Grafene

Rick Lingle , Kate Bertrand Connolly 1 | 27 marzo 2023

Gerdau Graphene, San Paolo, Brasile, ha lanciato il masterbatch di polietilene (PE) Poly-G PE-07GM potenziato con grafene a livello globale, effettuando le prime vendite dell'additivo e stipulando un accordo di distribuzione con Sumitomo.

Il masterbatch PE, realizzato con grafene, un nanomateriale estremamente resistente costituito da carbonio densamente compattato, può essere utilizzato per produrre pellicole, profili e fogli estrusi che sono più resistenti e offrono prestazioni migliori rispetto ai prodotti PE convenzionali.

I vantaggi dell'additivo Gerdau includono costi di produzione ridotti e una quantità significativamente inferiore di rifiuti durante il ciclo di vita della plastica. Gli imballaggi flessibili realizzati utilizzando il materiale speciale possono essere riciclati come PE attraverso i programmi di riconsegna dei negozi.

I progetti pilota del masterbatch PE per varie applicazioni industriali, condotti negli stabilimenti di Gerdau prima della commercializzazione dell'additivo, includevano imballaggi flessibili per chiodi da costruzione.

I risultati di quel progetto pilota hanno mostrato che l’utilizzo di una pellicola in PE rinforzata con grafene più sottile del 25% per l’imballaggio dei chiodi ha comportato un numero notevolmente inferiore di forature nel prodotto, riducendo i rifiuti di imballaggio pre-consumo del 39% e aumentando la produttività del 7%.

Il masterbatch di Gerdau migliora le proprietà meccaniche e termiche del PE, ne migliora la lavorabilità e consente plastiche più sottili.

Il materiale risultante è più rigido e presenta una maggiore resistenza alla trazione rispetto al PE convenzionale, nonché una migliore barriera ai gas e una resistenza ai raggi UV. Il materiale potenziato con grafene ha anche un coefficiente di attrito inferiore, una migliore stabilità termica e una maggiore conduttività termica ed elettrica.

"Poly-G è un masterbatch adatto a tutte le applicazioni, non solo per l'imballaggio flessibile ma anche per l'imballaggio rigido e altri mercati come quello automobilistico, tessile, calzaturiero, elettronico e così via", spiega a PlasticsToday Alexandre Corrêa, CEO di Gerdau Graphene. .

"L'unico svantaggio dell'incorporazione del grafene nella plastica è un potenziale cambiamento di colore", riconosce. "Il grafene è di colore grigio scuro e, a seconda della quantità utilizzata, può avere un impatto minimo sul colore finale del prodotto, sebbene il polimero sia ancora traslucido. Non vi è alcun impatto negativo sulla lavorabilità e, nonostante il costo attuale del grafene, ne risultano vantaggi in termini di applicazione e costi in un valore netto positivo."

I masterbatch di Gerdau offrono vantaggi in termini di sostenibilità oltre a vantaggi in termini di prestazioni, lavorazione e costi. L’additivo al grafene consente ai produttori di plastica di realizzare prodotti in PE più resistenti e durevoli utilizzando molta meno resina vergine e con costi di produzione inferiori. La riduzione della resina vergine si traduce in meno rifiuti di PE post-consumo. I vantaggi a valle includono la riduzione degli scarti di produzione, del consumo di energia e dei trasporti.

Da notare in particolare: il PE arricchito con grafene può essere riciclato.

"Poly-G PE-07GM è riciclabile al 100% con altro polietilene e i prodotti contenenti Poly-G possono essere smaltiti come qualsiasi altro nei programmi di raccolta differenziata. A fine vita, i prodotti con Poly-G PE-07GM possono essere riciclati meccanicamente e possono essere reintrodotti per produrre nuovi prodotti", afferma Corrêa.

Poche altre aziende offrono masterbatch di grafene, ma la capacità dell'additivo Gerdau di disperdere il grafene nella massa polimerica lo distingue. "Il nostro prodotto è una soluzione plug-and-play, il che significa che non sono necessari aggiustamenti nella lavorazione e che i risultati che abbiamo visto in laboratorio e le applicazioni nel mondo reale indicano che Poly-G garantisce una buona dispersione di grafene e prestazioni", spiega Corrêa.

Per supportare la commercializzazione del suo additivo al grafene, Gerdau ha collaborato con Sumitomo per importare e distribuire masterbatch Poly-G PE-07GM in Giappone.

"Siamo entusiasti di collaborare con Gerdau Graphene per portare i loro masterbatch di alta qualità potenziati con grafene sul mercato giapponese", afferma Naoyuki Tokunaga, direttore generale del dipartimento carbonio di Sumitomo.

"Negli ultimi anni, c'è stata una forte spinta verso la sostenibilità in Giappone e crediamo che gli additivi al grafene saranno un materiale chiave per supportare i nostri clienti locali nel portare prodotti migliori sul mercato locale", aggiunge Tokunaga.