Badania nad zagospodarowaniem odpadów chemicznie sieciowanego polietylenu komórkowego

Podobne dokumenty
SPIENIANIE ODPADOWYCH TWORZYW SZTUCZNYCH

PL B1. Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. I. Mościckiego,Warszawa,PL BUP 07/03

(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

WŁAŚCIWOŚCI TERMOIZOLACYJNE WTÓRNEGO POLIETYLENU O STRUKTURZE KOMÓRKOWEJ

PL B1. INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL BUP 22/13

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII POLIMERÓW

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1256 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

PL B1. POLWAX SPÓŁKA AKCYJNA, Jasło, PL BUP 21/12. IZABELA ROBAK, Chorzów, PL GRZEGORZ KUBOSZ, Czechowice-Dziedzice, PL

Wydanie nr 9 Data wydania: 11 lutego 2016 r.

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

CHOOSEN PROPERTIES OF MULTIPLE RECYCLED PP/PS BLEND

W ETAPIE I projektu scharakteryzowany zostanie proces ciągłej dewulkanizacji termomechanicznej w różnych warunkach (temperatura, prędkość obrotowa,

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1256 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 237

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

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

PL B1. INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH I BARWNIKÓW, Toruń, PL BUP 10/13

Janusz Datta, Marcin Włoch INŻYNIERIA ELASTOMERÓW

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

RóŜnica temperatur wynosi 20 st.c. Ile wynosi ta róŝnica wyraŝona w K (st. Kelwina)? A. 273 B. -20 C. 293 D. 20

Opis modułu kształcenia Chemia, technologia otrzymywania oraz materiałoznawstwo polimerów i tworzyw sztucznych

PL B1. Kompozycja polistyrenowa o ograniczonej palności i sposób wytwarzania kompozycji polistyrenowej o ograniczonej palności

Technologia Materiałów Drogowych ćwiczenia laboratoryjne

Publikacje pracowników Katedry Inżynierii Materiałowej w 2010 r.

PL B1. Sposób wytwarzania płyty kompozytowej na bazie tetra paków oraz płyta kompozytowa na bazie tetra paków

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 237

ANALIZA PROCESU WYTŁACZANIA REAKTYWNEGO. Regina Jeziórska

Wskaźnik szybkości płynięcia termoplastów

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Urządzenie do rozkładu termicznego odpadów organicznych WGW-8 EU

PL B1. INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL BUP 10/10

OPIS PATENTOWY PL B1

Materiały poliuretanowe

Katedra Chemii i Technologii Polimerów prowadzi działalność dydaktyczną w ramach studiów I i II stopnia oraz kształci doktorantów. Prowadzone badania

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

INFLUENCE OF MONTMORILLONITE CONTENT ON MASS FLOW RATE COMPOSITE OF THE POLYAMIDE MATRIX COMPOSITE

Nowoczesne technologie recyklingu materiałowego

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

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

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

UNIWERSYTET OPOLSKI - KONSORCJANT NR 8. projektu pt.: Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

WYTRZYMAŁOŚĆ POŁĄCZEŃ KLEJOWYCH WYKONANYCH NA BAZIE KLEJÓW EPOKSYDOWYCH MODYFIKOWANYCH MONTMORYLONITEM

Projekt: Nowe przyjazne dla środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

APROBATA TECHNICZNA ITB AT /2012

Badania wybranych w³aœciwoœci mechanicznych wyrobów z poliamidów i innych tworzyw konstrukcyjnych (uzupe³nienie)

RECYKLING MATERIAŁOWY ODPADÓW TETRA PAKU MATERIAL RECYCLING OF TETRA PAK WASTE

Nowe przyjazne dla Środowiska kompozyty polimerowe z wykorzystaniem surowców odnawialnych

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

MAKROKIERUNEK NANOTECHNOLOGIE i NANOMATERIAŁY

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

Raport z badań betonu zbrojonego włóknami pochodzącymi z recyklingu opon

WYNIKI BADAŃ. Otrzymane wyniki podzielono na kilka grup, obejmujące swym zakresem: Parametry charakteryzujące wyrób.

