Analisi reologica e modellistica per la progettazione di un sistema multistrato PE vergine/PE riciclato

La necessità di proteggere l’ecosistema ha stimolato negli anni recenti la definizione di possibili strategie per salvaguardare l’ambiente dall’inquinamento.
Le materie plastiche,a causa della lunga durata del loro ciclo di vita, sono tra i rifiuti che producono il massimo impatto sull’ambiente, e rappresentano circa il 30%del valore dell’intero mercato degli imballaggi , pertanto, sono destinate a diventare subito rifiuti.
Il lavoro di tesi ha avuto come oggetto l’utilizzo di PE riciclato (post-consumo) in sistemi polimerici multistrato realizzati con materiale vergine e di riciclo per ottenere manufatti con proprietà meccaniche ed estetiche competitive.
Usando materiale riciclato a contatto con quello vergine piuttosto che un altro tipo di materiale appartenente alla stessa famiglia è possibile ridurre il costo dell’articolo ed avere la possibilità di utilizzare i polimeri riciclati in un maggior numero di applicazioni.
La prima fase del lavoro di tesi ha riguardato la caratterizzazione termica e reologica dei polietileni vergine a disposizione e del polietilene rigenerato allo scopo di individuare quelli più compatibili. Da questa analisi è risultato che, sia da un punto di vista termico che reologico, il polietilene rigenerato è molto simile al Dowlex (LLDPE); per cui questi due materiali sono stati scelti per la progettazione della struttura multistrato.
Quindi, nella seconda fase del lavoro, tramite l’ausilio del software di simulazione Layercad, sono stati studiati alcuni aspetti che riguardano la fase di progettazione.
La progettazione ottimale di un sistema multistrato consiste nella scelta di una struttura dove ogni singolo strato, con un certo spessore ed in una determinata posizione, conferisce alla struttura la funzione voluta.
Il software di simulazione del processo di coestrusione è usato per predire lo spessore di ogni singolo strato, i profili di velocità, shear rate, shear stress in ogni sezione della testa e per predire le perdite di carico e i profili di temperatura lungo la testa di coestrusione; esso è quindi molto utile per l’analisi dei fenomeni d’instabilità di flusso che si verificano nei processi di coestrusione. I risultati teorici ottenuti, relativi al comportamento dei due polimeri durante il processo di coestrusione ,sono stati utili per poter affermare che l’uso del polietilene rigenerato come strato centrale consente di realizzare film multistrato sostenendo costi minori a parità di consumi energetici (gradiente costante).