Avances en el reciclaje de
PVC
Jorge Alberto Medina
Universidad de los Andes, Grupo de Materiales y
Manufactura CIPP – CIPEM, Colombia
Contenido
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración
Características
del
PVC
Demanda global > 35 millones toneladas/año (2010)
Amplio rango de aplicación
Coated yarn
pipes
Medical products
Packaging foils
Cable
insulations
Roofing
sheets
Bottles
Floor covering
Bajo costo y procesamiento con una amplia variedad de técnicas
Extrusion
Calendering
Injection
Excelentes propiedades químicas y físicas
Productos de alta y corta duración
M. Sadat-Shojai, G.-R. Bakhshandeh /
Polymer Degradation and Stability 96
(2011) 404e415
Contenido
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración
VinylPlus
Programa voluntario de la industria europea del PVC
Antecedentes Vinyl2010
– 257.000Toneladas/Año (2011)
– La meta se logro exclusivamente a
través de reciclaje mecánico y
“Vinyloop®” (Ferrara 7540 Ton
(2011), 33% más que en 2010).
• Disolución selectiva
• Separación
• Precipitación de los residuos de PVC
J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
VinylPlus. Programa voluntario de la industria europea del PVC
VinylPlus Recycling
– Compromiso con el reciclaje del PVC a 2020→
800.000 Toneladas/año
– Incluir “The Natural Step (TNS)” como socio
estratégico→ Estructura para el Desarrollo
Sostenible Estratégico.
J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
Retos estratégicos TNS-VinylPlus
Gestión de una
cadena productiva
controlada
• Hoja
de
ruta
tecnológica
• Aceptabilidad del
uso de reciclado.
• Accesibilidad a la
infraestructura de
reciclaje
Energía Sostenible y
estabilidad climática
• Neutralidad de
carbono
• Sociedad baja en
carbono
• Mejores prácticas
de uso de energía
• Alternativas a
combustibles
fósiles.
Emisiones de órganoclorados
• Manejo
responsable de
residuos de PVC en
el mundo
VinylPlus. Programa voluntario de la industria europea del PVC
VinylPlus Recycling
– Incluir otros sectores
• Productos descartados en producción o semiterminados.
• Incluir en procesos diferentes al de origen.
• Residuos de PVC exportados fuera de la UE →
Asegurar reciclaje responsable (Sevenster, 2012)
– Incluir nuevas tecnologías de reciclaje
• Descomposición fisicoquímica.
• Que ataquen dificultades como:
compuestos, residuos contaminados.
J Mater Cycles Waste Manag.2012.
DOI 10.1007/s10163-012-0048-y
mezclas,
100.000
Ton/año de la
meta
propuesta
Contenido
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración
Cadena productiva de PVC incluyendo diferentes
métodos de reciclaje
Chemical Recycling of plastic waste (PVC and Other resins), TON-Report, (1999).
M. Sadat-Shojai, G.-R. Bakhshandeh / Polymer Degradation and Stability 96 (2011) 404e415
Patentes de reciclaje de PVC según el país
de origen. Periodo 2000-2012.
Amount of Publications
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Korea
U.S
China
Germany
Country
Spain
Canada
Patentes según proceso de reciclaje
Años 2000-2012
10
9
Amount of patent
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Mechanical
recycling
Separation
methods
Energy
Recovery
Type of patent
Compatibilizer incineration
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración
Técnicas de separación
Separación manual
Separación por
hidrociclón
Diferencias en densidad
Proceso de flotación
selectiva
Clasificación por lecho
líquido fluidizado
Densidad y surfactantes
no-iónicos
Separación gravimétrica
en agua
Método de
espectroscopia de
plasma inducida por
laser
Separación
triboelectrostática
Cargar los plásticos y
separarlos por campo
eléctrico
Filtración del fundido
204°C
Método de fluorescencia
de Rayos-X
Átomos de cloro
Disolución selectiva
(Vinyloop® )
Ventajas
- Permite separar el PVC de mezclas complejas y materiales compuestos
- Utiliza un solvente biodegradable
- Producto final PVC limpio en polvo que no necesita procesamiento adicional.
