TWORZYWA KOMPAUDOWANE (BLENDY) NA WYROBY TECHNICZNE

14.03.2022

Blendy i ich rodzaje

Przemysł polimerowy coraz bardziej faworyzuje zaawansowane technologie i materiały o wysokiej wartości dodanej. Uzyskuje się je za pomocą nowych metod polimeryzacji, nowych technologii przetwórczych lub przez stapianie i wzmacnianie. Na przykład nowy syndiotaktyczny PP lub PS przewyższa wyniki swoich poprzedników. Włókna PE przędzone z żelu mają 200 razy większą wytrzymałość na rozciąganie niż standardowy PE. Aromatyczny poliester ma wytrzymałość na rozciąganie 4,1 GPa, dla porównania z 70 MPa standardowej żywicy poliestrowej.

Jednak technologia polimerów niezmiennie odchodzi od materiałów jednofazowych na rzecz różnorodnych kombinacji polimerów, dodatków i wzmocnień. Chociaż często przytacza się efekty synergiczne, głównym powodem jest potrzeba poszerzenia zakresu właściwości, opracowania materiałów, które miałyby pożądane połączenie właściwości – szytych na miarę systemów polimerowych. W przypadku polimerów jednofazowych można tylko zmienić masę cząsteczkową lub utworzyć kopolimery. Może to wymagać znacznego wysiłku. Z drugiej strony mieszanie jest łatwe i niedrogie, a szczególnie przydatne, gdy wymagane są tylko małe objętości. Ponadto zwiększanie skali jest proste. Aby opisać polimery lub mieszanki polimerów z większą precyzją, zaproponowano poniższą klasyfikacje:

POLIMER – substancja złożona z dużych cząsteczek, makrocząsteczek, zbudowanych przez kowalencyjne połączenie co najmniej 50 molekularnych merów, segmentów lub powtarzających się konstytucyjnych jednostek. Handlowe polimery mogą zawierać do 2% wag. innego polimerowego modyfikatora,

KOPOLIMER – materiał polimerowy syntetyzowany z więcej niż jednego monomeru,

BLENDA POLIMEROWA – mieszanina co najmniej dwóch substancji makrocząsteczkowych, polimerów lub kopolimerów, w której zawartość składnika przekracza 2% wag.,

STOP POLIMEROWY – Niemieszalna, kompatybilna mieszanka polimerów o zmodyfikowanej granicy faz i zmodyfikowanej morfologii,

Można przytoczyć następujące korzyści materialne:

Dostarczanie materiałów o pełnym zestawie pożądanych właściwości po najniższej cenie, zwiększenie wydajności żywic konstrukcyjnych,
Poprawa określonych właściwości, a mianowicie udarności lub odporności na rozpuszczalniki,
Zapewnienie możliwości recyklingu przemysłowych i / lub komunalnych odpadów tworzyw sztucznych
Lepsza przetwarzalność, jednorodność produktu i redukcja odpadów
Szybkie zmiany receptur
Zmniejszenie liczby gatunków, które muszą być produkowane i przechowywane
Nieodłączna zdolność do recyklingu itp.

Istnieje kilka metod mieszania, a mianowicie mechaniczna (dominująca), roztwór, lateks, drobny proszek. Nie zawsze najdrobniejsza dyspersja jest pożądana – rozmiar i kształt fazy zdyspergowanej musi być zoptymalizowany, biorąc pod uwagę ostateczną wydajność mieszanki. Wydajność mieszanek polimerów zależy od właściwości składników, ich zawartości i morfologii. Ponieważ koszt jest praktycznie ustalany przez materiał i metodę mieszania, ekonomia zależy od morfologii mieszanki, dostosowanej do konkretnego zastosowania.

