Défis liés à la formulation des matières postconsommation et résiduelles
Formulation, la clef de votre succès
Comme nous l'avons vu dans l'article sur l'approvisionnement en matières premières, la notion de grade de plastique n'existe plus chez les matières recyclées. Pour sélectionner les bonnes matières on doit se constuire une charte de matières correspondant à nos réalités et à nos besoins. Cette charte de matière déterminera le spectre des matières premières acceptables et on devra se limiter à cette liste de matières pour garantir le succès de l'entreprise.
Cependant quand on possède la capacité de formuler (mélanger et améliorer) les plastiques, cela change tout.
En effet formuler des polymères permet de créer ses propres grades de plastique. On peut donc créer nos propres matrices de base en mélangeant plusieurs matières premières différentes et on peut aussi améliorer leurs propriétés en leur ajoutant des additifs.
Il existe plusieurs technologies de formulation des polymères.
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Procédés par batch, exemple:
two-roll mill (caoutchouc), mélangeur interne, thermocinétique.
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Procédés en continu, exemple:
Extrudeuse, mono et bivis.
Cependant, dans l'industrie de la plasturgie le procécé le plus recommandé et le plus utilisé est l'extrudsion bi-vis.
L'image ci-dessous présente certains procédés de formulation.
Optimisation du rapport coût/performances de vos matières
La formulation est le processus à travers lequel vous pouvez maximiser votre marge de profit car la formulation des polymères permet d'optimiser aussi bien leurs performances que leur coût de revient.
En mélangeant différents polymères on peut réussir à combiner leurs propriétés et certains de leurs atouts.
Certaines matières premières qui ne respectent pas notre charte des matières peuvent être ainsi mélangées à d'autres matières complémentaires et les mélanges obtenus respecteront eux votre charte des matières. Il se peut même qu'aucune des matières premières complémenaires ne respectaient initialement la charte des matière mais que leurs mélanges le fassent.
Ainsi le processus de formulation nous donne accès à un tout autre monde de possibilités:
Celui des ''Matières premières secondaires''
C'est à dire les matières qui ne peuvent pas être utilisées directement mais qui peuvent être intégrées dans une formulation en présence de matières ou d'additifs complémentaires.
Ainsi la formulation nous offre beaucoup plus de flexibilité au niveau de notre charte des matières et décuple le potentiel de rentabilité à l'approvisionnement.
L'image ci-dessous présente une charte des matières à 6 critères d'évaluation. La formulation nous permettra d'avoir accès à certaines matières premières secondaires en dehors du spectre de tolérance (zone verte).
Amélioration des performances de vos produits finis
Une fois que vous avez sélectionné et décontaminé les matières répondant à votre charte des matières premières,
vous allez pouvoir les mettre en œuvre. Cependant la plus part du temps vous devrez d’abord améliorer les propriétés de ces dernières afin d’atteindre le cahier des charges de votre produit fini.
En effet les plastiques recyclés ont déjà eu une première vie utile où ils ont accumulés des contaminants mais aussi subi de la dégradation. De plus les matières recyclés sont généralement hétérogènes (plastique de même nature mais d’origines différentes).
Ces particularités constituent autant de défauts qui vont nuire à la qualité et aux performances du produit fini. Pour corriger ces problèmes il faudra reformuler la matière en lui ajoutant les additifs et renforts nécessaires au respect du cahier des charges du produit fini.
On parle entre autre:
• Antioxydants
• Compatibilisants
• Charges (noir de carbone, CaCO3, poudre de bois...)
• Renforts mécaniques (fibres de verres, fibres de carbone, graphite, graphène…)
• Agents de réticulation ou de vulcanisation (caoutchouc)
• Pigments, lubrifiants, plastifiants…
• Agent de gonflement, retardateur de flame…
Quelques images de ces additifs ci-dessous
Comment choisir les bons additifs ?
Il existe donc une multitude d’additifs commerciaux capables de vous aider à atteindre votre cahier des charges.
Encore faut il choisir les bons car leur efficacité est relative et, là encore, il n’existe pas de solution universelle.
L’efficacité d’un additif dépend de nombreux facteurs et peut rarement être anticipée:
Il s’agit entre autres des:
• Propriétés physicochimiques de l'additif
• Nature du mélange de polymères
• Conditions de production (température, vitesse de malaxage, temps de résidence….)
• Concentration optimale de l'additif
De plus il peut y avoir une grande différence de coûts entre additifs de mêmes types.
Développer une formulation performante à partir de matières recyclées est très complexe et requiert de l’expertise.
Les industriels se fient trop souvent aux conseils que leurs donnent leurs fournisseurs. Leurs choix d’additifs est souvent dictés par le coût du produit.
Cependant si certains additifs coûtent beaucoup plus cher que d’autres, c’est évidemment pour une bonne raison.
Un additif donné peu être de 4 à 5 fois plus efficace qu'un autre. De plus les additifs créent souvent des intéractions et des effets secondaires non désirés voire même nuisibles. Dépasser certains dosages peut être grandement préjudiciable aux performances de votre produit.
Donc toujours choisir le moins cher, quitte à en mettre plus si nécessaire, n’est pas forcément la meilleure stratégie.
Le mieux est de déterminer les additifs qui seront les mieux appropriés à vos besoins et à vos objectifs.
Chez IPC nous travaillons en collaboration avec les meilleurs fabricants d’additifs au monde.
Nous avons testé, validé et même aidé à développer certains des meilleurs adjuvants du domaine de la plasturgie (compatibilisants, antioxydants, agents de réticulation, renforts techniques, charges ...)
Nous saurons vous aider à développer une formulation qui respectera le cahier des charges de vos produits finis tout en maximisant vos marges de profits.