BADANIA WPŁYWU NANONAPEŁNIACZA NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE RECYKLATÓW GUMOWYCH

ĆWICZENIE. Oznaczanie szybkości relaksacji naprężeń wulkanizatów

PL B1. KRAUS FOLIE SPÓŁKA JAWNA, Kalisz, PL BUP 15/12. MARCIN KRAUS, Kalisz, PL WUP 08/14. rzecz. pat.

Właściwości tworzyw autoklawizowanych otrzymanych z udziałem popiołów dennych

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

INFLUENCE OF THE PEST CONTROL PRODUCTS ON THE MECHANICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF THE PEHD AND PELD

P L O ITECH C N H I N KA K A WR

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

P L A N S T U D I Ó W Kierunek : TECHNOLOGIE OCHRONY ŚRODOWISKA Politechnika Poznańska

BADANIE MMA Z DODATKIEM GRANULATU GUMOWEGO. Wykonali: Tomasz Kurc Waldemar Gancarz

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

RHEOTEST Medingen Reometr RHEOTEST RN: Zakres zastosowań Smary

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

INFLUENCE OF REPROCESSING ON FRACTURE AND STRUCTURE OF ABS AND PC/ABS BLENDS

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

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

PUREX NG-0428 / HG Przegląd:

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

P L A N S T U D I Ó W Kierunek : TECHNOLOGIA CHEMICZNA Politechnika Poznańska

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Możliwości wykorzystania frakcjonowanych UPS z kotłów fluidalnych w produkcji zapraw murarskich i tynkarskich

Opis modułu kształcenia Technologia tworzyw sztucznych

LABORATORIUM z PRZEDMIOTU TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE. Instrukcja laboratoryjna do ćwiczenia nr 3 Technologia kształtowania wyrobów z tworzyw sztucznych

Badania elementów kominowych

ZESTAW ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN MAGISTERSKI DLA KIERUNKU INŻYNIERIA BIOTWORZYW. Reologia biotworzyw

PL B1. Sposób wytwarzania modyfikatora do polistyrenu niskoudarowego i zmodyfikowany polistyren niskoudarowy

OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW TECHNICZNYCH I EKONOMICZNYCH SIECIOWANYCH RADIACYJNIE, POLIETYLENOWYCH WYROBÓW TERMOKURCZLIWYCH =.

PARAMETRY FIZYKOCHEMICZNE BADANYCH PALIW Z ODPADÓW

Sposób przygotowania i przechowywania odpadowych tworzyw sztucznych dla procesów termodestrukcyjnych. (74) Pełnomocnik:

Odporność cieplna ARPRO może mieć kluczowe znaczenie w zależności od zastosowania. Wersja 02

PLAN STUDIÓW NR VI. STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA (3,5-letnie inżynierskie)

METODYKA BADAŃ WYZNACZANIA ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ NAPRĘŻENIOWĄ ELEMENTÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH

Koncentraty z NAPEŁNIACZAMI opartymi na CaSO4

Opis modułu kształcenia Przetwórstwo tworzyw sztucznych

Ocena zmian wytrzymałości na ściskanie trzech grup elementów murowych w zależności od stopnia ich zawilgocenia

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)175891

PLAN STUDIÓW NR II PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI POZIOM STUDIÓW: STUDIA DRUGIEGO STOPNIA (1,5-roczne magisterskie) FORMA STUDIÓW:

Termoplastyczne kompozyty poliuretanowo-gumowe

KATEDRA PROCESÓW I URZĄDZEŃ PRZEMYSŁU SPOŻYWCZEGO

Kaolin stosowany jest, obok kredy, talku czy krzemionki

KOMPOZYTY POLIMEROWE Z ODPADAMI WŁÓKIEN POLIAMIDOWYCH

SPRAWOZDANIE z BADAŃ Nr BP/135436/2016

Badania wytrzymałościowe

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 154

Transkrypt:

