Aprèn - Noel León Albiter

El poli(etilè tereftalat) opac (PET-O) és el material preferit en la fabricació d'ampolles per protegir els líquids de la degradació pels raigs UV. No obstant això, el PET-O no es pot reciclar pels mateixos canals que el PET transparent ja que conté micropartícules de diòxid de titani (TiO2). En aquest estudi comparem mescles de PET opacs reciclats (rPET-O) amb una matriu de polipropilè (PP), compatibilitzat amb polipropilè-empelt-anhidre maleico (PP-g-MA) o polipropilè-empelt-glicidilmetacrilat (PP-g-GMA), a fi de determinar qué compatibilitzador confereix a les mescles millors propietats per emmotllament per injecció. Per a l'extrusió reactiva de PET opac reciclat amb un extensor de cadenes (Joncryl®), se sotmet a les formulacions a un barrejat en fos per extrusió amb PP i els compatibilitzants (70/20/10). A continuació, es fabrican mostres a partir de les mescles, compatibilitzades amb PP-g-MA o PP-g-GMA, mitjançant emmotllament per injecció. Aquestes mostres es caracteritzen per microscòpia electrònica de rastreig (SEM), calorimetria diferencial de rastreig (DSC), anàlisi tèrmica mecànica dinàmica (DMTA), proves de tracció i fractura amb mostres SENB (single-edge notch bending), que demostren que la compatibilitat serà essencial per a millora les propietats tèrmiques i mecàniques de les mescles, oferint el PP-g-GMA l'opció de compatibilització més eficaç. Se suposa que aquests resultats són un pas més a prop d'obtenir un millor procés i una alternativa per a la revalorització del PET opac postconsum, reduint la seva eliminació en abocadors i el seu impacte en el medi ambient.

El poli(tereftalato de etileno) opaco (PET-O) es hoy en día el material preferido en la fabricación de botellas para proteger los líquidos de la degradación por rayos UV. Sin embargo, el PET-O no puede reciclarse por los mismos canales que el PET transparente debido a que contiene micropartículas de dióxido de titanio (TiO2). En este estudio se comparan mezclas de PET opaco (rPET-O) dentro de una matriz de polipropileno (PP), compatibilizado con polipropileno-injerto-anhídrido maleico (PP-g-MA) o polipropileno-injerto-glicidilmetacrilato (PP-g-GMA), con el fin de determinar qué compatibilizador confiere a las mezclas mejores propiedades para el moldeo por inyección. Tras la extrusión reactiva de PET opaco reciclado con un extensor de cadena (Joncryl®), se somete a las formulaciones a un mezclado en fundido por extrusión con PP y los compatibilizantes (70/20/10). A continuación, se fabrican muestras a partir de las dos mezclas, compatibilizadas con PP-g-MA o PP-g-GMA, mediante moldeo por inyección. Estas muestras, caracterizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis térmico mecánico dinámico (DMTA), ensayos de tracción y de fractura con probetas de tipo SENB (single-edge notch bending), demostraron que la compatibilización era primordial para mejorar las propiedades térmicas y mecánicas de las mezclas, ofreciendo el PP-g-GMA la opción de compatibilización más eficaz. Estos resultados suponen un paso más para obtener un mejor procesado y una alternativa para la revalorización del PET opaco post-consumo, reduciendo así su eliminación en vertederos y su impacto medioambiental.

Opaque poly(ethylene terephthalate) (PET-O) is nowadays the material of choice in bottles manufacturing in order to protect liquids from UV degradation. However, PET-O cannot be recycled through the same channels as transparent PET due to it containing microparticles of titanium dioxide (TiO2). This study compares blends of recycled opaque PET (rPET-O) inside a matrix of polypropylene (PP), compatibilized with either polypropylene-graft-maleic anhydride (PP-g-MA) or polypropylene-graft-glycidyl methacrylate (PP-g-GMA), in order to determine which compatibilizer gives the blends better properties for injection moulding. After reactive extrusion of opaque PET with a chain extender (Joncryl®), it undergoes melt-blending by extrusion with PP and the compatibilizers (70/20/10). Samples are then produced from the two blends, either compatibilized with PP-g-MA or PP-g-GMA, by injection moulding. These samples, characterized by scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), tensile and fracture tests with single-edge notch bending (SENB) samples, proved that compatibilizing was essential to enhance thermal and mechanical properties of the blends, with PP-g-GMA offering the most effective compatibilization option. These results are a step further to obtain better processing and revalorisation of post-consumer opaque PET, thus reducing its disposal to landfill and environmental impact.

