SPIENIANIE ODPADOWYCH TWORZYW SZTUCZNYCH

Podobne dokumenty
WŁAŚCIWOŚCI TERMOIZOLACYJNE WTÓRNEGO POLIETYLENU O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

TWORZYWA TERMOPLASTYCZNE O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

CHOOSEN PROPERTIES OF MULTIPLE RECYCLED PP/PS BLEND

METODYKA BADAŃ WYZNACZANIA ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ NAPRĘŻENIOWĄ ELEMENTÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH

POLIM. Ćwiczenie: Recykling materiałów polimerowych Opracowała: dr hab. Beata Grabowska. Ćwiczenie: Recykling materiałów polimerowych

TECHNOLOGIA WYTWARZANIA POROWANYCH śył ORAZ POWŁOK KABLI TECHNOLOGY OF PRODUCTION OF CELLULAR ARES OF A CABLES AND CABLE LAYERS

Analiza produkcji, zapotrzebowania oraz odzysku tworzyw sztucznych w Europie w 2011 roku.

Proekologiczna instalacja pilotażowa do produkcji emulsji asfaltowych modyfikowanych nanostrukturami z polimerów odpadowych

Instytut Keralla Research Raport sygnalny Sygn /448

Recyrkulacja tworzyw sztucznych w Polsce i w Europie

MATERIAŁY BIODEGRADOWALNE O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

Nieznane życie. tworzyw sztucznych

Usprawnienie segregacji odpadów z tworzyw sztucznych oraz koncepcja regeneracji odpadów poliuretanowych

Tworzywa sztuczne a opakowania wielomateriałowe

MORFOLOGIA ŻÓŁTEGO WORKA. Jacek Połomka Prezes Zarządu ZZO Sp. z o.o. w Marszowie, 19 września 2019 r., 55. Zjazd KFDZOM Arłamów

Opakowanie towarów. Towaroznawstwo. Tomasz Poskrobko

Plastik dobry, plastik zły

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

WYBRANE ASPEKTY WYTWARZANIA POWŁOK W PROCESIE PORUJĄCEGO WSPÓŁWYTŁACZANIA POWLEKAJĄCEGO. Tomasz Garbacz

Recykling tworzyw sztucznych na przykładzie butelek PET. Firma ELCEN Sp. z o.o.

Ekologia to eksperckim głosem o faktach

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/17. TOMASZ GARBACZ, Lublin, PL ANETA TOR-ŚWIĄTEK, Lublin, PL

Ponad ,00 TON rocznie!!!

SPRAWOZDANIE z BADAŃ Nr BP/135436/2016

R O Z P O R Z Ą D Z E N I E MINISTRA ŚRODOWISKA. z dnia... w sprawie oznaczania opakowań.

Publikacje pracowników Katedry Inżynierii Materiałowej w 2010 r.

AKTUALNY STAN I PLANOWANE ZMIANY PRAWA ODPADOWEGO W ASPEKCIE GOSPODARKI O OBIEGU ZAMKNIĘTYM

TECHNOLOGIA RECYKLINGU TECNOFER

TECHNOLOGIA RECYKLINGU TECNOFER

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/17. TOMASZ GARBACZ, Lublin, PL ANETA TOR-ŚWIĄTEK, Lublin, PL

Wpływ opakowań z tworzyw sztucznych na zużycie energii oraz na emisję gazów cieplarnianych w Europie z uwzględnieniem całego cyklu życia

Miasto Wojkowice. Osiągnięty w 2014r. poziom ograniczenia masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji przekazanych na składowisko 0%

ANALIZA PROCESU WYTŁACZANIA REAKTYWNEGO. Regina Jeziórska

ROZPORZĄ DZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia... w sprawie oznaczania opakowań.

