Tyranie indexu toku taveniny

Tyranie indexu toku taveniny

Plastikářský průmysl bude v následujících letech 2025 až 2030 čelit významným výzvám. Evropský pakt pro plasty se zavazuje dosáhnout průměrného podílu recyklovaných plastů v hotových plastových výrobcích a obalech na úrovni 25 - 30 %.

V súčasnosti podľa správy, ktorú zverejnil Európsky pakt pre plasty, bol priemerný podiel recyklovaného plastu v roku 2021 stále len 10 %. Zatiaľ neexistuje žiadna zákonná povinnosť týkajúca sa povinnej miery recyklácie a je zrejmé, že európski politici hľadajú dôvody a možnosti, ako z toho vykľučkovať. Existujú obkľuky, ako napríklad Nariadenie o vozidlách po dobe životnosti, ktoré bude od roku 2025 vyžadovať, aby projekty navrhovali do nových automobilov najprv 6 % a potom 25 % recyklovaného plastu. V praxi to bude mať vplyv až na autá, ktoré sa začnú vyrábať v rokoch 2030 - 31. Pripravuje sa však aj legislatíva pre stavebníctvo, ktorej návrh bude čoskoro zverejnený. Neexistuje oblasť priemyslu, ktorej by sa nariadenie netýkalo. Väčšina spracovateľov plastov sa domnieva, že na ich výrobky sa nebude vzťahovať nariadenie o povinnom obsahu recyklátu, ktoré začne postupne platiť od roku 2025.  Myslia si, že nikdy nebudú musieť do svojich výrobkov pridávať regranuláty, aby si zachovali kvalitu, ale namiesto toho budú radšej platiť poplatky a rôzne dane.

Recyklácia plastov nie je novinkou a živí sa ňou mnoho spoločností v celej Európe. Doterajšie skúsenosti ukazujú, že kvalitného recyklátu je nedostatok a že aj kvalitný regranulát má obmedzené využitie. Do roku 2020 sa regranuláty používali najmä na zníženie materiálových nákladov a na výrobu lacných, technicky nedokonalých výrobkov. Situácia sa však teraz zmení a od roku 2030 sa rozšírené používanie regranulátov stane bežným ale aj povinným. Len v Maďarsku by sme mali rátať s využívaním 100 až 150 tisíc ton kvalitného regranulátu ročne. Bude to tak?

Vzhľadom na túto skutočnosť sa pod záštitou Maďarského združenia plastikárskeho priemyslu začal dobrovoľný medzinárodný projekt, na ktorom sa zúčastnili maďarské, poľské, rumunské a ďalšie stredoeurópske spoločnosti s cieľom posúdiť a definovať potreby tohto odvetvia v oblasti regranulácie. Vývoj noriem pre regranuláty. Následne s pomocou recyklačných firiem definovať štandardné ideálne prúdy a ideálne zdroje odpadu. Účastníci projektu z domáceho plastikárskeho priemyslu túto úlohu vykonávajú vo svojom voľnom čase. Dôležité je poznamenať, že tu nejde o konkrétneho dodávateľa, žiadne externé financovanie, a teda ani o žiadny vonkajší vplyv alebo tlak. Hlavným cieľom je odborné verejné blaho, t. j. vytvorenie širokého konsenzu v plastikárskom priemysle o používaní regranulátov a povinnej miere recyklácie.

myCEPPI - Central European Plastics Meeting 2023 
  

Myšlienka projektu spočíva v tom, že spracovatelia plastov chcú naďalej poskytovať svojim zákazníkom služby v rovnakej kvalite a množstve ako doteraz. V zásade nebudú meniť svoju technológiu spracovania - výrobcovia fólií budú naďalej vyrábať fólie, výrobcovia rúr budú naďalej vyrábať rúry, výrobcovia fliaš budú naďalej vyrábať fľaše atď.