Caracterización de ecomezclas de polipropileno y PET opaco reciclado

Projecte Final de Màster Oficial

Tresserra Adzet, Raquel

Tutor/a - Director/a: León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2023

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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L'objectiu d'aquest projecte consisteix en la preparació de dues composicions de mescles de PP/rPET-O (80/20 i 70/30 en wt.%) utilitzant el procés d'extrusió reactiva, el qual s'integra un extensor de cadena (Joncryl®) en el rPET-O, obtenint un material denominat REx-rPET-O. Posteriorment les mescles s'injectaran a dues velocitats diferents (60 i 200 cm³/s). Mitjançant Microscòpia Electrònica d'Escombratge s'analitza la morfologia obtinguda, a través de Calorimetria Diferencial d'escombratge, s'han identificat les transicions tèrmiques i es caracteritzaran les propietats reològiques de les mescles mitjançant reometría dinàmica. Posteriorment, el seu comportament mecànic ha estat avaluat mitjançant assajos de tracció, flexió i treball essencial de fractura. L'anàlisi morfològic va revelar una estructura bifàsica en les mescles estudiades, sense interaccions entre les fases. S'ha observat que l'augment del percentatge de cristal·linitat està relacionat amb l'addició de l'extensor de cadena, que resulta en un increment del mòdul d'emmagatzematge i de la viscositat complexa. La inclusió de la fase dispersa REx-rPET-O provoca que el polímer presenti major resistència, però menor ductilitat. En quant al treball essencial de fractura, s'ha observat una tendència general a la disminució dels termes de treball essencial i treball no essencial a mesura que s'incrementa el percentatge de REx-rPET-O, cosa que suggereix una contribució limitada del reforç proporcionat per la morfologia fibril·lar en les provetes. Utilitzant totes les tècniques d'anàlisis esmentades, es conclou que l'ecomescla 80PP/20REx-rPET-O, concretament la proveta injectada a 200 cm³/s, ha presentat millors propietats tant tèrmiques com reològiques i mecàniques.

El presente proyecto se centra en la preparación de dos composiciones de mezclas de PP/rPET-O (80/20 y 70/30 en wt.%) utilizando el proceso de extrusión reactiva, proceso durante el cual se modifica el rPET-O con la adición de un extensor de cadena (Joncryl®), obteniendo un material denominado REx-rPET-O. Posteriormente las mezclas se inyectarán a dos velocidades distintas (60 y 200 cm3/s). Se utilizó Microscopía Electrónica de Barrido se analiza la morfología obtenida, a través de Calorimetría Diferencial de barrido se han identificado las transiciones térmicas y se caracterizarán las propiedades reológicas de las mezclas por medio de reometría dinámica. Posteriormente, su comportamiento mecánico ha sido evaluado a partir de ensayos de tracción, flexión y trabajo esencial de fractura. El análisis morfológico reveló una estructura bifásica en las mezclas estudiadas, sin interacciones entre las fases. Se ha observado que el aumento del porcentaje de cristalinidad está relacionado con la adición del extensor de cadena, que resulta en un incremento del módulo de almacenamiento y de la viscosidad compleja. La inclusión de la fase dispersa REx-rPET-O provoca que el polímero presente mayor resistencia, pero a su vez una menor ductilidad. En cuanto al trabajo esencial de fractura, se ha observado una tendencia general a la disminución de los términos de trabajo esencial y trabajo no esencial a medida que se incrementa el porcentaje en peso de REx-rPET-O, lo cual sugiere una contribución limitada del refuerzo proporcionado por la morfología fibrilar en las probetas. Utilizando todas la técnicas de análisis mencionadas, se concluye que la ecomezcla 80PP/20REx-rPET-O, concretamente la probeta inyectada a 200 cm3/s, ha mostrado mejores propiedades tanto térmicas como reológicas y mecánicas.

The present project focuses on the preparation of two compositions of PP/rPET-O blends (80/20 and 70/30 in wt.%) using the reactive extrusion process, a process during which the rPET-O is modified with the addition of a chain extender (Joncryl®), obtaining a material called REx-rPET-O. Subsequently, the blend will be injected at two different speeds (60 and 200 cm3/s). Scanning Electron Microscopy was used to analyse the morphology obtained, Differential Scanning Calorimetry was used to identify the thermal transitions and the rheological properties of the blends were characterized by means of a dynamic rheometer. Subsequently, their mechanical behaviour has been evaluated from tensile, flexural and essential fracture work tests. Morphological analysis revealed a biphasic structure in the studied blends, with no interactions between the phases. It has been observed that the increase in the percentage of crystallinity is related to the addition of the chain extender, resulting in an increase in the storage modulus and complex viscosity. The inclusion of the REx-rPET-O dispersed phase causes the polymer to exhibit higher strength, but in turn lower ductility. As for the essential work of fracture, a general tendency for the essential work and non-essential work terms to decrease as the weight percentage of REx-rPET-O increases has been observed, suggesting a limited contribution of the reinforcement provided by the fibrillar morphology in the specimens. By using all the above-mentioned analysis techniques, it is concluded that the 80PP/20REx-rPET-O ecoblend, specifically the specimen injected at 200 cm3/s, exhibited better thermal as well as rheological and mechanical properties.

