Műanyaghulladék menedzsment 2015. október 16. Dr. Ronkay Ferenc egyetemi docens ronkay@pt.bme.hu
PET újrahasznosítás Polietilén-tereftalát: telített poliészter Tulajdonságai: jó gázzáró tulajdonságok (főleg CO 2 -dal szemben) nagy mechanikai szilárdság és ütésállóság áttetsző, fényes felület jó vegyszer- és időjárás állóság amorf vagy részben kristályos szerkezeti állapot jellemzi, mindkét állapotban jól orientálható.
Czvikovszky T., Nagy P., Gaál J.: A polimertechnika alapjai. Műegyetemi Kiadó 2000
PET felhasználás [kt] Magyarország PET felhasználásának alakulása 80 70 60 50 40 30 y = 3,06x - 6 089,56 R² = 0,95 20 10 0 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 Év Forrás: Műanyag és Gumi folyóirat megfelelő lapszámai
PET palackok gyártása PET granulátum szárítása Előgyártmány fröccsöntése Szerszám nyitás Előgyártmány temperálása Palack fúvása Kész palack
PET palackok gyártása
Eldobható és visszaváltható PET palackok, valamint az üvegek összehasonlítása Gázáteresztő képesség Nyomás állóság Visszaváltási szám Tömeg (1 l) Üveg minimális 20-25 bar 40 800 g Többutas PET palack minimális 10-13 bar 6-8 72 g Egyutas PET palack minimális 6-8 bar 0 20 g
Újratöltés Depalettázás Palackok kiemelése Rekesz mosás Raktározás Csavarzár eltávolítása, alakellenőrzés Szag-analízis Mosás Egyéb vizsgálatok Töltés Csavarzár, címke elhelyezése Palettázás
Törés Vizsgált palack Elviselt max. nyomás [bar] Visszaváltások Új 1. száma 13 Új Elviselt 2. nyomás, 11 tönkremeneteli Erősen forma 9 használt?
Öregedés Vizsgált palack m [g] Degradáció Opálosodás Mikrorepedések Ridegedés Morfológiai vizsgálat: Differenciál Scanning Calorimeter ΔH Kristályosság [%] új 0,011827 37,271 29,67 Alig használt 0,011613 36,060 28,71 Közepesen sokat használt Nagyon sokat használt 0,010534 37,661 29,98 0,011630 38,850 30,93
Kopás Optikai vizsgálat Próbatest Mérési pont teljesen új alig használt Vizsgált palack közepesen sokat használt nagyon sokat használt tönkrement 1. 795 740 455 465 645 1. 2. 800 715 385 530 640 3. 800 785 445 620 605 4. 810 740 430 695 650 5. 800 730 425 745 685 1. 765 770 470 555 690 2. 2. 795 720 410 615 640 3. 800 745 430 615 550 4. 795 750 420 645 470 3. 5. 785 630 415 585 750 1. 815 550 420 490 795 2. 775 570 445 620 675 3. 730 650 460 540 610 Fényforrás Próbatest Érzékelő 4. 700 680 485 570 635 5. 720 655 475 635 595 átlag ~780 ~700 ~440 ~600 ~640
A többutas palackok karcosodása A felületi mikrogeometria mérése tapintófejes méréstechnikával (Mahr Perthométer használatával) Sima felületű palack Karcos palack Ra Rz Új palack 0,09 μm 1,54 μm Karcos palack 1,13 μm 6,58 μm Polírozott palack 0,18 μm 0,45 μm Polírozott palack
A PET újrahasznosítása Újrahasznosítás módjai: termikus (égetés) kémiai (depolimerizáció) A reciklálás során: fizikai (reciklálás) szennyeződések más polimerekkel való keveredés degradáció mechanikus termikus Csökken a molekulatömeg hidrolízis
PET csomagolási célú felhasználása és visszagyűjtési arány Világon: 2011-es felhasználás: ~ 15 000 kt Visszagyűjtési arány: ~20-25% Eu-ban: 2011-es felhasználás: 3 200 kt Visszagyűjtési arány: 51% Mo-n: 2011-es felhasználás: 66 kt Visszagyűjtési arány: ~25% Forrás: petcore.org; F. Welle: Twenty years of PET bottle to bottle recycling An overview. Resources, Conservation and Recycling, Volume 55, Issue 11, September 2011, Pages 865-875
Forrás: PETCORE Eu-ban visszagyűjtött PET
PET anyagában történő újrahasznosítása Év Felhasználási terület [%] szál lemez palack szalag egyéb 2001 2005 2009 EU 62 16 7 10 5 USA 62,1 5,3 17,3 11,7 3,6 EU 57 16,2 15,2 7,8 3,8 USA 53,6 8,2 20,6 15,2 2,4 EU 40,5 27 22 7 3,5 USA 36,7 17 28,6 12,2 5,5
Szálgyártás
Szálgyártás
PET hulladék alkalmazási területei Másodlagos PET-ből készült termékek
Lemezgyártás
Élelmiszeripari hasznosítás 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3% ecetsav 10 nap, 40 C 50% etilalkohol 10 nap, 40 C izooktán 2 nap, 20 C Összkioldódási határérték : 10 mg/dm 2 100% Eredeti granulátumból készült palack 30% VT regranulátumból és 70% eredeti granulátumból készült palack 100% VT regranulátumból készült palack 100% kék regranulátumból készült palack
Élelmiszeripari hasznosítás Solid State Polymerization
Feszültség [MPa] Ütőszilárdság [mj/mm 2 ] Mechanikai tulajdonságok (eredeti és reciklált PET) 80 70 60 ABS PA6 5 4 50 40 30 PP PMMA 3 2 20 10 Eredeti Reciklált 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 Eredeti Reciklált Nyúlás [%]
Molekulatömeg növelés Chain extenders Solid State Polymerisation 1,6-Diisocyanatohexane (NCO), 1,4-butanediol diglycidyl ether (EPOX) P. Raffa, M. Coltelli, S Savi, S. Bianchi, V. Castelvetro: Chain extension and branching of poly(ethylene terephthalate) (PET) with di- and multifunctional epoxy or isocyanate additives: An experimental and modelling study. Reactive & Functional Polymers 72 (2012) 50 60 S.N. Vouyiouka, E.K. Karakatsani, C.D. Papaspyrides: Solid state polymerization. Prog. Polym. Sci. 30 (2005) 10 37
Bazalt- és üvegszálas erősítés Erősítőanyagok: Üvegszál Bazaltszál 10, 20, 30 tömeg% erősítés Húzó rugalmassági modulusz [GPa] 7 6 5 4 3 2 1 0 0 15 30 45 Száltartalom [tömeg%] PET GF/PET BF/PET
Elektromos vezetőképesség növelés PET palack Hidrogén tüzelőanyag cellás jármű Elektronmikroszkópos kép a lemez keresztmetszetéről Szelektíven gyűjtés utáni darálék Extrúzió, elektromosan vezető alapanyag gyártás Fröccsöntött bipoláris lemez, reciklált PET grafit és szénnanocső tartalommal
HRR [kw/m 2 ] Limiting Oxygen Index [%] Égésgátlás Cone-calorimetria Oxigén index vizsgálat 4 FR 4 FR + 1 ommt 4 FR + 3 ommt 600 500 400 300 780 C 40 35 30 25 0 FR 4 FR 8 FR 200 20 100 15 0 0 100 200 300 400 500 600 Time [s] 10 0 1 2 3 ommt Content [w/w%]
Elektronikai termék fejlesztés
Habosítás Felület digitalizálás: Utónyomással és habosítóval készült termék Fotó Ipari CT
Köszönöm a figyelmet!