Odpady nadające się ponownego przetworzenia są odpowiednio oznakowane. Zwracajcie więc uwagę na znaki i symbole umieszczane na opakowaniach

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

(13) B1 PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (51) IntCl6: C08L 21/00 C08L 23/06 C08L 23/12 C08J 9/06 C08K 5/20

Gospodarka o obiegu zamkniętym. wad ale trudne do pełnego wdrożenia. Konferencja POWER RING. rozwiązanie co do zasady pozbawione

Determination of the fuel properties of selected packaging waste from the municipal sector

POLKOR International, Sp. z o.o. Katalog Produktów SEANTEX (STX )

Biodegradowalne opakowania transportowe

Poli(estro-węglany) i poliuretany otrzymywane z surowców odnawialnych - pochodnych kwasu węglowego

Gospodarka odpadami komunalnymi w województwie lubelskim w 2014 roku

1. WPROWADZENIE. Aneta TOR ŚWIĄTEK Politechnika Lubelska, Katedra Procesów Polimerowych Lublin, ul. Nadbystrzycka 36

GOZ - europejska wizja kontra polskie realia. Krzysztof Hornicki INTERSEROH Organizacja Odzysku Opakowań S.A. Poznań, r.

Zakład Gospodarki Odpadami Komunalnymi Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością CENNIK. za przyjęcie i zagospodarowanie odpadów w

Zastosowania folii biodegradowalnych PLA w przemyśle opakowaniowym

Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

MATERIAŁY POLIMEROWE Polymer Materials. forma studiów: studia stacjonarne Liczba godzin/tydzień: 2W, 1L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ANALIZA STANU GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI NA TERENIE GMINY GARBATKA- LETNISKO ZA ROK 2016

WŁAŚCIWOŚCI I STRUKTURA POWŁOK TRÓJWARSTWOWYCH Z PVC MODYFIKOWANEGO ŚRODKIEM PORUJĄCYM. Aneta Tor

Odzysk i recykling założenia prawne. Opracowanie: Monika Rak i Mateusz Richert

1. Logo 2. Kody 3. Pojemniki na odpady 4. Co nam daje segregacja śmieci 5. Co robić z odpadami 6. Składowanie 7. Utylizacja 8. Kompostowanie 9.

Foamlite. Lekkość oznacza więcej korzyści. Termoplastyczne tworzywa sztuczne. Foamlite 07/2017

ANALIZA STANU GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI NA TERENIE GMINY MIASTO KROSNO ZA ROK 2018

Mariusz Rajca Katowice

Dr inŝ. Aneta Tor-Świątek Dr inŝ. Bronisław Samujło

Realne metody zmiany projektowania opakowań dla przemysłu spożywczego w świetle GOZ. dr Elżbieta ŚWIĘTEK oraz dr Krzysztof GARMAN

Wojciechów, kwiecień 2017 r.

ANALIZA STANU GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI NA TERENIE GMINY MIEJSKIEJ WĄGROWIEC ZA ROK 2016

Cywilizacja śmieci szansa czy zagrożenie?

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

Systemy wypełnień i amortyzacji FPI

ZNACZENIE POWŁOKI W INŻYNIERII POWIERZCHNI

Warszawa, dnia 29 września 2014 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 3 września 2014 r. w sprawie wzorów oznakowania opakowań

Wylewanie pianek miekkich i twardych - PUR. Pouring of soft and hard foams - PUR. TECHNOLOGIA POLIURETANÓW / POLYURETHANE TECHNOLOGY

Wykorzystanie poroforów w procesach przetwórstwa tworzyw polimerowych

Kierunki zagospodarowania odpadów tworzyw sztucznych w krajach Unii Europejskiej

Zasady gospodarowania odpadami. Zasady gospodarowania odpadami

ORGANIZACJA PRODUKCJI I LOGISTYKI W PRZEMYŚLE SAMOCHODOWYM

Nanokompozyty polimerowe. Grzegorz Nieradka Specjalista ds. procesu technologicznego Krosno,

KONCENTRATY BIAŁE INFORMACJE TECHNICZNE

WYKORZYSTANIE DRZEWNYCH ODPADÓW PRZEMYSŁOWYCH DO WYTWARZANIA KOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH

Współpraca z jednostkami B+R i uczelniami szansą na innowacyjny rozwój polskich przedsiębiorstw z sektora MŚP. Przykłady dobrych praktyk

Zastosowanie ekologicznych tworzyw kompozytowych. w aplikacjach wykonywanych metodą wtrysku dla przemysłu samochodowego

