Thermomechanische recycling van polyester textielafval maakt de productie van nieuwe PET-korrels mogelijk, die hergebruikt kunnen worden voor de vervaardiging van vezels. Deze transformatie brengt echter een aanzienlijke technische uitdaging met zich mee: het behoud van de moleculaire eigenschappen van het polymeer, en met name de intrinsieke viscositeit, een cruciale parameter voor de kwaliteit en verwerking van gerecycled polyester.
Waarom is intrinsieke viscositeit belangrijk?
Tijdens de omzetting van textielafval in polyesterkorrels kunnen thermische en mechanische spanningen leiden tot degradatie van de polymeerketens en een verkorting ervan. De aanwezigheid van restvocht tijdens het smeltproces kan bovendien hydrolysereacties veroorzaken, waardoor dit viscositeitsverlies wordt verergerd.
Voor het smelten en spinnen van gerecycled PET is echter een voldoende hoge en stabiele viscositeit essentieel. Een afname van de viscositeit leidt tot een verlaging van het gemiddelde molecuulgewicht en kortere polymeerketens. Het gesmolten materiaal wordt dan minder stroperig en verliest een deel van zijn mechanische sterkte.
Ces phénomènes peuvent provoquer des instabilités lors de l’extrusion et du filage, des ruptures de filaments et, finalement, une diminution de la résistance des fibres produites.
Dans le cadre du projet RE-APS, les essais de filage visent une viscosité intrinsèque d’environ 0,65 dL/g, afin de disposer d’un matériau présentant des caractéristiques adaptées à cette étape de transformation.
SSP: een technologie om de intrinsieke viscositeit te verhogen
Om deze uitdaging aan te pakken, onderzoekt het RE-APS-project vaste-stofpolycondensatie, ofwel SSP (Solid State Polycondensation), als oplossing om de intrinsieke viscositeit van gerecyclede PET-korrels te verhogen.
Het principe berust op het verwarmen van het polyester onder vacuüm, bij een temperatuur onder het smeltpunt, gedurende een bepaalde tijd. Het materiaal blijft daardoor tijdens de behandeling in vaste toestand. Bij deze temperatuur verlengt de reactie de polyesterketens en verhoogt het hun gemiddelde molecuulgewicht.
Het resultaat: een toename van de intrinsieke viscositeit en een verbetering van de sterkte van het materiaal in gesmolten toestand, twee essentiële eigenschappen voor het gebruik ervan in spinprocessen.
veelbelovende eerste resultaten in RE-APS
Op laboratoriumschaal werden bij Centexbel diverse SSP-proeven uitgevoerd als onderdeel van het RE-APS-project. De verkregen resultaten tonen een toename van de intrinsieke viscositeit van de korrels na behandeling, wat het potentieel van deze technologie bevestigt om een deel van de moleculaire degradatie die gepaard gaat met thermomechanische recycling te compenseren.
Deze stap vormt een belangrijke mogelijkheid om de spinbaarheid van gerecycled polyester te verbeteren en bij te dragen aan de ontwikkeling van een textielrecyclingsector.
Er blijven echter nog andere uitdagingen bestaan. De intrinsieke viscositeit is slechts één van de parameters die de kwaliteit van het spinproces bepalen. De aanwezigheid van verontreinigingen, kleurstoffen, additieven of andere vreemde stoffen kan ook een aanzienlijke invloed hebben op de verwerking van gerecycled PET en de kwaliteit van de resulterende vezels.
Het doel van RE-APS is dan ook om deze verschillende technologische barrières te helpen overwinnen, zodat het mogelijk wordt om polyester textielafval te recyclen tot nieuwe kwaliteitsvezels.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Fran Maenhaut (fmh@centexbel.be), onderzoeker smeltverwerkingstechnologieën bij Centexbel.