Ryszard Szulc a,*, Stanisław Kudła a, Joanna Barton b a Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, Kędzierzyn-Koźle; b Uniwersytet Opolski Study on utilization of cross-linked polyethylene foams Badania nad zagospodarowaniem odpadów chemicznie sieciowanego polietylenu komórkowego Please cite as: Przem. Chem. 2013, 92, 10, 1802. Cross-linked polyethylene foam waste was thermomech. degraded and blended with virgin polyolefins in a kalender or rheomixer at 150 C. The blends were foamed with azodicarbonamide and crosslinked with (PhCMe 2 O) 2 at 220 C and studied for tensile strength, elongation at break and melt flow index. The addn. of blends did not result in any substantial deterioration of the foam properties. Odpadową piankę z polietylenu sieciowanego poddano obróbce termomechanicznej w celu zniszczenia jej struktury komórkowej. Do takiego materiału wprowadzano wybrane poliolefiny pierwotne, otrzymując mieszanki o dobrych właściwościach przetwórczych, które zostały użyte jako składniki tworzyw przeznaczonych do wytwarzania sieciowanych tworzyw porowanych. Stwierdzono, że w niektórych przypadkach możliwe jest użycie sieciowanego odpadu do wytwarzania wyrobów porowanych o bardzo dobrych właściwościach. Technologia wytwarzania sieciowanego polietylenu komórkowego opiera się na reakcji sieciowania, prowadzonej najczęściej przy użyciu nadtlenków organicznych. Jest to reakcja nieodwracalna, prowadząca do powstania wiązań poprzecznych węgiel-węgiel między sąsiednimi łańcuchami polietylenu i umożliwiająca powstanie sieci przestrzennej stabilizującej struktury komórkowe tworzące się przy produkcji wyrobów porowanych z użyciem poroforu chemicznego 1). Obecność sieci przestrzennej poprawia właściwości użytkowe wyrobów komórkowych, ale z drugiej strony jest powodem problemów związanych z recyklingiem materiałów tego typu. Stopień usieciowania zależy od stężenia nadtlenku, rodzaju polimeru, zawartości poroforu i innych dodatków 2). Wysoka jego wartość uniemożliwia zawracanie odpadów do produkcji, co jest rutynowo praktykowane w przypadku polietylenu komórkowego niesieciowanego. Proces chemicznego sieciowania polietylenu można porównać z procesem wulkanizacji kauczuku w celu otrzymania gumy, np. do produkcji opon samochodowych 3). Recykling wulkanizatów gumowych realizuje się przez pirolizę i spalanie 4) oraz rozdrabnianie, np. kriogeniczne 5), lub za pomocą wytłaczarek dwu- lub jednoślimakowych 6). Znaczne ilości ciepła generowane w wyniku tarcia z powodu dużych sił ścinających prowadzą do częściowej degradacji odpadowego usieciowanego polimeru 7). Jedną z nowocześniejszych i rokujących duże nadzieje metod odzysku jest dewulkanizacja metodą ultradźwiękową 8, 9), ale wymaga ona dużych nakładów finansowych. Znane możliwości rozwiązania problemu zagospodarowania usieciowanych polimerów, szczególnie o bardzo małej gęstości, nie są wystarczająco satysfakcjonujące dla producentów sieciowanego polietylenu komórkowego, głównie ze względów ekonomicznych. Interesującą metodę zagospodarowania odpadów tego typu przedstawia angielski opis patentowy 10). Zgodnie z nim proces zagospodarowania odpadowego polietylenu o gęstości 220 230 kg/m 3, usieciowanego w ok. 63, składa się z trzech etapów. W pierwszym prowadzi się rozdrabnianie odpadu, który w etapie drugim wprowadza się do wytłaczarki w temp. powyżej 170 C w celu uplastycznienia i częściowego zmniejszenia stopnia usieciowania, zaś w trzecim etapie prowadzi się, również w wytłaczarce, homogenizację częściowo zdegradowanego odpadu z poliolefiną termoplastyczną. Otrzymana mieszanina została Inż. Ryszard SZULC w roku 1981 ukończył studia na Wydziale Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Jest specjalistą badawczo-technicznym i pełni funkcję zastępcy kierownika Zakładu Poliolefin w Instytucie Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia w Kędzierzynie-Koźlu. Specjalność chemia i technologia organiczna. * Autor do korespondencji: Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia, ul. Energetyków 9, 47-225 Kędzierzyn-Koźle; tel.: (77) 487-31-87; faks: (77) 487-30-60; e-mail: szulc.r@icso.com.pl Dr Stanisław KUDŁA w roku 1982 ukończył studia na Wydziale Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego. Po studiach podjął pracę zawodową w Instytucie Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia w Kędzierzynie- Koźlu, gdzie pracuje do dnia dzisiejszego. W 1995 r. uzyskał stopień doktora nauk chemicznych na Wydziale Chemicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. W ICSO jest zatrudniony na stanowisku adiunkta. Specjalność chemia, fizykochemia i technologia polimerów i tworzyw sztucznych. 1802 92/10(2013)