Compatibilización de ecomezclas de polipropileno y PET opaco reciclado

Projecte Final de Màster Oficial

Lara Casanova, Germán

Tutor/a - Director/a: Santana Pérez, Orlando Onofre; León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2023

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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El poli(etilè tereftalat) opac reciclat (rPET-O) és usat en envasos alimentaris. Aquest material té un contingut de diòxid de titani (TiO2) que millora, entre altres coses, la resistència de l'envàs als raigs ultraviolats. Tot i això, l'addició d'aquesta partícula interfereix amb el reciclatge ben establert que té el PET. L'interès d'aquest projecte és analitzar vies de reciclatge d'aquest material que ajudin a revalorar-ne els residus. Per això, es realitza un estudi sobre la compatibilitat de barreges de polímers constituïdes per rPET-O millorat mitjançant extrusió reactiva (REx-rPET-O) i polipropilè (PP) verge, en proporcions 70:30 i 80:20, sent la fase majoritària el PP. Es van utilitzar, a més, diferents barreges amb dos tipus de compatibilitzants, polipropilè grafted anhidrid maleic (PP-g-MA) i polipropilè grafted-glicidil acrilat (PP g-GA) en proporcions variables per tal d'optimitzar les propietats del material. La caracterització de les barreges polimèriques obtingudes va abastar estudis morfològics de microscòpia electrònica d'escombrada (SEM), fisicoquímics de calorimetria diferencial d'escombrada (DSC), reològics mitjançant anàlisi reològica dinàmica (RDA) i mecànics a través de tracció uniaxial. Els resultats van revelar que una major concentració de compatibilitzant dóna lloc a una morfologia de fase dispersa més petita i més distribuïda homogèniament, tenint un efecte més gran el PP-g-MA. Tant el PP-g-MA com el PP-g-GA van permetre augmentar la cristal·linitat de la fase dispersa, afavorint la cinètica de cristal·lització. Un major contingut de compatibilitzants causa la caiguda de la viscositat de les barreges, tenint un efecte més gran el PP-g-GA. Les propietats mecàniques van pujar notablement amb l'ús d'aquests components, però la ductilitat es va veure reduïda

El poli(etilén tereftalato) opaco reciclado (rPET-O) es usado en envases alimentarios. Este material tiene un contenido de dióxido de titanio (TiO2) que mejora, entre otras cosas, la resistencia del envase a los rayos ultravioletas. Sin embargo, la adición de esta partícula interfiere con el reciclado bien establecido que tiene el PET. El interés de este proyecto reside en analizar vías de reciclado de este material que ayuden a revalorizar sus residuos. Para ello, se realiza un estudio sobre la compatibilidad de mezclas de polímeros constituidas por rPET-O mejorado mediante extrusión reactiva (REx-rPET-O) y polipropileno (PP) virgen, en proporciones 70:30 y 80:20, siendo la fase mayoritaria el PP. Se utilizaron, además, diferentes mezclas con dos tipos de compatibilizantes, polipropileno grafted anhidrido maleico (PP-g-MA) y polipropileno grafted-glicidil acrilato (PP-g-GA) en proporciones variables con el fin de optimizar las propiedades del material. La caracterización de las mezclas poliméricas obtenidas abarcó estudios morfológicos de microscopia electrónica de barrido (SEM), físico-químicos de calorimetría diferencial de barrido (DSC), reológicos mediante análisis reológico dinámico (RDA) y mecánicos a través de tracción uniaxial. Los resultados revelaron que una mayor concentración de compatibilizante da lugar a una morfología de fase dispersa de menor tamaño y más distribuida homogéneamente, teniendo un efecto mayor el PP-g-MA. Tanto el PP-g-MA como el PPGA permitieron aumentar la cristalinidad de la fase dispersa, favoreciendo la cinética de cristalización. Un mayor contenido de compatibilizantes causa la caída de la viscosidad de las mezclas, teniendo un efecto mayor el PP-g-GA. Las propiedades mecánicas ascendieron notablemente con el empleo de estos componentes, sin embargo, la ductilidad se vio reducida.

Recycled opaque poly(ethylene terephthalate) (rPET-O) is used in food packaging. This material has a titanium dioxide (TiO2) content that improves, among other things, the UV resistance of the packaging. However, the addition of this particle interferes with the well-established recycling of PET. The interest of this project lies in analyzing ways of recycling this material that help to revalue its waste. For this purpose, a study was carried out on the compatibility of polymer blends consisting of rPET-O improved by reactive extrusion (REx-rPET-O) and virgin polypropylene (PP), in 70:30 and 80:20 ratios, with PP being the majority phase. In addition, different mixtures were used with two types of compatibilizers, polypropylene graftedmaleic anhydride (PP-g-MA) and polypropylene grafted-glycidyl acrylate (PP-g-GA) in variable proportions in order to optimize the material properties. The characterization of the obtained polymeric blends included morphological studies by scanning electron microscopy (SEM), physicochemical studies by differential scanning calorimetry (DSC), rheological studies by dynamic rheological analysis (RDA) and mechanical studies by uniaxial tensile. The results revealed that a higher compatibilizer concentration results in a smaller and more homogeneously distributed dispersed phase morphology, with PP-g-MA having a greater effect. Both PP-g-MA and PP-g-GA allowed increasing the crystallinity of the dispersed phase, favoring the crystallization kinetics. A higher content of compatibilizers caused the viscosity of the mixtures to drop, with PPGA having a greater effect. The mechanical properties increased significantly with the use of these components; however, the ductility was reduced.

