Développement de procédés de recyclage: Vers la ...recyclage- · PDF...

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  • Dveloppement de procds de recyclage:

    Vers la valorisation des dchets plastiques

    Josselin MAYINGI (j.mayingi@critt.fr) Responsable du Dpartement Polymres

    Josselin MAYINGI (j.mayingi@critt.fr) Responsable du Dpartement Polymres

  • Augmentation des collectes: de 700kT en 2000 1100kT en 2012 post-consommation et chutes de production

    Moins de 5% de plastiques rincorpors

    21me: classement de la France en Europe

    Contexte

    Faible taux dutilisation des dchets plastiques

    Deux plastiques sont principalement recycls : polythylne trphtalate (PET) et polythylne haute densit (PEhd)

    Source: Plastics Europe

    Recyclage 19%

    Valorisation nergtique

    37%

    Dcharge [POURCENTA

    GE]

    Quelques chiffres

    19,2% = Taux de recyclage des plastiques en 2012 (17,5% en 2000)

  • Favoriser lco-conception et contribuer au dveloppement durable Inciter les industriels incorporer leurs dchets rgnrs Limiter les dchets de production industrielle Rgnrer et rutiliser les thermoplastiques en fin de vie Limiter le recyclage nergtique Favoriser la reprise des produits en fin de vie

    Nouvelles sources et nouvelles filires Sparation et lavage des dchets Extension des consignes de tri

    Volont lgale/marketing/politique/conomique

    Directives europennes

    Enjeux

  • Matire Plastique

    =

    formulation de polymres (mlanges incompatibles), dadditifs et de charges

    Tri des dchets plastiques Tri des dchets plastiques

    QUELLES SOLUTIONS?

    Problmatiques

    Recyclage difficile des plastiques mlangs polymres incompatibles Recyclage difficile des plastiques mlangs polymres incompatibles

    Matire premire secondaire obtenue par extrusion/granulation

    Dgradation: oxydation et ruptures de chanes

    Proprits faibles:

    Mcaniques

    Thermiques

    Stabilit

    Odeur de produit de dgradation

    Pollution chimique et physique

    Qualit (contact alimentaire, application mdicale et pharmaceutique)

    Matire premire secondaire obtenue par extrusion/granulation

    Dgradation: oxydation et ruptures de chanes

    Proprits faibles:

    Mcaniques

    Thermiques

    Stabilit

    Odeur de produit de dgradation

    Pollution chimique et physique

    Qualit (contact alimentaire, application mdicale et pharmaceutique)

  • Quelles solutions?

    Regranulation directe

    Minimisation des couts et des oprations de recyclage

    Simplification de la ligne de recyclage

    Ligne de recyclage: Lavage / Sparation / Regranulation

    Rcupration de 2 types de dchets plastiques

    Plastiques dits lourds ou rigides (flacons, bouteilles, emballages rigides)

    Plastiques dits lgers ou souples (films, suremballages, films agricoles, )

    Mais problme dincompatibilit entre matires

    plastiques

  • Quelles solutions?

    Extrusion

    Fabrication de produits non techniques

    Faibles proprits des matires premires secondaires

    Applications:

    Extrieur: quipements de terrain de jeu, mobilier urbain

    Contenants: composteurs, conteneurs et poubelles, bacs fleurs

    Automobile: tapis de voiture

    Maison: planchers

    Route: Barrires, bornes

  • Quelles solutions?

    Extrusion

    Dchets multi-matires

    Obtention de produits non techniques

    Ligne de recyclage: Lavage / Sparation / Regranulation

    MAIS difficults persistantes:

    Gisements de dchets de matires plastiques mal/insuffisamment tris

    Produits multi-matires / multi-couches non sparables

    Dchets de matires plastiques en mlange

  • Quelles solutions? Extrusion ractive

    Utilisation dune extrudeuse comme racteur chimique

    Combinaison de ractions chimiques volontaires et

    extrusion ltat fondu

    AVANTAGES LIMITES

    Absence (quasi-)totale de solvant Limite des ractions chimiques rapides avec un temps de sjour court

    Plage de conditions de mlange tendue (larges domaines de viscosit, temprature, pression)

    Contrle difficile de la slectivit de certains types de raction

    Modulable, usage multiples Limite des ractions chimiques avec faible dgagement de chaleur