Contenido
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración
Patentes de reciclaje mecánico según
material tratado. 2000-2012
Amount of patents
5
4
3
2
1
0
PVC + additives
PVC + other polymers
+additives
Mechanical recycling patents
PVC +virgin PVC+
additives
Reciclaje mecánico
Separación
Molienda
Limpieza
Peletizado
Alimentación
a proceso de
conversión
• A nivel global, 1,4 millones de toneladas de PVC recicladas
mecánicamente en el 2010
• Preferible cuando se tienen cantidades suficientes de PVC
homogéneo y separado en la fuente.
• volumen disponible
• calidad y costo de la separación y de la regeneración.
• Factores que afectan las propiedades finales:
– Tamaño de partícula
– Grado de estabilidad residual
– Tipo y cantidad de estabilizantes
M. Sadat-Shojai, G.-R.
Bakhshandeh / Polymer
Degradation and Stability 96 (2011)
404e415
Mejoramiento de propiedades finales de reciclado: Mezclas de PVC
reciclado/PVC virgen
PVC virgen – tubería. Grado Y5902BLA
PVC virgen – botella. Grado B0303CLA
Incremento viscosidad total
Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and mechanical and
thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl Polym Sci 2001;82:2478e86.
Mezclas de PVC reciclado/PVC virgen
Aumento Tg →
Degradación de
ingredientes cuyos
productos actúan como
plastificantes.
Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and
mechanical and thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl Polym
Sci 2001;82:2478e86.
Mezclas de PVC reciclado/PVC virgen
• Esfuerzo a tensión y la
resistencia al impacto
pueden mejorar
incorporando PVC
reciclado.
• Concentraciones
óptimas PVC reciclado→
PVC virgen y
propiedades de interés.
Sombatsompop N, Thongsang S. Rheology, morphology, and
mechanical and thermal properties of recycled PVC pipes. J Appl
Polym Sci 2001;82:2478e86.
Contenido
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Introducción
Vinylplus
Generalidades del reciclaje
Separación
Reciclaje Mecánico
Decloración de PVC
Investigaciones en decloración 2009-2010
Autor, año
Hallazgos
Kakuta et al.
(2009)
Plastificantes y rellenos disminuyen la eficiencia y aumentan el tiempo de
decloración
T=260°C
Obtención de carbón activado
Yoshioka T, et al
(2009)
Decloración con ayuda de etilenglicol
Reacción más rápida
Eficiencia 98% a 190°C.
Wu Y-H, et al
(2009)
Decloración con ayuda de PEG
Menores temperaturas
Rendimiento 74%, 1h, 210°C
Fukushima et
al.(2010)
Decloración de mezclas de residuos plásticos con extrusión monohusillo.
T=360°C
Reducción a menos del 0,5%peso en 2 min.
Yoshihara M, et
al(2010)
Reacción de PVC+ Na2S
Eliminación 32% y sustitución del 26% de Cl
J Mater Cycles Waste Manag (2011) 13:265–282
DOI 10.1007/s10163-011-0031-z
Decloración de PVC flexible en solución de NaOH por
calentamiento de microondas
Extracción en la
solución de NaOH
(8mol/l)
Ácido ftálico
150°C →Extracción
100% plastificante
235°C→Decloración
completa durante 30 min
Hidrocarburos
59,2%
PVC
29,7%
12%
Estabilizantes
Plastificante
Ftalato de dioctilo
J Mater Cycles Waste Manag (2010) 12:245–253 © Springer 2010
DOI 10.1007/s10163-010-0294-9
CONCLUSIONES
• Las estrategias y direccionamientos acerca del reciclaje de PVC en el mundo deben
ser tomadas como referentes para atacar los problemas particulares que en esta
materia se presenten en la región.
• El largo ciclo de vida de los productos de PVC empleados en la construcción limita la
disponibilidad de estos materiales en corrientes de reciclaje. Aquellos residuos de
empaques flexibles o semirígidos de ciclo de vida corto podrían ser candidatos para
el establecimiento de una cadena de reciclaje en este sector.
• Se requiere del desarrollo de estrategias económicas por parte del estado para
estimular el correcto manejo y disposición de los residuos plásticos incluyendo al
PVC.
GRACIAS