Mezclas de PET reciclado con PLA, modificados mediante extensor de cadena: JONCRYL®

Trabajo final de grado

Veas Rodríguez, Christian Daniel

Tutor/a - Director/a: Santana Pérez, Orlando Onofre; León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2023

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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A causa de l'actual problema creixent dels residus plàstics i el seu impacte en el medi ambient, és cada vegada més important trobar alternatives als materials plàstics tradicionals, així com revaloritzar aquells que ja s'han convertit en residus. Aquest projecte final de grau forma part de les accions del programa RevalPET-UP centrat en la revalorització del PET opac en materials innovadors. En aquest projecte s'han preparat i caracteritzat mescles de PLA amb un 30% en pes de rPET-O mitjançant la compatibilització reactiva a escala de laboratori, amb l'objectiu de seleccionar el sistema més efectiu segons el millor equilibri de propietats mecàniques i tèrmiques. Les mescles es van preparar mitjançant una mescladora interna seguint quatre protocols d'incorporació de l'agent reactiu JONCRYL®. Es van fabricar fulls per mitjà de moldre per compressió de cadascun dels sistemes obtinguts i es van caracteritzar; específicament: caracterització morfològica (SEM), caracterització reològica (RDA), caracterització calorimètrica (DSC) i caracterització mecànica (tracció uniaxial). Es va constatar que en aquelles mescles en què es va modificar la matriu mitjançant l'agent reactiu, es va obtenir el millor equilibri de propietats morfològiques, reològiques i tèrmiques. Això no va ser el cas per a les propietats mecàniques, en què la presència d'envelliment físic en les mostres proves no va permetre obtenir resultats conclusius. Com que els resultats reològics suggerien la possible formació d'un copolímer en una de les mescles estudiades, es va recomanar investigar aquest cas concret amb més profunditat. Finalment, com a recomanació final, es va suggerir tornar a estudiar els assajos de tracció després d'un tractament previ de desenvelliment de les mostres a proves.

Debido a la creciente problemática actual de los residuos plásticos y su impacto en el medio ambiente, resulta cada vez más importante encontrar alternativas a los materiales plásticos conocidos como tradicionales, así como también revalorizar aquellos que ya se han convertido en un residuo. El presente trabajo final de grado se enmarca en las acciones del programa RevalPET-UP centrado en la revalorización del PET opaco en materiales innovadores. En el presente proyecto se han preparado y caracterizado mezclas de PLA con un 30% en peso de rPET-O mediante compatibilización reactiva a escala de laboratorio, con la finalidad de seleccionar el sistema más efectivo en función del mejor balance de propiedades mecánicas y térmicas. Las mezclas se prepararon por medio de mezclador interno siguiendo cuatro protocolos de incorporación del agente reactivo JONCRYL®. Se fabricaron láminas por medio de moldeo por compresión de cada uno de los sistemas obtenidos y se procedió a su caracterizado; específicamente se realizó: caracterización morfológica (SEM), caracterización reológica (RDA), caracterización calorimétrica (DSC) y caracterización mecánica (tracción uniaxial). Se encontró que en aquellas mezclas en las que la matriz fue modificada por medio del agente reactivo se obtuvo el mejor balance de propiedades morfológicas, reológicas y térmicas. No de la misma forma ocurrió para las propiedades mecánicas en las que la presencia de envejecimiento físico en las probetas ensayadas no permitió obtener resultados concluyentes. Dado que los resultados reológicos sugirieron la posible formación de un copolímero en una de las mezclas estudiadas, se recomendó investigar en mayor profundidad dicho caso particular. Por último, como recomendación final, se sugirió estudiar nuevamente los ensayos de tracción habiendo realizado un tratamiento de des-envejecimiento previo de las probetas a ensayar.

Due to the current growing problem of plastic waste and its impact on the environment, it is becoming increasingly important to find alternatives to traditional plastic materials, as well as to revalue those that have already become waste. This Bachelor's degree final project is part of the actions of the RevalPET-UP program focused on the revaluation of opaque PET in innovative materials. In this project, PLA blends with 30% by weight of rPET-O have been prepared and characterized by means of reactive compatibilization at laboratory scale, with the aim of selecting the most effective system according to the best balance of mechanical and thermal properties. The mixtures were prepared by means of an internal mixer following four protocols of incorporation of the reactive agent JONCRYL®. Sheets were manufactured by compression molding of each of the systems obtained and were characterized; specifically: morphological characterization (SEM), rheological characterization (RDA), calorimetric characterization (DSC) and mechanical characterization (uniaxial tensile). It was found that in those mixtures in which the matrix was modified by means of the reactive agent, the best balance of morphological, rheological and thermal properties was obtained. This was not the case for the mechanical properties in which the presence of physical aging in the specimens tested did not allow conclusive results to be obtained. Since the rheological results suggested the possible formation of a copolymer in one of the mixtures studied, it was recommended that this particular case be investigated in greater depth. Finally, as a final recommendation, it was suggested that the tensile tests be studied again after a previous de-aging treatment of the specimens to be tested.

