Drukuj

Technologia zagospodarowania odpadów PET do wysokoudarowego tworzywa konstrukcyjnego

Technologia zagospodarowania odpadów PET do wysokoudarowego tworzywa konstrukcyjnego była jednym z zagadnień omawianych podczas niedawnej środkowo-europejskiej konferencji poświęconej recyklingowi i odzyskowi materiałów polimerowych.

Konferencja odbyła się w Międzyzdrojach, a jej organizatorem była Politechnika Szczecińska. Podczas jej trwania zaprezentowano m.in. efekty prac finansowanych z projektu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego na lata 2007 - 2009. Projekt realizują naukowcy z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Szczecińskiej: Konrad Kwiatkowski, Elżbieta Senderek, Zbigniew Rosłaniec. Zakres prac dotyczy właśnie opracowania technologii zagospodarowania odpadów PET do wysokoudarowego tworzywa konstrukcyjnego.

W wyniku wzrostu produkcji polimerów m.in. tworzywa PET powstaje problem recyklingu ich odpadów. Problem ten rozwiązuje się najczęściej poprzez selektywną zbiórkę poużytkowego PET, który można przetworzyć ponownie na drodze recyklingu materiałowego lub chemicznego. Jednym z rodzajów recyklingu znajdującego się na pograniczu recyklingu chemicznego i materiałowego jest wytwarzanie mieszanin polimerowych poprzez reaktywne mieszanie.

Chodzi to o proces mieszania, podczas którego między składnikami polimerowymi zachodzi reakcja chemiczna, dzięki czemu otrzymujemy zmodyfikowany chemicznie recyklat, który może wykazywać lepsze wybrane właściwości mechaniczne w stosunku do materiału pierwotnego. Celowe zatem stają się badania wpływu warunków otrzymywania i składu mieszanin modyfikowanych chemicznie na wybrane właściwości otrzymanych materiałów.

Wymagania dotyczące właściwości uzyskanych materiałów są ściśle uzależnione od dziedziny wykorzystania. PET jest materiałem, który charakteryzuje się dużym, jak na tworzywa sztuczne, modułem sprężystości i wytrzymałością na rozciąganie. Jego wadą jest natomiast niezadowalająca udarność wyrobów, zwłaszcza jeśli materiał posiada uprzywilejowaną strukturę krystaliczną. Ta cecha ogranicza niektóre potencjalne zastosowania jego recyklatów. Celowe zatem jest przeprowadzenie badań nad możliwością modyfikacji tego materiału w celu zwiększenia jego udarności.

Zwiększenie udarności PET można uzyskać dwiema metodami: albo poprzez dodatek napełniacza wzmacniającego - najczęściej ciętego włókna szklanego, albo wytwarzając mieszaniny PET/elastomer.

Wytwarzanie mieszanin z elastomerami może doprowadzić do uzyskania wysokoudarowych mieszanin o nieznacznie zmniejszonym module sprężystości w stosunku do homopolimeru PET, a także do niskomodułowych mieszanin o charakterystyce zbliżonej do elastomerów.

Pierwszym rodzajem materiałów są kompatybilne mieszaniny PET/elastomer, zawierające niewielki dodatek elastomeru, przeważnie nie przekraczający 15 proc. wagi, natomiast drugi rodzaj materiałów uzyskuje się jeśli przeważającą fazą jest elastomer.

Oznacza to, że zwiększenie udarności materiału poprzez dodatek polimerów o niskiej temperaturze zeszklenia powoduje jednocześnie spadek modułu sprężystości i wytrzymałości na rozciąganie. Dlatego niezmiernie ważne jest, aby podczas modyfikacji uzyskać kompromis pomiędzy zwiększeniem udarności a spadkiem wytrzymałości.