Veľká výhoda plastov z hladiska recyklácie je zároveň jeho nevýhodou. Z plastov sa dá vyrábať široká škála výrobkov, pričom sa dajú pomerne ľahko modifikovať molekulárne reťazce. Na výrobu plastového výrobku na konkrétny účel je potrebný polymér so špecifickými technickými parametrami. Jedným z najdôležitejších parametrov, okrem typu polyméru - ktorým môže byť PE, PP, PVC, PS, PET, aby sme vymenovali aspoň niektoré – je tzv. index toku taveniny. Čo je to však index toku taveniny? Dovoľte mi citovať literatúru:

"Index toku taveniny, ľudovo nazývaný MFI/MFR (charakterizujúci tekutosť plastovej taveniny pri danej teplote a zaťažení), je bežným vodítkom pri používaní rôznych surovín … Pre výrobcu je hodnota MFI ukazovateľom, že výrobok spĺňa očakávanú hodnotu priemernej molekulovej hmotnosti. Je potrebné zdôrazniť, že čím vyššia je priemerná molekulová hmotnosť, tým je polymér pevnejší s lepšími fyzikálno-mechanickými vlastnosťami, takže je možné predpokladať, že vyššia hodnota MFI bude znamenať nižšiu kvalitu konečného výrobku." 

To znamená, že medzi indexom toku taveniny a konečným produktom z plastu neexistuje nezávislosť, index toku taveniny určuje, čo sa z čoho dá vyrobiť. Na príklade polypropylénu bolo identifikovaných 77 rôznych skupín výrobkov podľa výrobného procesu/aplikácie a rozsahu indexu toku. Tie boli ďalej rozdelené podľa typov. Z toho vyplýva, že ak sa má zachovať súčasná štruktúra polypropylénových plastových výrobkov, bude sa musieť vyrábať 100 rôznych druhov polypropylénových regranulátov v dôsledku nariadenia, ktoré sa bude postupne zavádzať po roku 2025. Len poznamenávam, že v prípade polyetylénu sa toto číslo už blíži k tisícke.

Dnes dostupné recyklačné postupy sú založené na zhodnocovaní, triedení, čistení a mechanickej recyklácii odpadu. Konečný výsledok, kvalita regranulátu, závisí od kvality, čistoty a homogenity odpadu. Čím je odpad homogénnejší, lepšie vytriedený a čistejší, tým je pravdepodobnejšie, že konečným výsledkom bude použiteľný plastový regranulát s nízkymi odchýlkami fyzikálnych parametrov.

Z uvedeného je ľahké vyvodiť záver, že dostatočne prepracovaný systém selektívneho nakladania s odpadom, vhodná logistika a dostatočne veľké recyklačné kapacity môžu teoreticky slúžiť rôznorodým potrebám plastikárskeho priemyslu.

Teoreticky s tým môžeme súhlasiť, ale treba poznamenať, že kým napríklad rolka jednej z najväčších polypropylénových fólií môže vážiť až 100 kg, recyklovaný obalový materiál z cukríkov alebo čokolády má len niekoľko gramov. Tento príklad však nezohľadňuje skutočnosť, že hotový plastový výrobok sa vyrába na inom mieste ako sa používa. Dobrým príkladom je BOPP fóli, kde menej ako 10 % maďarskej výroby BOPP predstavuje použitie v regióne. Samozrejme, každý, kto má dostatok fantázie a času, si môže predstaviť systém zberu, spracovania a logistiky odpadu, ktorý rieši tieto problémy, optimalizuje a riadi toky odpadu vo väčšom geografickom regióne, napríklad v Európe.  Ani predstavivosť, ani regulácia však nedokážu prekonať zákony zmeny indexu toku taveniny pri recyklácii.

V prípade polypropylénu a polyetylénu dochádza aj pri pôvodnom, tzv. prvotnom spracovaní polyetylénu k výraznej degradácii makromolekúl polyméru a počas recyklácie sú polymérne reťazce vystavené ďalším tepelným šokom a deleniu. Molekulová hmotnosť sa znižuje a index toku taveniny sa zvyšuje. V praxi to znamená, že z pôvodne MFR 3 - 4,2 štiepaného vlákna - zvyčajne základného materiálu pre tkané vrecia - , možno vyrobiť vlákno s indexom toku prevažne MFR 5 - 6 - 7 - 8, väčšinou vstrekovacieho typu Fröccs (IM). Index toku taveniny aj spôsob spracovania sa upravujú súčasne. S každým recyklačným cyklom sa index toku taveniny ďalej zvyšuje a oblasť použitia sa zužuje, až po niekoľkých cykloch skončíte s nepoužiteľným regranulátom. Samozrejme, je možné znížiť molekulárnu degradáciu a zvýšenie indexu toku taveniny použitím aditív a šetrným spracovaním, ale jedna vec je v prípade najpoužívanejších polyolefínových plastov istá: mechanickou recykláciou nemožno získať regranulát rovnakej kvality ako pôvodný odpad. Je možné vyrobiť regranulát, pre ktorý je potrebné nájsť vhodné použitie. Problémom je, že použitie primárnej suroviny je vyššie v aplikáciách s nižším indexom toku ako vo vyšších. V prípade polypropylénu vyrábame väčšinu vlákien, fólií a rúr pod MFR 4, čo predstavuje takmer polovicu domácej spotreby polypropylénu. Ide zvyčajne o kontinuálne technológie, t. j. jeden alebo malý počet vysokokapacitných strojov nepretržite produkuje výrobok. Polypropylény s vyšším indexom toku sa zvyčajne používajú vo vstrekovaní, kde sa vyrábajú hotové plastové výrobky s prerušovanou prevádzkou a môžu sa merať aj na kusy.