użyta w składzie kompozycji do powtórnego wytwarzania usieciowanych polietylenowych wyrobów piankowych. Podano, że wyroby te miały właściwości zbliżone do właściwości wyrobów otrzymanych przy użyciu polietylenu pierwotnego. Szacuje się, że przy produkcji sieciowanego chemicznie polietylenu piankowego 10 20 jego masy nie przechodzi pozytywnej oceny kontroli jakości, co znacząco zmniejsza rentowność produkcji. Celowe jest więc umożliwienie powtórnego przerobu takiego odpadu przez opracowanie technologii jego recyklingu materiałowego. Obecnie odpady te są utylizowane przez spalanie z odzyskiem energii, jednak za tę usługę firma produkująca wyroby piankowe ponosi dodatkowe koszty. Koncepcję badawczą wynikającą z analizy literaturowej oraz własnego doświadczenia dotyczącego wyrobów piankowych, sieciowanych zarówno chemicznie, jak i radiacyjnie, w tym również w aspekcie zagospodarowania ich odpadów 11 14), oparto na koncepcji procesu termomechanicznego, w wyniku którego dochodzi najpierw do zniszczenia struktury komórkowej odpadu, a następnie rozproszenia jego cząstek w matrycy polimeru termoplastycznego do postaci umożliwiającej dalsze przetwórstwo klasycznymi metodami. Część doświadczalna Surowce Odpadowy, sieciowany polietylen komórkowy, gęstość ok. 30 kg/m 3, stopień usieciowania ok. 50, otrzymano z firmy Joongpol Sp. z o.o. w Mielcu w postaci arkuszy grubości 5 20 mm. Nie wykazywał on zdolności do płynięcia pod obciążeniem w temp. 190 C (WSP = 0). Jako polimery pierwotne stosowano polietyleny małej gęstości (PE- LD) Malen E, FGNX 23 D022 prod. Lyondell Basell Polymers (PE1) oraz Bralen FB 08 64 prod. Slovnaft TVK (PE2), kopolimer etylen-buten Engage 7467 (E7) i kopolimer etylen-okten Engage 8180 (E8) prod. Dow Chemical Company, kopolimer etylen-octan winylu Escorene Ultra EVA UL 00328 (EVA) prod. firmy Exxon Chemical oraz polietylen liniowy małej gęstości (PE-LLD) Flexirene FF25 (LL) prod. Polimeri Europa. Jako dodatki do tworzyw stosowano porofor Cellcom AC 9000F (azodikarbonamid) prod. Kum Yang Co. Ltd., nadtlenek dikumylu DCUP-1, prod. Peroxide Chemie, oraz monostearynian glicerolu (MSG) Ergowax GS, prod. Boryszew SA. Aparatura Stosowano walcarkę olejową MGN-300, reomikser Haake PolyLab QC, prasę hydrauliczną z płytami grzewczymi, typ PHM-30, prasę hydrauliczną z płytami chłodzącymi, maszynę wytrzymałościową Instron 4466, twardościomierz Shore`a A, zestaw do oznaczania liczby żelowej, zestaw do oznaczania gęstości AG-204 prod. Mettler-Toledo, komorę cieplną Heraeus UT6050HS z wymuszonym obiegiem powietrza, z szybą umożliwiającą obserwację jej wnętrza oraz skaningowy mikroskop elektronowy Hitachi TM 3000. Metodyka badań 92/10(2013) Mgr Joanna BARTON w roku 2011 ukończyła studia na Wydziale Chemii Uniwersytetu Opolskiego. Obecnie jest słuchaczem Środowiskowego Studium Doktoranckiego Uniwersytetu Opolskiego i Politechniki Wrocławskiej. Specjalność badania dotyczące oceny właściwości fungistatycznych kompozytów polimerowych i polimerowo-drzewnych, badania procesów biodegradacji kompozytów polimerowych i polimerowo-drzewnych, modyfikacja poliolefin. Proces wytwarzania mieszanin odpadu i pierwotnych termoplastów prowadzono dwoma sposobami. W pierwszym stosowano dwuwalcarkę ze szczeliną pomiędzy walcami regulowaną od 0,05 do 1,5 mm, ogrzaną do temp. 150 C, przy obrotach walców 30 rpm. Odpadową piankę wprowadzano do szczeliny między walcami (1,5 mm), a po jej rozgrzaniu, w wyniku zmniejszania szerokości szczeliny, powodowano zanik struktury komórkowej aż do uzyskania litego tworzywa. Do tak spreparowanego odpadu wprowadzano polimer pierwotny w stosunku masowym 1:1, a następnie homogenizowano całość przez 5 min, przy szczelinie 1 mm. Otrzymane tworzywo schładzano w prasie pod ciśnieniem, otrzymując kompozycję w formie arkusza grubości 2 4 mm. W przypadku pierwotnego polietylenu małej gęstości oraz polietylenu liniowego stosowano również ich mieszanki z 1-proc. dodatkiem MSG. W drugim sposobie do wytwarzania mieszanek wykorzystywano reomikser. Do nagrzanej do 150 C komory wprowadzano pocięty odpad, który był wciągany przez ślimaki reomiksera obracające się z prędkością 30 rpm. Czas mieszania wynosił 5 min i był wystarczający do zniszczenia struktury komórkowej. Następnie wprowadzano do komory polimer termoplastyczny i homogenizację prowadzono przez 5 min, czemu towarzyszył wzrost temp. do ok. 170 C. W próbach z użyciem MSG prowadzono trzeci, również 5-minutowy, etap homogenizacji. Tworzywo chłodzono jak w metodzie pierwszej. Dla otrzymanych kompozycji oznaczano gęstość wg PN-EN ISO 1183-1, stopień usieciowania wg PN-EN 579, wskaźnik szybkości płynięcia wg PN-EN ISO 1133 (WSP w 190 C pod obciążeniem 5 kg) i właściwości wytrzymałościowe wg PN-EN ISO 527 (wytrzymałość na rozciąganie WR oraz wydłużenie względne przy zerwaniu WW). Jako końcowy wynik pomiaru przyjmowano średnią z 3 5 oznaczeń. Z części kompozycji prasowano folie w celu określenia morfologii przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Otrzymane mieszanki zostały następnie użyte do wytworzenia kompozycji przeznaczonych do spieniania. Ich bazą był PE2, który stanowił 55,1 masy kompozycji, mieszanka odpadu i polimeru pierwotnego stanowiła 30, azodikarbonamid 14,5, zaś nadtlenek dikumylu 0,4. Kompozycje te przygotowywano metodą walcowania w temp. 110 130 C przez 5 min, a następnie schładzano w prasie pod ciśnieniem, po czym wycinano próbki i ponownie prasowano. Rozgrzaną formę z kompozycją przenoszono do drugiej prasy, gdzie prowadzono chłodzenie przez 5 min. Z otrzymywanych w ten sposób wyprasek wycinano po 3 kształtki o wymiarach 40 40 1 1,5 mm. Kształtki te służyły do prowadzenia procesu porowania w komorze nagrzanej do 220 C. Czas spieniania ustalano na podstawie obserwacji zachowania kształtek w komorze. Po zakończeniu spieniania wyjmowano wytworzoną piankę i umieszczano ją między dwiema zimnymi płytami stalowymi w celu wyrównania jej powierzchni. Próbki klimatyzowano przez 72 h w temp. 23 C przy wilgotności względnej 60, po czym wycinano z nich kształtki do badań. Określano gęstość pozorną całkowitą, stopień usieciowania i właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu wg PN-EN ISO-1798 oraz poddawano je obserwacji w celu określenia stopnia jednorodności struktury komórkowej. Wykonano także fotografie SEM. Omówienie wyników badań Mieszanki polimerów W tabeli 1 przedstawiono właściwości mieszanek złożonych z odpadu zdyspergowanego przy użyciu walcarki w równej masowo ilości poliolefiny pierwotnej, także z 1-proc. dodatkiem MSG. Wytworzenie takich mieszanek pozwoliło uzyskać w niektórych przypadkach tworzywa, które płynęły w temp. 190 o C pod obciążeniem 5 kg. Masowy wskaźnik szybkości płynięcia, w zależności od użytego polimeru pierwotnego, mieścił się w zakresie 0 1,46 g/10 min. Wytrzymałość mieszanek na rozciąganie była dobra, gdyż wynosiła 11,6 19,8 MPa, zaś wydłużenie przy zerwaniu mieściło się w zakresie 260 400. Na rys. 1 przedstawiono fotografie SEM tych mieszanek. Widoczne na nich cząstki o wymiarach 1 4 µm to krzemionka lub talk zawarte w odpadzie. Mogą one w sposób pośredni świadczyć o dystrybucji rozdrobnionego odpadu w ciągłej osnowie polimeru pierwotnego, jednak 1803