    Applications industrielles

    Compatibilisation de mlanges polymres

    Recyclage chimique

  • Consommation/

    Utilisation du produit

    Ramassage Collecte

    Tri des plastiques

    Mise en balle Broyage et lavage

    Transformation et rgnration de la

    matire

    Fabrication de nouveaux produits

    LIBS

    Le recyclage au CRITT Matriaux Alsace

    NOUVEAUX MATERIAUX POLYMERES

    Nos interventions

  • Valorisation des mlanges et multi-couches

    Problmatique

    Rponses du CMA

    3) Dveloppement dune nouvelle chimie

    1) Compatibilisation chimique

    2) Compatibilisation mcanique

    2 sources de plastiques recycler

    Multi-couches non sparables Dchets insuffisamment tris

    Le recyclage au CRITT Matriaux Alsace

    Objectifs

    Amliorer les proprits des produits recycls

    Elaboration dune nouvelle matire recycle transformable

  • Mlangeur type Haake Extrudeuse bi-vis

    Procds batch

    Reformulation des plastiques

    Procd continu

    R&D chelle laboratoire

    Pilote Industrialisation

    Production

    Procds de compatibilisation

    Extrusion ractive

    Mise en forme des matires

    reformules et recycles

    Presse injecter

  • Caractrisation matire

    Caractrisation produit

    Essais mcaniques (traction, choc)

    Evaluation proprits dusage

    Evaluation efficacit tape mlange/compatibilisation

    Spectromtre Infra-rouge: Efficacit greffage, dgradations

    des diffrentes phases de polymres

    Analyse thermique : Dgradations des polymres

    Microscope lectronique : Dispersion et taille des phases

    Evaluation transformabilit

    Indice de fluidit

    Analyse thermique (calorimtre)

    Nos moyens de caractrisations

  • Compatibilisation chimique par ajout dagents chimiques

    Problmatique

    Solutions

    Incompatibilit des polymres: PE/PET/PA/PP Diminution des proprits du produit recycl

    Formation de copolymres greffs linterface des polymres immiscibles

    Films multicouches proprits barrire associant diffrentes matires PEbd, copolymre dthylne, PA, PET

    Plastiques incompatbles

    Mise en forme

    Agents chimiques

    Ractifs utiliss: PA6, PET ou copolymres fonctionnaliss

    Recyclage de mlanges incompatibles

    Extrusion ractive

  • Compatibilisation du mlange polymre (Formation un situ dun copolymre bloc ou greff)

    Problmatique

    Solutions

    Recyclage des bouteilles en PEhd Prsence de PP dans les flux de dchets de bouteilles en PEhd Incompatibilit du PE et du PP diminution des proprits notamment mcaniques du produit recycl

    Recyclage de mlanges incompatibles

    Extrusion ractive

    Mthode Formation de copolymres greffs linterface entre phases PE et PP par ajout dun monomre ou de combinaison de monomres et dun amorceur

  • Compatibilisation chimique par ajout dagents chimiques

    Solutions

    Formation de copolymres greffs linterface des polymres immiscibles

    Recyclage de mlanges incompatibles

    Extrusion ractive

    Mlange PEhd/PP

    Mise en forme

    Monomre(s) + amorceur

    Ractifs utiliss: Monomres: acrylate / anhydride malique / Styrne Amorceur: peroxyde

    Amlioration des proprits mcaniques dont rsistance au choc

    Rsultats

  • Compatibilisation de mlange de polymre PE/PA et/ou PET

    Problmatique

    Solutions

    Recyclage de films multi-couches Dveloppement de films multi-couches proprits barrire en associant diffrentes matires PE (PEbd, PEbdl,), copolymre dthylne (EVOH, EVA,) / PA / PET Incompatibilit du PE et du PET ou du PA dfauts daspect et diminution des proprits du produit recycl

    Recyclage de mlanges incompatibles

    Extrusion ractive

    Mthode Formation in situ de copolymres greffs linterface entre les diffrentes phases de polymres

  • Compatibilisation chimique par ajout dagents chimiques

    Solutions

    Formation de copolymres greffs linterface des polymres immiscibles

    Recyclage de mlanges incompatibles

    Extrusion ractive

    Amlioration des proprits du produit recycl Rsultats

    PA, PE ou autres copolymres

    fonctionnaliss Mlange

    PE / PA / PET

  • Modification chimique du PET

    Problmatique

    Solutions

    Utilisation du PET recycl pour des applications techniques Produits en fin de vie soumis des ractions de coupures de chanes durant leur transformation et leur priode demploi Masse molaire trop faible pour des applications techniques

    Utilisation du PET

    Extrusion ractive

    Mthode Augmentation de la masse molaire du PET recycl par raction des fonctions carboxyliques et hydroxyles terminales du PET avec un ractif

  • Modification chimique du PET Solutions

    Raction des fonctions carboxyliques et hydroxyles terminales du PET

    Extrusion ractive

    Augmentation de la masse molaire Possibilit dutiliser la matire recycle pour des applications techniques

    Rsultats

    Ractif: phosphanate PET

    Utilisation du PET

  • Merci pour votre attention

    Josselin Mayingi Responsable Dpartement Polymres CRITT Matriaux Alsace Mail: j.mayingi@critt.fr Tel: +33 (0)3 88 19 15 10

    mailto:j.mayingi@critt.fr