Preparación de ecomezclas de polipropileno y PET opaco reciclado

Trabajo final de grado

Torres Alcaraz, Cristina

Tutor/a - Director/a: León Albiter, Noel; Maspoch Rulduà, M. Lluïsa

Fecha de publicación: 2023

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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Aquest projecte te com a finalitat desenvolupar una mescla polimèrica que permeti fer us adequat i òptim del PET opac reciclat (rPET-O) i d'aquesta manera aconseguir donar-li una segona vida a aquest material. Un dels materials utilitzats es el polipropilè que forma la fase majoritària i continua del sistema. L'altre, es el rPET-O que forma la fase minoritària i discontinua. Amb l'extrusió es va realitzar dues mescles de composició diferent; després, cada mescla es va injectar a dues velocitats diferents. Es vol determinar si la fase secundaria pot actuar com a reforç de la matriu de polipropilè, i quines condicions de composició i processament afavoreixen aquesta microestructura. Per determinar-ho, s'ha realitzat assajos de índex de fluïdesa (MFI), calorimetria diferencial de rastreig (DSC), assajos de tracció y flexió uniaxial i microscòpia electrònica de rastreig (SEM). S'ha comprovat que la mescla es de naturalesa immiscible que forma una estructura bifàsica amb mala adhesió entre fases. Les propietats mecàniques mostren que l'augment de percentatge en pes de la fase minoritària provoca l'augment del mòdul elàstic a la vegada que es redueix la capacitat de deformació degut a la mala adherència entre fases i la aparició de micro-buits. Dit d'una altra manera, l'augment de fase minoritària disminueix la ductilitat del material. Per altra banda, la velocitat d'injecció promou l'orientació de la fase secundaria degut a cisallament entre el motlle i el material durant el procés d'injecció. El que es tradueix en un augment de la resistència a tracció.

Este proyecto tiene como finalidad desarrollar una mezcla polimérica que permita hacer un uso adecuado y optimo del PET opaco reciclado (rPET-O) y así conseguir darle una segunda vida a este material. Uno de los materiales usados es el polipropileno que se encuentra en mayor cantidad siendo la fase mayoritaria y continua. El otro, se trata del rPET-O que se encuentra como fase minoritaria y discontinua. Mediante extrusión se ha realizado dos mezclas de distinta composición y, a continuación, cada mezcla ha sido inyectada a dos velocidades distintas. Se quiere determinar si la fase minoritaria puede actuar como refuerzo de la matriz de polipropileno y qué condiciones de composición y procesamiento favorecen esa microestructura. Para ello, se ha realizado ensayos de índice de fluidez (MFI), calorimetría diferencial de barrido (DSC), ensayos de tracción y flexión uniaxial y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se ha corroborado que la mezcla es de naturaleza inmiscible que forma una microestructura bifásica con mala adhesión entre fases. Las propiedades mecánicas muestran que el aumento de porcentaje en peso de la fase minoritaria produce un aumento en el módulo elástico a la vez que se reduce la capacidad de deformación debido a la mala adherencia entre fases y la aparición de micro-vacíos. En otras palabras, un aumento del porcentaje de la fase minoritaria disminuye la ductilidad del material. Por otro lado, un aumento de la velocidad de inyección promueve la orientación de la fase secundaria debido al aumento de cizalla entre el molde y el material durante el proceso de inyección. Eso se traduce en un aumento de la resistencia a la tracción.

The aim of this project is to develop a polymeric mixture that allows for the appropriate and optimal use of recycled opaque PET (rPET-O) and thus give this material a second life. One of the materials used is polypropylene, which is found in greater quantities and is the majority and continuous phase. The other is rPET-O, which is found as a minority and discontinuous phase. An extrusion process has been used to generate two mixtures of different composition and then each mixture has been injected at two different speeds. The aim is to determine if the minority phase can act as a reinforcement of the polypropylene matrix, and what composition and processing conditions can achieve this microstructure. For this purpose, melt flow index tests (MFI), differential scanning calorimetry (DSC), uniaxial tensile and flexural tests and scanning electron microscopy (SEM) have been carried out. The mixture was found to be immiscible in nature forming a two-phase microstructure with poor interphase adhesion. The mechanical properties show that increasing the weight percentage of the minority phase leads to an increase in the elastic modulus while reducing the deformation capacity due to poor interphase adhesion and micro-voids. In other words, an increase in the percentage of the minority phase decreases ductility of the material. On the other hand, an increase in injection speed promotes the orientation of the secondary phase due to increased shear between the mould and the material during the injection process. This gets an increase in yield strength.

