[:en]Cross-sectoral recycling through the properties of the material to be recycled[:it]Il riciclo cross-settoriale passa attraverso le proprietà del materiale da riciclare[:]
[:en] Raw materials for the production of manufactured goods are provided with a technical data sheet indicating the characteristics of the material. These data are important in the “quality control” and production phases, as they provide useful information for an optimal process. During processing and the subsequent life cycle, some of this information may be lost as the raw material is processed and other materials are added. In addition, during use the products undergo maintenance processes which can degrade the material and consequently change its initial characteristics. This partial degradation process is also undergone during common recycling processes. Consequently, the implementation of recycling processes must include both the identification and separation of end-of-life materials and the quality of the material. While the identification and separation of the material to be recycled is carried out by several processes, some of them automated, it is difficult to control the quality of the material, which by the very nature of recycling has a large margin of variability. Particularly with regard to fibres and thermoplastics, it would be necessary to analyse each batch if there is insufficient traceability information. This is the reason why recycling is usually carried out within the same sector, except in some particular cases where, for example, plastic bottles are recycled for the production of textiles. The latter case should be taken as an example to start establishing a cross-sectoral recycling that does not focus on reuse within the same sector, but investigates the properties of the secondary material in order to identify the most appropriate reuse sector for the characteristics of the recycled material. The analysis of the characteristics of the recycled material passes through a series of instruments able to provide data related to the type of material such as temperatures (melting, softening, crystallisation, etc.) and physical-mechanical performance; first useful information for the processing of the material. The characterisation of a synthetic polymeric material (thermoplastic) is carried out by means of infrared spectroscopic analysis, which is able to distinguish, through light interaction, the chemical bonds that make up the polymer. The temperatures characterising the material can be identified by means of calorimetric tests called differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA); these instruments provide useful information for the recycling of materials by thermal processes. Further evaluations must be made according to the physical-mechanical performance, which can provide us with indications on the resistance of the material to stresses such as bending, traction, bending, etc. The characterisation of a material of natural origin, on the other hand, involves tests to study its morphology and reaction to chemical reagents. The shape and size is examined using microscopes such as transmitted light, reflected light and scanning electron microscope (SEM), in longitudinal and cross-section. The solubility of the material is verified with the use of solvents that solubilise the cellulosic material to determine the length of the polymer chain, thus verifying the degree of damage/wear. The instruments and methodologies described above for an initial characterisation are instruments that Centrocot uses daily for qualitative-quantitative composition requests. In order to complete the “technical sheet” of the recycled products, Centrocot has provided itself with further instruments necessary to find an optimal recycling route and to direct the recycled material to the use that is permitted according to its properties. The equipment will be used as part of the activities of the new Multi-sector Laboratory developed at Malpensa Fiere. For further information, please contact: Dr. Daniele Piga, PhD Multisectoral Research and Innovation e-mail: daniele.piga@centrocot.it Author: Daniele Piga Multisectoral Research and Innovation Dept. Le materie prime per la produzione di manufatti sono dotate di una scheda tecnica dove sono indicate le caratteristiche del materiale. Questi dati sono importanti nelle fasi di “controllo qualità” e produzione, poiché danno informazioni utili per un processo ottimale. Durante la lavorazione ed il successivo ciclo di vita possono venire meno alcune di queste informazioni, poiché la materia prima di partenza viene lavorata, addizionata ad altri materiali. In aggiunta, durante l’utilizzo i manufatti subiscono dei processi di manutenzione che possono degradare il materiale e conseguentemente modificare le caratteristiche iniziali. Questo processo di parziale degradazione viene subito inoltre anche durante i comuni processi di riciclo. Di conseguenza l’implementazione di processi di riciclo deve passare sia attraverso l’identificazione e la separazione dei materiali a fine vita che attraverso la qualità del materiale. Se per quanto riguarda l’identificazione e separazione del materiale da riciclare ci sono diversi processi, tra i quali alcuni automatizzati è complicato effettuare un controllo della qualità del materiale, che per stessa natura del riciclo ha un ampio margine di variabilità. In particolare per quanto riguarda fibre e materiali termoplastici sarebbe necessario analizzare ogni lotto qualora non vi siano informazioni di tracciabilità sufficienti. Tale problematica è la motivazione per cui solitamente il riciclo è effettuato all’interno dello stesso settore, tranne alcuni particolari casi dove, ad esempio, le bottiglie di plastica sono riciclate per la produzione di tessuti. Quest’ultimo caso deve essere preso come esempio per iniziare ad instaurare un riciclo cross-settoriale che non vada a focalizzarsi sul riutilizzo nello stesso settore, ma che indaghi sulle proprietà della materia seconda in modo da identificare il settore di riutilizzo più appropriato alle caratteristiche del materiale riciclato. L’analisi delle caratteristiche del materiale riciclato passa attraverso una serie di strumentazioni in grado di fornire dati relativi alla tipologia di materiale quali le temperature (fusione, rammollimento, cristallizzazione, etc.) e prestazioni fisico-meccaniche; prime informazioni utili per la lavorazione del materiale. La caratterizzazione di un materiale polimerico sintetico (termoplastico) viene eseguita mediante analisi spettroscopiche infrarosse, in grado di distinguere attraverso interazione della luce, i legami chimici che costituiscono il polimero. Le temperature caratterizzanti il materiale possono essere identificate mediante prove calorimetriche denominate calorimetria a scansione differenziale (DSC) e analisi termogravimetrica (TGA); questi strumenti danno informazioni utili per il riciclo mediante processi termici dei materiali. Ulteriori valutazioni devono essere fatte in funzione delle prestazioni fisico-meccaniche che ci possono fornire indicazioni sulla resistenza del materiale a delle sollecitazioni, quali flessioni, trazioni, piegamenti, etc. La caratterizzazione di un materiale di origine naturale passa invece attraverso prove atte a studiare la morfologia e la reazione ai reagenti chimici. La forma e la dimensione viene esaminata mediante microscopi quali ottico a luce trasmessa, a luce riflessa e a scansione elettronica (SEM), in sezione longitudinale e trasversale. La solubilità del materiale viene verificata con l’utilizzo di solventi che mediante solubilizzazione della materia cellulosica ne determina la lunghezza della catena polimerica dandone verifica del grado di danneggiamento/usura. Le strumentazioni e le metodologie sopra descritte per una prima caratterizzazione sono strumentazioni che Centrocot utilizza quotidianamente per richieste di composizione qualitativa-quantitativa. Per poter completare la “scheda tecnica” dei prodotti riciclati, Centrocot si è fornita di ulteriori strumentazioni necessarie a trovare una via di riciclo ottimale ed indirizzare il materiale riciclato all’utilizzo che è consentito in funzione delle sue proprietà. Le strumentazioni saranno utilizzate nell’ambito delle attività del nuovo Laboratorio Multisettoriale sviluppato presso la sede di Malpensa Fiere. Per maggiori informazioni rivolgersi a: Ricerca e Innovazione Multisettoriale e-mail: daniele.piga@centrocot.it Autore: Daniele Piga Area Ricerca e Innovazione Multisettoriale Recycled materials have different technical properties depending on the recycling batch, often different from the raw material. The quality of the recycled material passes through a series of analyses to create a knowledge of these properties and thus represent a starting point to direct them to the right recycling process.
I materiali riciclati presentano proprietà tecniche differenti a seconda del lotto di riciclo, spesso differenti dalla materia prima. La qualità del materiale riciclato passa da una serie di analisi atte a creare una conoscenza di tali proprietà rappresentando un punto di partenza per indirizzarle al giusto processo di riciclo.