Identification et caractérisation des polymères à l’aide de la technologie NIR portable

L’industrie du recyclage des plastiques présente une énorme complexité pour la séparation des différents types de polymères et parmi les techniques les plus répandues à cette fin figurent les techniques spectroscopiques. Nous ne les aborderons pas toutes dans cet article, car cela impliquerait de plonger dans le monde de la R&D, des nouvelles technologies de détection en ligne et de leurs limites pratiques ou économiques pour tenter d’atteindre les normes ambitieuses en termes de recyclage et de circularité de l’Union européenne.

Cependant, en suivant une approche éminemment pratique, la spectroscopie NIR constitue un moyen agile et efficace d’identifier différents composés ou mélanges de plastiques en vue de leur recyclage ou de leur réutilisation industrielle. Cette technique est basée sur l’interaction de la lumière avec la matière et permet d’observer les différentes absorbances produites par les vibrations des liaisons entre les atomes des polymères. On obtient ainsi un spectre caractéristique de chaque type de plastique, qui peut être quantifié et classifié à l’aide d’un modèle prédictif d’apprentissage automatique.

L’analyseur Visum Palm™, un instrument NIR portable fonctionnant dans la gamme SWIR (1-1,7 μm), est particulièrement adapté pour réussir la caractérisation quantitative (composition) et qualitative (identification et classification) d’une grande variété de matériaux et de mélanges. Pour cette raison, l’utilisation du Visum Palm™ entraîne des économies significatives en termes de charge de travail analytique et des réductions substantielles du temps d’attente.

En outre, son caractère ubiquitaire -du fait de sa portabilité- et la possibilité de le programmer pour déterminer plusieurs paramètres en même temps, lui permettent d’être utilisé dans une grande variété de tâches analytiques sur la ligne de production, dans les entrepôts logistiques et même pour des études de recherche appliquée et le développement de modèles propriétaires réalisés par AIMPLAS, une référence dans le secteur des plastiques en Espagne.

Principales caractéristiques et avantages génériques de la spectroscopie SWIR :

• Détermination de plusieurs paramètres avec un seul instrument.
• Analyse en temps réel et en continu pour une correction automatique et instantanée des paramètres du processus.
• Déterminations non destructives sans préparation de l’échantillon.
• Excellente répétabilité.
• L’utilisation ne nécessite pas d’opérateurs qualifiés.

Bien qu’il existe plusieurs instruments NIR portables sur le marché, il est essentiel de tenir compte de la gamme spectrale avec laquelle l’instrument travaille et de la taille du spot (point de mesure) pour assurer la représentativité de la lecture par rapport à l’échantillon. Le système Visum Palm™ présente un spot de 10 mm et un spectrophotomètre puissant qui travaille dans la gamme 900-1700 nm.

L’instrument Visum Palm™ comprend une bibliothèque de modèles pour la lecture et la détermination à la ligne, sans préparation d’échantillon et en quelques secondes qui permet la caractérisation d’un grand nombre de polymères, dont le PET (polyéthylène téréphtalate), HDPE (polyéthylène haute densité), LDPE (polyéthylène basse densité), PP (polypropylène), PS (polystyrène), PVC (chlorure de vinyle ou de polyvinyle), PC (polycarbonate), ABS (acrylonitrile butadiène styrène), pour n’en citer que quelques-uns, y compris des mélanges plus complexes.

L’identification et la séparation sont importantes dans la fabrication des polymères, car pour retraiter les déchets plastiques, les fabricants doivent s’assurer que les matériaux polymères sont aussi purs et propres que possible et, bien sûr, le prix que les fabricants paient aux recycleurs pour les déchets plastiques qu’ils fournissent en dépend. En outre, de faibles niveaux d’impuretés peuvent déjà affecter considérablement la qualité et le rendement d’un lot de recyclage complet. Dans ce contexte, les techniques de spectroscopie combinées à des modèles d’apprentissage automatique permettent d’introduire des automatismes importants et des contrôles de qualité sensibles aux besoins de l’industrie.