Wyzwania w gospodarce odpadami komunalnymi w świetle strategii wyznaczonej w krajowym planie gospodarki odpadami

Segregacja odpadów, czy to konieczne? Wojciech Bartkiewicz kl. III b Gimnazjum nr 5 im. M. Reja w Częstochowie

ZAGADNIENIA EGZAMINACYJNE (od roku ak. 2014/2015)

KALORYMETRYCZNA OCENA WPŁYWU POLISTYRENU NA KRYSTALIZACJĘ POLIPROPYLENU

Kampania edukacyjno-informacyjna

ROCZNA ANALIZA STANU GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI NA TERENIE GMINY KOŹMINEK ZA ROK 2016.

RECYKLING ODPADÓW TWORZYW SZTUCZNYCH POCHODZĄCYCH ZE ZUŻYTYCH SAMOCHODÓW PLASTICS WASTE RECYCLING FROM USED CARS

Zintegrowany system zagospodarowania tworzyw sztucznych ze strumienia odpadów komunalnych

DOBÓR KSZTAŁTEK DO SYSTEMÓW RUROWYCH.SZTYWNOŚCI OBWODOWE

CO WARTO WIEDZIEĆ O PLASTIKU I RECYKLINGU

AMARGO. Płyty PE HD, PP-H, PP-C, PP-FOAM, PP-TALK, Kasetony konstrukcyjne PP.

Alumetal rozwija nowoczesne technologie produkcji. Listopad 2017

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia... w sprawie określenia wzorów oznakowania opakowań 2

Granulowany węgiel aktywny z łupin orzechów kokosowych: BT bitumiczny AT - antracytowy 999-DL06

Pianosilikaty - porowate, ognioodporne i ekologiczne materiały termoizolacyjne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Gospodarka odpadami komunalnymi w województwie lubelskim w 2015 roku

Mg Mg Mg Mg

Wskaźnik szybkości płynięcia termoplastów

Przemysł cementowy w Gospodarce o Obiegu Zamkniętym

UPLASTYCZNIANIE W PROCESACH PRZETWÓRSTWA TWORZYW POLIMEROWYCH MELTING IN POLYMER PROCESSING

Urządzenie do rozkładu termicznego odpadów organicznych WGW-8 EU

ROCZNA ANALIZA STANU GOSPODARKI ODPADAMI KOMUNALNYMI NA TERENIE GMINY KOŹMINEK ZA ROK 2017.

Analiza stanu gospodarki odpadami komunalnymi na terenie Gminy Miejskiej Hel za 2014 rok

Transkrypt:

Joanna LUDWICZAK, Marek KOZŁOWSKI odpady z tworzyw sztucznych, struktura komórkowa, proces porowania SPIENIANIE ODPADOWYCH TWORZYW SZTUCZNYCH W pracy zaprezentowano koncepcję ponownego wykorzystania odpadowych tworzyw sztucznych poprzez wytworzenie struktury komórkowej. Przedstawiono zasady tworzenia struktur komórkowych w materiałach pierwotnych oraz odpadowych na przykładzie polietylenu niskiej gęstości (LDPE), który jest jednym z najczęściej wykorzystywanych tworzyw polimerowych w przemyśle opakowaniowym. Proces porowania tworzyw sztucznych pozwala na uzyskanie materiałów o małej gęstości, co przynosi korzyści ekonomiczne oraz ekologiczne ze względu na oszczędność surowców. Zaprezentowano wyniki badań procesu porowania polietylenu z wykorzystaniem metody ciągłej. Określono wpływ ilości środka porującego (CBA) na gęstość, morfologię oraz wielkość komórek spienionego LDPE. 1. WSTĘP Światowa produkcja tworzyw sztucznych w 2012 roku wyniosła 288 mln ton, co oznacza wzrost o 2,8% w odniesieniu do roku poprzedniego. Od wielu lat największym obszarem zastosowań tworzyw polimerowych jest sektor opakowaniowy, stanowiący 34,9% ogólnego zapotrzebowania na tworzywa sztuczne. Przemysł opakowań zdominowany jest przez butelki, folie, worki oraz różnego rodzaju pojemniki z polietylenu (PE), polipropylenu (PP), polistyrenu (PS) i poli(tereftalanu etylenu) (PET). Ilość wytworzonych odpadów w 2012 osiągnęła poziom ponad 25 milionów ton, z czego odpady opakowaniowe stanowią 62,2% wszystkich odpadów. W ciągu ostatnich pięciu lat zaobserwowano znaczący spadek ilości odpadowych tworzyw sztucznych składowanych na składowiskach, jednak wciąż składuje się 38,1% odpadów. Aby osiągnąć w Europie cel zero odpadów tworzyw sztucznych na składowiskach do roku 2020 należy stosować recykling tam, gdzie jest to tylko możliwe [5]. Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław.