Table 1. Properties of blends of waste and primary polyolefins (1:1 ratio) produced in a calender Tabela 1. Właściwości mieszanin odpadu rozproszonego przy użyciu walcarki w wybranych poliolefinach pierwotnych. Stosunek masowy obu frakcji 1:1 Próba Symbol polimeru pierwotnego Liczba żelowa, WSP, g/10 min WR, MPa WW, Gęstość, g/cm 3 1W E8 22,2 0,19 16,5 370 0,913 3W E7 29,3 0,23 11,6 400 0,914 4W PE1 21,0 0,42 14,0 260 0,944 5W EVA 19,5 1,46 13,6 270 0,958 6W LL 22,4 0,15 19,8 290 0,942 7W PE1 + 1 MSG 29,2 nie płynie 14,1 460 0,942 8W LL + 1 MSG 26,4 nie płynie 20,4 610 0,941 wyciąganie dalej idących wniosków co do morfologii badanych układów wymaga przeprowadzenia dalszych prac. Zastosowanie dodatku MSG w ilości 1 mas. uniemożliwiło płynięcie dwóch tworzyw w 190 o C, ale jednocześnie spowodowało wyraźny wzrost wartości wydłużenia względnego przy zerwaniu. W tabeli 2 przedstawiono właściwości mieszanek o składach takich samych, jak przedstawione w tabeli 1, ale wykonane przy użyciu reomiksera. Wytworzone w ten sposób mieszanki nie płynęły w temp. 190 C pod obciążeniem 5 kg. Ich wytrzymałość na rozciąganie była nieco większa, a wydłużenie przy zerwaniu wyraźnie większe niż próbek wytworzonych przy użyciu walców. Jednak dodatek 1 MSG powodował tym razem spadek wartości wydłużenia względnego przy Fig. 1. SEM images of blends of waste and virgin polymers produced in calender: 1W and 2W E8, 3W E7, 4W PE1, 5W EVA, 6W LL, 7W PE1 + 1 MSG and 8W LL + 1 MSG; magnification 5000 Rys. 1. Fotografie SEM sporządzonych przy użyciu walcarki mieszanek odpadu z polimerami pierwotnymi; 1W i 2W E8, 3W E7, 4W PE1, 5W EVA, 6W LL, 7W PE1 + 1 MSG i 8W LL + 1 MSG, powiększenie 5000 1804 92/10(2013)

