate and an increase in the useful life of these materials. Based on this, in the present work it was decided to study recycled high-density polyethylene (HDPE) color, a material whose production volume is very high and with a wide range of applications. This required a prior study of the physical properties of this material, in addition to performing these tests for those components with which blends were subsequently obtained. Next, and after synthesizing these mixtures, the resulting properties of these were studied, in addition to obtaining statistical models for the estimation of the fluidity in each case, considering that they should be analyzed, both the mechanical and microscopic properties of the material in parallel. The results show that a mixture of HDPE color with natural HDPE can meet customer needs, resulting, however, in a high-cost option. As an alternative, HDPE color mixing designs were made with LDPE (low density polyethylene) caps and containers, this polyethylene also being of high density. Finally, several polypropylene (PP) blends were evaluated to obtain a higher fluidity range, where the loss of mechanical properties depending on the composition was considered.