490 J. LUDWICZAK, M. KOZŁOWSKI Jedną z metod zagospodarowania odpadów jest wytworzenie materiałów z tworzyw odpadowych, równocześnie nadając im nowe właściwości. Proces porowania umożliwia uzyskanie materiałów o strukturze komórkowej, o porach otwartych lub zamkniętych [2, 3, 6]. Korzyści płynące z wytworzenia struktury porowatej to głównie obniżenie masy gotowych produktów oraz zmniejszenie kosztów materiałowych. Do produkcji materiałów o strukturze komórkowej wykorzystuje się porofory chemiczne (CBA) lub fizyczne (PBA), będące źródłem gazu, który po rozpuszczeniu w polimerze, po dekompresji powoduje nukleację zarodków fazy gazowej oraz wzrost porów w matrycy polimerowej [1]. Materiały porowate stosowane są jako materiały biomedyczne, opakowania do żywności, części samochodowe i elementy samolotów o wysokiej wytrzymałości i dobrej izolacji akustycznej, sprzęt sportowy o zmniejszonej masie i dużą zdolnością pochłaniania energii [4]. Możliwość zagospodarowania nawet części odpadów poprzez wytworzenie materiałów o dobrych właściwościach izolacyjnych oraz niskiej gęstości pozwoli zarówno zmniejszyć ilość odpadów na składowiskach, jak również ograniczyć ilość surowców pierwotnych zużywanych do produkcji. 2. METODYKA BADAŃ Do procesu wytłaczania porującego użyto polietylen niskiej gęstości LDPE Malen E FGAN 23, D-003 firmy Basell Orlen Polyolefins, przeznaczony jest do wytwarzania folii opakowaniowej o dobrej jakości i grubości powyżej 25 m; typowe właściwości badanego materiału przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Typowe właściwości LDPE Malen E FGAN 23, D-003 Właściwości Metoda Wartość Gęstość PN EN ISO 1872-2 0,922 g/cm 3 Wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) PN EN ISO 1872-2 (190 C/2,16 kg) 0,70 g/10 min Temperatura topnienia PN EN ISO 1872-2 114 C Materiał odpadowy przygotowano przy użyciu wtryskarki BOY podczas 10 cykli przetwórczych w temperaturze 150-170-185-185-185 ºC. Do wytworzenia struktury porowatej użyto środek spieniający Hydrocerol CF firmy Clariant w ilości 0,5; 1,0; 2,0%. Proces porowania prowadzono metodą ciągłą przy użyciu wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura na poszczególnych strefach układu wynosiła 150-165-185-195- 165 ºC, prędkość wytłaczania 20 rpm. Otrzymano próbki o przekroju prostokątnym. Gęstość materiałów badano metodą hydrostatyczną, stosując wagę WPB210/C/1 firmy Radwag.