Table 2. Properties of blends of waste and primary polyolefins (1:1 ratio) produced in a rheomixer Tabela 2. Właściwości mieszanin odpadu rozproszonego przy użyciu reomiksera w wybranych poliolefinach pierwotnych. Stosunek masowy obu frakcji 1:1 Próba Symbol polimeru pierwotnego Liczba żelowa, WSP, g/10 min WR, MPa WW, Gęstość, g/cm 3 1H E8 26,0 nie płynie 18,4 660 0,907 3H E7 25,5 nie płynie 14,2 790 0,912 4H PE1 22,0 nie płynie 14,3 430 0,943 5H EVA 13,7 nie płynie 13,7 510 0,957 6H LL 21,9 nie płynie 22,5 630 0,940 7H PE1 + 1 MSG 25,4 nie płynie 9,98 210 0,935 8H LL + 1 MSG 27,0 nie płynie 20,7 580 0,940 zerwaniu w stosunku do analogicznych próbek bez tego związku. Fotografie SEM tej grupy tworzyw zamieszczono na rys. 2. Tworzywa porowane W tabeli 3 przedstawiono właściwości tworzyw porowanych wytworzonych z 30-proc. udziałem mieszanek 1:1 odpadu i polimerów pierwotnych. Dla porównania przedstawiono właściwości tworzywa bez dodatku takiej mieszanki. Jako wzorcową traktowano piankę wytworzoną z kompozycji o recepturze 0/p1. Struktura tej pianki była regularna, a średni rozmiar komórek wynosił ok. 600 µm. Zbliżone właściwościami pianki udało się wytworzyć z kompozycji zawierających mieszanki odpadu oraz polimerów pierwotnych: pianka E8 o gęstości 35 kg/m 3, pianka E7 o gęstości 34 kg/m 3, pianka PE1 o gęstości 34 kg/m 3 oraz pianka PE1 + 1 MSG o gęstości 37 kg/m 3. Pianki wytworzone z użyciem mieszanek odpadu oraz kopolimeru EVA oraz PE-LLD, także z 1 MSG, Fig. 2. SEM images of blends of waste and virgin polymers produced in rheomixer: 1H and 2H E8, 3H E7, 4H PE1, 5H EVA, 6H LL, 7H PE1 + 1 MSG and 8H LL + 1 MSG; magnification 5000 Rys. 2. Fotografie SEM sporządzonych przy użyciu reomiksera mieszanek odpadu z polimerami pierwotnymi: 1H i 2H E8, 3H E7, 4H PE1, 5H EVA, 6H LL, 7H PE1 + 1 MSG i 8H LL + 1 MSG; powiększenie 5000 92/10(2013) 1805