Problémom bude, že nedokážeme získať regranuláty pre plastové výrobky s nízkym indexom toku. Medzitým pre výrobky s vysokým indexom toku bude výrazný prebytok ponuky. Inými slovami, pre polypropylénové fólie a rafiové vlákna nebude k dispozícii žiadny regranulát, zatiaľ čo v oblasti vstrekovaných výrobkov bude nadmerná ponuka. Mechanická recyklácia založená na selektívnom zbere, ktorá sa v súčasnosti používa, môže poskytnúť riešenie len pre 25 - 30 % plastových výrobkov na báze polyolefínov. Čo ďalej? Je rok 2025 veľmi blízko?

myCEPPI - Central European Plastics Meeting 2023 
  

Jedným z riešení je výroba kompaundov z primárneho odpadu, ale aj tá je založená na mechanickej recyklácii, ktorá si vyžaduje kvalitný odpad. Nadmerné pridávanie primárneho polyméru môže znížiť alebo dokonca kompenzovať zvýšenie indexu toku taveniny, ale nemôže kompenzovať degradáciu polymérnych reťazcov a molekúl pridaného regranulátu. To znamená, že pridaním rôznych aditív je možné dosiahnuť primárny recyklovaný kompaund s fyzikálnymi parametrami ako "nový", ale to sa dá dosiahnuť len použitím značného množstva aditív. Je používaním viacerých aditív cieľom ? Naplniť doteraz "čisté" polyetylénové a polypropylénové fólie ešte väčším množstvom zlúčenín?

Dôležitú úlohu bude zohrávať aj chemická recyklácia, ktorou je zatiaľ najmä pyrolýza. Prevádzky sú však stále iba v pilotnej fáze. To znamená, že existuje len zlomok potrebnej kapacity, menej ako 1 %. Technológia ešte nie je vyspelá a celkovú uhlíkovú stopu môžeme zatiaľ len odhadovať. V priemyselných množstvách bude k dispozícii až v druhej polovici roku 2030. Len v Európe by sme potrebovali vybudovať kapacity v miliónoch ton.

V rokoch 2025 až 2030 bude jasné, že naše povinné ciele v oblasti recyklácie sú iluzórne. Plastikársky priemysel nebude schopný splniť požiadavku 25 % recyklovaného obsahu od roku 2031.

Ako teda ďalej?

Skúsme teda žiť bez plastových obalov? Urobíme si mesiac bez plastov počas celého roka? Som si istý, že mnohým ľuďom by sa to  tak na týždeň páčilo. Každý by si však mal všimnúť, že na konci každej výrobnej linky je baliaci stroj. Ak sa zastaví baliaci stroj, musí sa zastaviť aj výroba. Plasty sú súčasťou dnešného globalizovaného sveta, bez nich by súčasné priemyselné a poľnohospodárske štruktúry nefungovali a mestský spôsob života by bol ďalej neudržateľný. Musíme naďalej žiť v tyranii indexu toku taveniny. Núti nás stanoviť si dosiahnuteľné a udržateľné ciele. Musíme dosiahnuť, aby všeobecné zákony fyziky a chémie neboli podriadené rozhodnutiam zákonodarcov.

O tejto problematike budeme diskutovať na Central European Plastics Meetingu v Budapešti v septembri 2023. Všetkých zainteresovaných týmto srdečne pozývame.

  • autor:
  • myCEPPI
  • myCEPPI

    myCEPPI

    myCEPPI poskytuje týdenní cenový report komoditních plastů.



Mohlo by vás také zajímat



 

Nejnovější inzeráty

Nejbližší výstavy a semináře

Plastikářský slovník