Spienianie odpadowych tworzyw sztucznych 491 Morfologię materiałów scharakteryzowano przy użyciu mikroskopu PZO Biolar PI przy powiększeniu ok. 60 razy. Próbki o grubości 0,1 mm do badań mikroskopowych przygotowano za pomocą mikrotomu. 3. WYNIKI BADAŃ I ICH OMÓWIENIE W celu określenia podatności polietylenu odpadowego do spieniania, oba materiały (pierwotny, odpadowy) poddano procesowi spieniania w tych samych warunkach. Ilość dodanego poroforu ma wpływ na gęstość LDPE, gęstość polietylenu zmniejsza się wraz ze wzrostem ilości CBA. Dodatek 0,5% środka porującego powoduje obniżenie gęstości, natomiast znaczne obniżenie gęstości w stosunku do polietylenu niespienionego (0,92 g/dm 3 ) uzyskano stosując 1,0% oraz 2,0% poroforu (rys 1). Nie odnotowano znacznego wpływu 10-krotnego recyklingu na gęstość LDPE, wartości gęstości materiału odpadowego zbliżone do materiału pierwotnego (w zakresie błędu pomiarowego). Rys. 1. Gęstość materiałów porowatych w zależności od ilości poroforu Ilość środka porującego ma również wpływ na morfologię materiałów. Jak pokazano na rys. 2 ilość wytwarzanych porów zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości poroforu. Dodatek małej ilości (0,5%) środka porującego powoduje powstanie komórek w polietylenie, jednak zwiększenie zawartości do 1,0 oraz 2,0% CBA powoduje

492 J. LUDWICZAK, M. KOZŁOWSKI powstanie struktury komórkowej o dużej ilości porów. Zdjęcia mikroskopowe uzyskane dla LDPE nie pokazują znacznych różnic w strukturze komórkowej materiału pierwotnego oraz odpadowego (rys. 2). Rys. 2. Morfologia materiałów porowatych w zależności od ilości poroforu Rys. 3. Morfologia materiałów porowatych w zależności od ilości poroforu W materiałach spienianych przy użyciu 0,5% CBA odnotowano największą średnią wielkość porów. Większa ilość środka porującego (1,0; 2,0%) powoduje wytworzenie większej ilości komórek, sąsiadujące pory utrudniają wzajemny wzrost. Dodatek 1,0% CBA spowodował zmniejszenie wymiarów porów do ok. 100 µm, zawartość 2,0% poroforu umożliwia otrzymanie komórek o średnicy ok. 80 µm (rys. 3).

Spienianie odpadowych tworzyw sztucznych 493 4. PODSUMOWANIE Technologia wytłaczania porującego może być wykorzystywana do uzyskania polietylenu o strukturze komórkowej w materiałach pierwotnych oraz odpadowych. Polietylen po 10 cyklach przetwórczych z powodzeniem może być poddawany procesowi porowania w warunkach niezmienionych w stosunku do polietylenu pierwotnego. Możliwe jest uzyskanie materiałów o małej gęstości (0,4 g/cm 3 ) za pomocą chemicznych środków porujących. Wykazano wpływ ilości środka porującego na strukturę komórkową polietylenu pierwotnego oraz odpadowego. LITERATURA [1] BALDWIN D.F., PARK C.B., SUH N.P., An extrusion system for the processing of microcellular polymer sheets: Shaping and cell growth control. Polymer Engineering & Science, 1996, Vol. 36, No 10, 1425 35. [2] KOZŁOWSKI M., Lightweight Plastic Materials. [w:] Thermoplastic Elastomers, El-Sonbati A. InTech; 2012. Pobrano z: http://www.intechopen.com/books/thermoplastic-elastomers/lightweightplastic-materials. [3] KOZŁOWSKI M., KOZŁOWSKA A., FRĄCKOWIAK S., Materiały polimerowe o strukturze komórkowej. Polimery. 2010;55(10):726 39. [4] PARK C.B., SUH N.P., Filamentary extrusion of microcellular polymers using a rapid decompressive element. Polymer Engineering & Science, 1996, Vol. 36, No 1, 34 48. [5] PLASTICS the Facts 2013, An analysis of European latest plastics production, demand and waste date. Pobrano z: http:/www.plasticeurope.co.uk. [6] RODEHEAVER B.A., COLTON J.S., Open-celled microcellular thermoplastic foam. Polymer Engineering & Science. 2001, Vol. 41, No 3, 380 400. FOAMING PROCESS OF PLASTICS WASTE The paper presents the concept of re-use of plastics waste by forming a cellular structure. The principles of the formation of cellular structures of raw and waste materials, on the example of low density polyethylene (LDPE), which is one of the most widely used polymer in the packaging industry. Foaming process allows to obtain a low density materials, which brings ecological and economic advantages due to the saving of raw materials. The influence of the amount of foaming agent (CBA) on the density, cellular morphology and pores size of the foamed LDPE were presented.