Table 3. Properties of crosslinked polyethylene foams produced with use of crosslinked polyethylene waste Tabela 3. Właściwości sieciowanych pianek polietylenowych wytworzonych z udziałem odpadu sieciowanej pianki polietylenowej Próba Symbol polimeru pierwotnego 0/p1 brak 1/p2 E8 2/p3 E7 4/p4 PE1 5/p5 EVA 6/p6 LL 15,0 7/p7 PE1 + MSG 8/p8 LL + MSG Temperatura spieniania, C Czas spieniania, s Gęstość, kg/m 3 Liczba żelowa, WR, MPa WW, Ocena wizualna 220 230 47 52,5 0,44 126 regularna 220 240 43 53,5 0,48 140 regularna 220 250 38 50,1 0,39 129 regularna 180 480+ 47 52,5 0,48 113 pomarszczona 220 240 35 57,5 0,39 147 regularna 220 250 35 56,7 0,39 134 regularna 175 180+ 43 53,7 0,42 158 pomarszczona 180 480+ 40 52,4 0,37 96 regularna 220 210 34 52,8 0,38 156 pomarszczona 180 180+ 43 47,6 0,42 111 regularna 220 220 35 49,2 0,39 108 regularna 220 230 34 50,8 0,39 117 regularna 180 180+ 36 51,0 0,36 112 regularna 220 200 38 52,7 0,41 136 popękana 220 220 40 49,9 0,34 107 popękana 180 180+ 35 57,3 0,38 80 pomarszczona 220 215 34 59,4 0,45 112 popękana 220 230 33 57,5 0,45 106 nieregularna 220 200 37 51,3 0,40 113 regularna 220 210 36 52,8 0,40 104 regularna 220 225 40 49,7 0,35 72 regularna 220 220 35 57,5 0,49 119 nieregularna 220 230 36 58,4 0,36 67 nieregularna 220 240 35 59,8 0,38 78 nieregularna miały nieregularną strukturę i były wewnątrz popękane. Na rys. 3 przedstawiono fotografie wytworzonych pianek w powiększeniu 100-krotnym. Można założyć, że właściwości wytworzonych pianek wynikały głównie z morfologii stosowanych mieszanek odpadu i polimeru pierwotnego (rys. 1 i 2). Szczególnie na rys. 2 widać niejednorodną strukturę mieszanki wytworzonej z użyciem kopolimeru EVA, a także PE-LLD z dodatkiem MSG. Taka niejednorodność materiału jest bardzo prawdopodobną przyczyną nieregularności kształtu komórek i pękania porów. Podsumowanie Zbadano możliwość zagospodarowania odpadów sieciowanego polietylenu komórkowego poprzez recykling materiałowy, stosując w tym celu walcarkę i reomikser. W temp. 120 150 C prowadzono proces mieszania odpadów w tych urządzeniach, któremu towarzyszyło zniszczenie struktury komórkowej. Homogenizacja tak modyfikowanego odpadu z poliolefinami pierwotnymi pozwoliła uzyskać makroskopowo jednorodne mieszaniny o korzystnych właściwościach wytrzymałościowych. Najważniejsze jednak, że mieszanki zawierające 50 odpadu sieciowanego, otrzymane przy użyciu walcarki wykazywały zdolność do płynięcia, co otwiera drogę do powtórnego użycia takich odpadów w kompozycjach przeznaczonych do wytwarzania sieciowanych wyrobów porowanych. Stosując w składzie kompozycji przeznaczonej do spieniania 30-proc. udział mieszanki odpadu z poliolefiną pierwotną o stosunku masowym 1:1, można wytwarzać dobre jakościowo wyroby porowane o właściwościach porównywalnych z właściwościami wyrobów wytwarzanych na bazie wyłącznie polietylenu pierwotnego. Szczególnie korzystne okazało się użycie polietylenu małej gęstości oraz kopolimerów etylen-buten lub etylen-okten. Gorsze wyniki uzyskano dla kopolimeru etylen-octan winylu oraz liniowego polietylenu małej gęstości. Stwierdzono różnice we właściwościach tworzyw wytworzonych przy użyciu walcarki bądź reomiksera. Mieszanki odpadu wykonane przy użyciu dwuwalcarki płynęły w 190 C pod obciążeniem 5 kg, podczas gdy analogiczne mieszanki wykonane przy użyciu reomiksera nie miały tej cechy. Dodatek 1 MSG zmniejszał płynność mieszaniny odpadu zarówno z PE-LD, jak i z PE-LLD, więc jego użycie w opracowywanych recepturach nie jest wskazane. Otrzymano: 05-07-2013 1806 92/10(2013)

