Háztartási műanyaghulladékból származó regranulátumok a polisztirol reciklálása Németországban

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Háztartási műanyaghulladékból származó regranulátumok a polisztirol reciklálása Németországban"

Hanna Mészáros
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 MÛANYAG- ÉS GUMIHULLADÉKOK 5.2 Háztartási műanyaghulladékból származó regranulátumok a polisztirol reciklálása Németországban Tárgyszavak: polisztirol; polimer; extrudálás; reciklálás; regranulátum. Németországban régóta működő rendszere van a hulladékok válogatásának, ami már a fogyasztóknál elkezdődik. E rendszeren belül az ún. sárga zsákba ( Gelber Sack ) gyűjtik a műanyaghulladékokat, amelyeket ezután eddig termékenként válogattak szét, azonban kísérletek folynak annak érdekében, hogy műanyagfajták szerint lehessen szelektálni. Ehhez meg kell vizsgálni az új válogatási módszerrel szelektált műanyagokból származó polisztirol-keveréket, mennyiben lehet azt másodnyersanyagként hasznosítani. Két reciklálási eljárást vizsgáltak: a nedves-mechanikus eljárást és az oldásos polimer-reciklálást ben a tonna begyűjtött műanyagnak több mint felét hasznosították másodnyersanyagként, ám a válogatás technológiájának fejlesztésével (pl. a közeli infravörös szűrés bevezetése) javulhat a tendencia. A mi esetünkben a fajta szerint szétválogatott műanyagokból készült, kevert polisztirolfrakcióból először őrleményt, majd regranulátumot állítottak elő. Mindeközben mindkét reciklálási eljárást kipróbálták: a hagyományos nedves-mechanikus eljárást és az oldásos polimerreciklálást. Az 1. ábrán látható a két eljárás sematikus ábrázolása. A hagyományos nedves-mechanikus eljárás Itt a hulladékbála tartalmát először analizálták, majd felaprították, mosták és centrifuga segítségével sűrűség szerint szétválogatták, mivel az 1,00 és az 1,16 g/cm 3 közötti sűrűségtartomány az ideális. Ezután újra megvizsgálták az őrleményt, majd regranulátummá extrudálták. Az

2 adalékokkal és azok nélkül végzett extrudálást egy gáztalanítóval felszerelt (ZE25-A-UT típusú), kétcsigás extrúderben hajtották végre, majd két lépésben megszűrték az olvadékot. A vizsgálat során 3 különböző válogató berendezésből származó hulladékot használtak. Ezek összetétele az 1. táblázatban látható. A hulladékok polisztiroltartalma 80% és 98% között változott, ezen felül egyéb műanyagokat és zavaró anyagokat tartalmaztak. A 3-as jelzésű anyag kirívóan különbözik a másik kettőtől, mivel jelentősen kevesebb benne a nem műanyagpohár hulladék (46% és 66% helyett csupán 9%), illetve jóval kevesebb benne az egyéb műanyagok és zavaró anyagok aránya. Aprítás, mosás, elválasztás és szárítás után az őrlemények polisztiroltartalma 99,3% és 99,8% között volt, természetesen a 3. anyag volt a legtisztább, ami később az abból készült regranulátumban is megmutatkozott. hagyományos reciklálás válogató berendezés aprítás, mosás oldásos reciklálás aprítás, mosás analízis őrlemény elválasztás mechanikus és termikus szárítás őrlemény mechanikus szárítás extrudálás adalékok nélkül extrudálás adalékokkal oldás, tisztítás, kondicionálás, kicsapatás PSpor extrudálás regranulátum regranulátum RAL-GZ 717 vizsgálat mintavétel 1. ábra A két eljárás sematikus ábrája

4 Az adalékok használata nélküli extrudálás során keletkezett regranulátumok jellemzőit a 2. táblázat foglalja össze. Ebből kitűnik, hogy a 3. anyag az 1.-től és a 2.-tól néhány meghatározó jellemzőben eltér, ilyenek a fajlagos ütőmunka, a bemetszett próbatest fajlagos ütőmunkája, valamint a szakítónyúlás, amelyek értékei a 3. anyag esetében jóval magasabbak, illetve ilyen a húzó rugalmassági modulus (húzó E- modulus) is, mely azonban a 3. anyagnál alacsonyabb értéket mutat. Ez azt jelenti, hogy a 3. anyag ugyan jóval szívósabb a másik kettőnél, ám viszonylag kevésbé merev. Azért csak viszonylag, mert míg a fajlagos ütőmunka értékeinél a különbség 70% (bemetszett próbatestnél is 50%), addig a merevségi mutatók eltérése csupán 3,5%. A fenti eredmények oka az lehet, hogy a 3. anyagban a műanyagpohár hulladék hányada jóval magasabb, illetve az idegen (szennyező) anyagok aránya jóval kevesebb volt. 2. táblázat A hagyományos reciklálás adalékok nélküli vizsgálati eredményei Jellemzők Húzó E-modulus (húzó rugalmassági modulus) (ISO vizsgálat) MPa 2328±7 2311± ±20 Szakítónyúlás (ISO vizsgálat) % 14,4±3,2 16,5±1,8 26,2±1,4 Izod-próba (Izod-próbatest fajlagos ütőmunkája) (ISO 180/1U vizsgálat) kj/m 2 16,5±3,9 17,9±4,2 30,0±5,7 Charpy-próba (Charpy-próbatest fajlagos kj/m 2 21,8±3,1 21,5±5,0 35,9±7,0 ütőmunkája) (ISO 179/1eu vizsgálat) Charpy-próba bemetszett próbatesten (ISO 179/1ea vizsgálat) kj/m 2 5,1±0,2 5,1±0,2 7,8±0,3 Érdekes ezen kívül az olvadék szűrésének hatása a regranulátum tulajdonságaira, ugyanis az E-modulus esetében megfigyelhető egyfajta összefüggés. A szűrés intenzitásának növelésével az E-modulus értéke is nő, ennek oka valószínűleg a merevségcsökkentő anyagok (papír, polietilén) egy részének visszatartása, ami az 1. anyag sűrűségének a növekedését is megmagyarázza. A keletkezett regranulátumok jellemzőit összevetették a részben ütésálló polisztirol mért értékeivel, amiből kitűnt, hogy a reciklátumok jellemzői kisebb eltérésekkel szinte megegyeznek a primer polisztiroléval. Főleg a fajlagos ütőmunkánál mért értékek maradnak el a megkívánt

