Effect of recycling on material properties of polyethylene terephthalate at various recycling ratios and recycling generations

Abstract

Recycled plastics are considered low performance materials because their properties decrease with recycling. Resin manufacturers use rules of thumb to recommend recycled plastic usage, usually 25% or less by weight. These rules are very conservative, and are not based on sound experimentation. The objective of this study was to begin to change current perception that recycled plastics are low-quality materials. For this purpose, the mechanical properties of a 15 vol.% glass filled polyethylene terephthalate (PET) using various recycling generations and recycled ratios were determined. Six recycling generations and 4 recycled ratios were used in this research. Calibration curves relating mechanical properties such as tensile strength, elastic modulus, and percent elongation to failure to the recycling generation or recycled ratios were developed. The calibration curves, which were generated, revealed that the properties of glass filled PET decreased slightly with recycling (2.1% to 5.1% per recycling generation). However, this slight decrease in properties can be compensated by conservative safety factors or plastics additives, as a result of which recycled plastics products can be manufactured without much concern about their mechanical performance. Thermal properties of the glass filled PET were not affected by the recycling process. In summary, recycling of plastic materials is effective in conserving the environment and enhancing the life cycle of these materials.

Los plásticos reciclados son considerados materiales de baja calidad porque el desempeño en sus propiedades disminuye con el reciclaje. Los manufactureros de resina utilizan una simple regla al recomendar el uso de plásticos reciclados, usualmente 25% o menos por peso del peso total de la pieza. Esta regla asegura el desempeño de la pieza, pero es uno conservador y no está basado en experimentación. El objetivo de esta investigación fue influir el cambio en la percepción de que los materiales plásticos son de baja calidad. Con este propósito, se determinaron las propiedades mecánicas de tereftalato de polietileno (PET) con 15% volumen de fibra de vidrio usando varias generaciones de reciclado y razón de material reciclado. Seis generaciones y 4 mezclas de plásticos virgen más reciclado y fueron utilizados en esta investigación. Para esto se generaron curvas de calibración relacionando las propiedades mecánicas tales como esfuerzo máximo de rompimiento, modulo de elasticidad y porciento de alargamiento de rompimiento con distintas mezclas entre plásticos reciclado y virgen y distintas generaciones. Las curvas de calibración que se generaron probaron que las propiedades del PET con fibra de vidrio disminuyen un poco con reciclaje (2.1% a 5.1% por generación de material reciclado). En cambio, esa pequeña disminución en propiedades podría ser compensado por los factores de seguridad conservativos o la adición de aditivo, como resultado de lo cual los productos de plásticos reciclados pueden ser manufacturados sin ninguna preocupación sobre su desempeño mecánico. Las propiedades termales del PET con fibra de vidrio no fueron afectadas por el proceso de reciclaje. En resumen, queda comprobado que el reciclaje de los materiales plásticos es efectivo en conservar en ambiente y mejorar el ciclo de vida de esos materiales.