0/p1 (bez odpadu) 2/p2 (E8) 3/p3 (E7) 4/p4 (PE1) 5/p5 (EVA) 6/p6 (LL) 7/p7 (PE1 + MSG) 8/p8 (LL + MSG) Fig. 3. SEM images of the chemically crosslinked foams; magnification 100 Rys. 3. Fotografie SEM pianek sieciowanych chemicznie; powiększenie 100 LITERATURA 1. C.P. Park, [w:] Handbook of polymeric foams and foam technology, (red. D. Klempner i V. Sendijarevic), Hanser Publishers, Munich 2004 r., 249. 2. M. Davari, K. Razavi Agjeh, S.M. Seraji, J. Apl. Polym. Sci. 2012, 124, 2789. 3. J.R. White, S.K. De, Poradnik technologa gumy, IPGum Stomil w Piastowie, 2003 r., 53. 4. W. Kaminsky, H. Sinn, [w:] Recykling and recovery of plastics, (red. J. Brandrup, M. Bittner, W. Michaeli i G. Menges), Hanser Publishers, Munich 1996 r., 434. 5. W. Klingensmith, K. Baranwal, Rubber World 1998, 218, 41. 6. K. Khait, J. M. Torkelson, Polym. Plast. Techn. Eng. 1999, 38, 445. 7. E. Bilgili, H. Arastoopour, B. Bernstein, Rubber Chem. Technol. 2000, 73, 340. 8. Pat. USA 5 258 413 (1994). 9. Pat. USA 5 284 625 (1994). 10. Pat. bryt. 2 200 121 A (1988). 11. R. Szulc, Przem. Chem. 2009, 88, 1074. 12. R. Szulc, S. Kudła, W. Lipiński, B. Kiedrowska, I. Rafalska, Przem. Chem. 2010, 89, 1278. 13. R. Szulc, S. Kudła, Przem. Chem. 2011, 90, 1840. 14. R. Szulc S. Kudła, J. Barton, Przem. Chem. 2012, 91, 1000. 92/10(2013) 1807