Upcycling PET opaco reciclado mediante mezcla reactiva con Pla: comportamiento reológico y térmico

Projecte Final de Màster Oficial

Corcy, Julie

Tutor/a - Director/a: Santana Pérez, Orlando Onofre; León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2023

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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Aquest treball forma part del projecte RevalPET'up, l'objectiu del qual és la revaloració del PET reciclat opac mitjançant la creació de productes d'alt valor afegit. Aquesta part del projecte s'ha dut a terme amb el grup ePLASCOM (Ecofriendly Plastics and Composites) als laboratoris del Centre Català del Plàstic (CCP), les instal·lacions del qual es troben a l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) - Universitat Politècnica. de Catalunya (UPC). Actualment, una quantitat considerable d'envasos per a aplicacions alimentàries està fet de polietilè tereftalat (PET), que és un PET amb partícules de diòxid de titani (TiO2) com a additiu. Les partícules de TiO2 serveixen com a plastificant durant l'etapa de processament, protegeixen el material de la radiació ultraviolada i donen a l'envàs un acabat brillant. Una de les principals vies de reciclatge del PET és la producció de fibres contínues; tanmateix, la introducció de TiO2 fa que les fibres obtingudes tinguin propietats mecàniques molt pobres, dificultant així el procés habitual de reciclatge del PET. Un dels principals objectius del projecte RevalPET'UP és intentar resoldre aquest problema buscant usos alternatius per a aquest tipus de PET reciclat opac. En el present treball s'analitzen reològicament i tèrmicament mescles d'àcid polilàctic (PLA), PET opac i un extensor/compatibilitzador de cadena produïdes en un mesclador intern i en diferents composicions. L'objectiu és trobar la mescla amb les millors propietats reològiques i tèrmiques per produir a escala de planta pilot.

Este trabajo forma parte del proyecto RevalPET'up, cuyo objetivo es la revalorización el PET reciclado opaco a través de la creación de productos de alto valor añadido. La realización de esta parte del proyecto se ha llevado a cabo con el grupo ePLASCOM (Ecofriendly plastics and composites) en los laboratorios del Centre Català del Plàstic (CCP), cuyas instalaciones se encuentran en la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) - Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Actualmente una cantidad considerable de los envases para aplicaciones alimentarias están hechos con tereftalato de polietileno (PET) opaco que es un PET con partículas de dióxido de titanio (TiO2) como aditivo. Las partículas de TiO2 sirven como plastificante durante la etapa de procesamiento, protegen al material de la radiación ultravioleta y le confieren al envase un acabado brillante. Una de las principales vías de reciclaje del PET es la producción de fibras continuas; sin embargo, la introducción del TiO2 hace que las fibras obtenidas sean de propiedades mecánicas muy pobres que obstaculizan, por lo tanto, el proceso de reciclaje habitual del PET. Uno de los principales objetivos del proyecto RevalPET'UP es intentar resolver este problema viendo alternativas de uso con este tipo de PET reciclado opaco. En el presente trabajo se analizan reológica y térmicamente mezclas de ácido poliláctico (PLA), PET opaco y un extensor de cadena/compatibilizador producidas en un mezclador interno y en diferentes composiciones. El objetivo es encontrar la mezcla con las mejores propiedades reológicas y térmicas para ser producida a escala planta piloto.

This work is part of the RevalPET'up project, whose objective is the revaluation of opaque recycled PET through the creation of high added value products. This part of the project has been carried out with the ePLASCOM (Ecofriendly plastics and composites) group in the laboratories of the Centre Català del Plàstic (CCP), whose facilities are located at the School of Engineering of Barcelona East (EEBE) - Polytechnic University of Catalonia (UPC). Currently a considerable amount of packaging for food applications is made of opaque polyethylene terephthalate (PET), which is a PET with titanium dioxide (TiO2) particles as an additive. The TiO2 particles serve as a plasticiser during the processing stage, protect the material from ultraviolet radiation and give the packaging a glossy finish. One of the main recycling routes for PET is the production of continuous fibres; however, the introduction of TiO2 causes the fibres obtained to have very poor mechanical properties, thus hindering the usual PET recycling process. One of the main objectives of the RevalPET'UP project is to try to solve this problem by looking at alternative uses for this type of opaque recycled PET. In the present work, mixtures of polylactic acid (PLA), opaque PET and a chain extender/compatibiliser produced in an internal mixer and in different compositions are analysed rheologically and thermally. The aim is to find the blend with the best rheological and thermal properties to be produced at pilot plant scale.