5 szinttől, de ezt javítandó, különféle vizsgálatokat végeztek a 3. anyaggal, illetve az 1. és 2. anyagból készült keverékkel. Abból a feltevésből kiindulva, miszerint az elégtelen stabilitás következtében megsérülhet az anyag, azaz termooxidációs leépülés várható, stabilizátorrendszerek bevetésével kísérleteztek, de nem értek el jelentős javulást. Ebből arra lehetett következtetni, hogy a stabilitás mégis kielégítő. Ezután egy modifikátort adagoltak az anyagokhoz, ami jelentősen növelte a fajlagos ütőmunka mért értékét. Mind a sima, mind a bemetszett próbatest fajlagos ütőmunkájának értékei, sőt a szakítónyúlás értékei is nőttek. A 3. táblázatban látható az összehasonlítás a kiindulási anyag és a modifikátorral kezelt anyag között. A végeredmény alapján kijelenthető, hogy jóval nagyobb mértékben nőtt a kifejtett ütőmunka (kb. 40, ill. 60%-kal), mint amennyivel a szilárdság csökkent (kevesebb mint 10%-kal). Az így kapott eredmények már alkalmassá teszik a regranulátumot továbbfelhasználásra. 3. táblázat A hagyományos reciklálás eredményei modifikátorral és anélkül Jellemzők Modifikátor nélkül 5% modifikátorral Charpy-próba kj/m 2 20/36* 31/51* (55/42%) Charpy-próba 5/8* 8/11* (60/38%) bemetszett próbatesten kj/m 2 Szakító nyúlás % 17/26* 25/25* (47/ 4%) Húzó E-modulus MPa 2290/2240* 2100/2090* ( 8/ 7) Szakítószilárdság MPa 29/27* 26/24,5* ( 7/ 9%) Olvadási index g/10 perc 7,5/6,9* 6,6/1,9 ( 12/ 72%) * 1. és 2. anyag keveréke / 3. anyag. Az oldásos polimerreciklálás (PRL) Ez az eljárás jóval kisebb ráfordítással jár, mint a hagyományos reciklálás. Az alapanyagot (hulladékot) csupán aprították, mosták és mechanikusan szárították. Az őrleményt feloldották metil-etil-ketonban (MEK), ezt az oldatot egy szűrőrendszerben megtisztították, kondicionálták (beállították az oldószer és a műanyag a továbbfeldolgozás szempontjából előnyös arányát), majd az oldószer párologtatása során kicsapatták a polisztirolt, ami por formájában jelentkezett. Ebből a porból egy speciális extrudáló berendezés csinált végül granulátumot.

6 Meg kell azonban jegyezni, hogy ehhez az eljáráshoz csak a 3. anyagból származó mintát használtak, ezért az összehasonlítás a hagyományos reciklálási folyamattal nem a teljesség igényével készült. Megfigyelhető (még e nem reprezentatív összehasonlítás során is), hogy a PRL esetében a merevségi értékek jobbak, viszont a fajlagos ütőmunkáé rosszabbak, de az eltérés nem nevezhető szignifikánsnak. Összegzésképp el lehet mondani, hogy mindkét módszert alkalmazzák polisztirol reciklálására, a minőségi eltérés a két eljárás között nem számottevő. Az utóbbi eljárás ugyan viszonylag új, de már most piac- és életképesnek tűnik, várhatóak még további vizsgálatok ezzel kapcsolatban. Összeállította: Wünsch Ferenc Regranulate aus Post-Consumer-Abfällen. = Kunststoffe, 93. k. 2. sz p Pappa, G.: The selective dissolution/precipitation technique for polymer recycling: A pilot unit application. = Resources, Conservation and Recycling, 34. k. 1. sz p Fischer, J.: Schaumbares Polystyrol (EPS) (Expandable polystyrene (EPS)). = Kunststoffe Plast Europe, 91. k. 10. sz p ,

Hasonló dokumentumok

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA Intrúziós fröccsöntés hatása a termék tulajdonságaira Az intrúzió a fröccsöntés egy különleges módszere, amellyel a gép kapacitásánál nagyobb méretű termék fröccsöntését lehet megoldani.