Caracterización de PET opaco reciclado mediante extrusión convencional y extrusión reactiva

Projecte Final de Màster Oficial

Eskubi Astobiza, Izaskun

Tutor/a - Director/a: León Albiter, Noel; Santana Pérez, Orlando Onofre

Fecha de publicación: 2022

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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El present treball té com a objectiu caracteritzar materials fabricats amb PET opac reciclat (rPET-O) mitjançant extrusió convencional i reactiva, amb la finalitat de veure les propietats tèrmiques i mecàniques que s'obtenen. El projecte s'ha dut a terme dins del grup ePLASCOM (Ecofriendly plastics and composites) als laboratoris del Centre Català del Plàstic (CCP), les instal·lacions del qual es troben a l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) - Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Una gran quantitat d'envasos per a ús alimentari es fabriquen amb PET opac. L'additivació d'aquest material inclou partícules de diòxid de titani (TiO2) que proporcionen al material protecció envers la radiació ultraviolada, a més de donar-li un acabat brillant atractiu als envasos. Malgrat això, aquestes partícules dificulten de manera molt notable el procés de reciclatge. Un dels principals objectius del projecte RevalPET'UP és intentar solucionar aquesta problemàtica mitjançant la fabricació de nous productes que facin ús d'aquest tipus de PET opac reciclat. Aquest projecte estudia el REx-rPET-O (rPET-O per extrusió reactiva) i el rPET-O/PC (barreja de rPET-O amb policarbonat, en un 90/10% en pes, respectivament) com a possibles variants per tractar de millorar les propietats del material base. Per fer-ho, s'ha realitzat una caracterització morfològica, fisicoquímica, reològica i mecànica sobre els materials d'estudi després del seu processament d'extrusió i emmotllament per injecció. S'ha conclòs que la reacció de transesterificació que succeeix a la barreja rPET-O/PC proporciona, a temps de residència elevats en els equips de processament, una major modificació sobre el material rPET-O que l'extensor de cadena Joncryl emprat al REx-rPET-O. Tot i això, el processament del REx-rPET-O és molt més eficient, ja que el temps de residència requerit en l'extrusió reactiva és menor.

El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar materiales fabricados con PET opaco reciclado (rPET-O) por extrusión convencional y reactiva, con la finalidad de ver las propiedades térmicas y mecánicas que se obtienen. El proyecto se ha llevado a cabo dentro del grupo ePLASCOM (Ecofriendly plastics and composites) en los laboratorios del Centre Català del Plàstic (CCP) cuyas instalaciones se encuentran localizadas en la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) - Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Una gran cantidad de envases para uso alimenticio se fabrican con PET opaco cuya aditivación incluye partículas de dióxido de titanio (TiO2). Las partículas de TiO2 proporcionan al material protección frente a la radiación ultravioleta, además de darle un acabado brillante agraciado a los envases. Sin embargo, dichas partículas dificultan de manera muy notable el proceso de reciclaje. Uno de los principales objetivos del proyecto RevalPET'UP es tratar de solventar esta problemática mediante la fabricación de nuevos productos que hagan uso del rPET-O. Este proyecto estudia el REx-rPET-O (rPET-O por extrusión reactiva) y el rPET-O/PC (mezcla de rPET-O con policarbonato, en un 90/10% en peso, respectivamente) como posibles variantes para tratar de mejorar las propiedades del material base. Para ello, se ha realizado una caracterización morfológica, físico-química, reológica y mecánica sobre los materiales de estudio tras su procesamiento de extrusión y moldeo por inyección. Se ha concluido que la reacción de transesterificación que sucede en la mezcla rPET-O/PC proporciona, a tiempos de residencia elevados en los equipos de procesamiento, una mayor modificación sobre el material rPET-O que el extensor de cadena Joncryl empleado en el REx-rPET-O. Sin embargo, el procesamiento del REx-rPET-O es mucho más eficiente, ya que el tiempo de residencia requerido en la extrusión reactiva es menor.

The objective of this work is to characterize materials manufactured with recycled opaque PET (rPET-O) by conventional and reactive extrusion, in order to see the thermal and mechanical properties obtained. The project has been carried out with the ePLASCOM group (Ecofriendly plastics and composites) in the laboratories of the Center Català del Plàstic (CCP) whose facilities are located in the Barcelona East School of Engineering (EEBE) - Polytechnic University of Catalonia (UPC). A large number of packages for food use are manufactured with opaque PET whose additives include particles of titanium dioxide (TiO2). The TiO2 particles provide the material protection against ultraviolet radiation, in addition to giving the packages a shiny, graceful finish. These particles make the recycling process very difficult. One of the main objectives of the RevalPET'UP project is to try to solve this problem by manufacturing new products that make use of this type of recycled opaque PET. This project studies REx-rPET-O (rPET-O by reactive extrusion) and rPET-O/PC (mixture of rPET-O with polycarbonate, 90/10% by weight, respectively) as possible variants to try to improve the properties of the base material. For this, a morphological, physical-chemical, rheological and mechanical characterization has been carried out on the study materials after their extrusion and injection moulding processing. It has been concluded that the transesterification reaction that occurs in the rPET-O/PC mixture provides, at high residence times in the processing equipment, a greater modification on the rPET-O material than the Joncryl chain extender used in REx-rPET-O. However, the processing of REx-rPET-O is much more efficient, since the residence time required in reactive extrusion is less.

Upcycling opaque PET by reactive processing: characterization of 5mm thick microcellular foams of recycled PET injected with MuCell technology

Projecte Final de Màster Oficial

Christen, Samuël

Tutor/a - Director/a: Santana Pérez, Orlando Onofre; León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2022

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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El presente trabajo forma parte del proyecto RevalPET'UP que consiste en encontrar una solución para revalorizar el PET opaco. Se ha propuesto revalorizar este PET opaco para convertirlo en espumas aislantes que puedan ser utilizadas en el sector de la construcción. Estas espumas aislantes se crean mediante el proceso MuCell, que permite obtener pequeñas células que atrapan el nitrógeno en el interior de la placa espumada. Las placas espumadas se produjeron a escala de laboratorio y se sometieron a diversas pruebas, como DSC, RDA, SEM y ensayos de flexión. Se estudian placas espumadas con diferentes porcentajes de reducción de peso tanto para el PET opaco reciclado como para el PET opaco reciclado modificado con un extensor de cadena. En el trabajo precedente se fabricaron placas espumadas de 3 mm de espesor, y se propuso al finalizar este último proyecto crear placas espumadas de 5 mm de espesor para tener un mejor control de la morfología generada a través del proceso MuCell.

El present treball forma part del projecte RevalPET'UP que consisteix a trobar una solució per revalorar el PET opac. S'ha proposat actualitzar aquest PET opac en escumes aïllants que es podrien utilitzar en el sector de la construcció. Aquestes escumes aïllants es creen mitjançant el procés MuCell per permetre l'obtenció de petites cèl·lules que atrapen nitrogen a l'interior de la placa escumades. Les plaques escumades es van produir a escala de laboratori i es van sotmetre a diverses proves com DSC, RDA, SEM i proves de flexió. S'estudien plaques escumades amb diferents percentatges de reducció de pes tant per a PET opac reciclat com per a PET opac reciclat modificat amb un extensor de cadena. En el treball precedent es van fer plaques escumades de 3 mm de gruix, i es va proposar al final d'aquest darrer projecte crear plaques escumades de 5 mm de gruix per tenir un control millor de la morfologia generada a través del procés MuCell.

The present work is part of the RevalPET'UP project which consists of finding a solution to revalue opaque PET. It has been proposed to upgrade this opaque PET into insulating foams which could be used in the construction sector. These insulating foams are created by MuCell process to make it possible to obtain small cells that trap nitrogen inside the foam plate. The foam plates were produced on a laboratory scale and were subjected to various tests such as DSC, RDA, SEM and bending tests. Foam plates with different weight reduction percentages are studied for both recycled opaque PET and recycled opaque PET modified with a chain extensor. In the precedent work, 3 mm thick foam plates were made, and it was proposed at the conclusion of this last project to create 5 mm thick foam plates to have a better control of the morphology generated through the MuCell process.

Caracterización de espumas microcelulares de PET reciclado inyectadas con tecnología MuCell

Projecte Final de Màster Oficial

Morell Azanza, Javier

Tutor/a - Director/a: Santana Pérez, Orlando Onofre; León Albiter, Noel

Fecha de publicación: 2021

Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE)

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El present treball està emmarcat en les accions previstes de el projecte RevalPET'UP. Ll'objectiu de aquest projecte és la revalorització de residus de PET opac reciclat en materials d'alt valor afegit. En aquesta fase de el projecte es proposa la fabricació d'escumes d'estructura microcelular a partir de PET opac reciclat mitjançant la tecnologia MuCell. Aquestes serien emprades com aïllants tèrmics al sector de la construcció. En aquest treball s'estudien diferents condicions de espumació tant per a PET opac reciclat com per a PET opac reciclat modificat amb un extensor de cadena. Les escumes generades es caracteritzen mitjançant DSC, SEM i assajos d'impacte. Es va observar que l'addició de l'extensor de cadena facilitava la espumació permetent arribar a estalvis de pes de fins a un 40%.

El presente trabajo está enmarcado en las acciones previstas del proyecto RevalPET'UP cuyo objetivo es la revalorización de residuos de PET opaco reciclado en materiales de alto valor añadido. En esta fase del proyecto se propone la fabricación de espumas de estructura microcelular a partir de PET opaco reciclado mediante la tecnología MuCell. Estas serían empleadas como aislantes térmicos en el sector de la construcción. Para ello en este trabajo se estudian diferentes condiciones de espumación tanto para PET opaco reciclado como para PET opaco reciclado modificado con un extensor de cadena. Las espumas generadas se caracterizan mediante DSC, SEM y ensayos de impacto. Se observó que la adición del extensor de cadena facilitaba la espumación permitiendo llegar a ahorros de peso de hasta un 40%.

This work is within the planned actions of the RevalPET'UP project, whose objective is the revaluation of recycled opaque PET waste into high added value materials. In this phase of the project, it is proposed to produce foams with a microcellular structure from recycled opaque PET using MuCell technology. These foams would be used as thermal insulators in construction. In this work, different foaming conditions are studied for both recycled opaque PET and recycled opaque PET modified with a chain extender. The foams are characterized by DSC, SEM, and impact tests. It was observed that the addition of the chain extender facilitated foaming leading to weight savings of up to 40%.