Mieszanki zostały opracowane ze względów ekonomicznych, a mianowicie w celu poprawy określonej właściwości (np. Udarności) lub uzyskania pełnego zestawu wymaganych właściwości, zwiększenia wydajności inżynieryjnej żywicy, poprawy przetwarzalności, recyklingu itp. Jakość mieszanki wpływa na przetwarzanie i wydajność. Warstwowanie, słabe linie zgrzewów w częściach formowanych wtryskowo oraz struktura ekstrudatu typu skin-core z niską udarnością według Izoda wskazują na słabą jakość mieszanki – albo niewystarczającą dyspersję czy słabą stabilizację morfologii. Łączenie wymaga precyzyjnej kontroli zmiennych procesowych.

Obecnie większość stopów jest przygotowywana w procesie przetwarzania reaktywnego. Odnotowano, że mieszanie granulatu z dwóch partii mieszanki może prowadzić do pozornej niemieszalności i złej wytrzymałości linii zgrzewu. Najwyraźniej nawet niewielka zmiana zakresu reakcji może sprawić, że będą one niemieszalne.

PRZYKŁADY BLEND POLIMEROWYCH

Akrylonitryl-Butadien-Styren (ABS) – Pierwsze mechaniczne mieszanki NBR z SAN, znane jako „ABS typu A”, pochodzą z 1936 roku. W połowie lat czterdziestych XX wieku Dow rozpoczął polimeryzację emulsyjną „ABS typu G.” Pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku wynaleziono wysokotemperaturowy ABS, a mianowicie interpolimery a-metylostyren i akrylonitryl, (mieszanina metakrylanu metylu i metylostyrenu z polibutadienem szczepionym styrenem (SBR).

Terpolimery akrylonitryl-styren-akrylan, znane jako ASA lub AAS, stanowią inną klasę żywic ABS. Materiały te mogą również zawierać grupy reaktywne, a mianowicie bezwodnik aleowy lub metakrylan glicydylu. Mieszanki ABS charakteryzują się doskonałą przetwarzalnością, wysoką temperaturą ugięcia pod obciążeniem (HDT), niskim odkształceniem, sztywnością w wysokiej temperaturze, dobrą udarnością, a także odpornością na rozpuszczalniki i substancje chemiczne. Z powodzeniem konkurują ze stopami PPE lub PC w zastosowaniach motoryzacyjnych (wykończenia, deski rozdzielcze, podsufitki, kołpaki, obudowy reflektorów), elektroniki i elektrotechniki, AGD, elektronarzędzia, maszyny przemysłowe, produkty hydrauliczne, części do pralek i odkurzacze, itp.

Blendy ABS/PCV

Istnieje kilka powodów, dla których warto mieszać PVC z kopolimerami typu ABS, a mianowicie w celu poprawy przetwarzalności, właściwości mechanicznych i odporności na obciążenia dynamiczne w niskich temperaturach. Dobre właściwości tych mieszanek wynikają z mieszalności pomiędzy PVC i SAN częścią ABS. W niektórych mieszankach ABS można zastąpić ASA, aby uzyskać lepszą mieszalność i odporność na warunki atmosferyczne. W celu zwiększenia HDT można również dodać SMA. Mieszanki zawierające więcej niż 30% wag. PVC są samogasnące, ale trudniejsze w obróbce.

Blendy ABS/PC

Mieszanki poliwęglanu (PC) z 5-70% wag. ABS zostały opracowane we wczesnych latach sześćdziesiątych. Zużycie mieszanek ABS / PC rośnie ze względu na niski stosunek kosztów do wydajności a właściwości są przewidywalne. Stopy łączą dobrą przetwarzalność ABS z doskonałymi właściwościami mechanicznymi, udarnością i odpornością na ciepło PC. Nieprzezroczyste mieszanki wykazują stabilność wymiarową, niski skurcz i wchłanianie wilgoci, wysoką sztywność i twardość, dobrą udarność w temperaturach (T 50 C), doskonałą stabilność UV, przetwarzalność, właściwości mechaniczne, żaroodporność, ognioodporność, dobrą odporność chemiczną, ale gorszą na benzynę, węglowodory aromatyczne, estry, ketony i niektóre chlorowane węglowodory.

Blendy ABS/PA

Mieszanki ABS/PA (poliamid) są niemieszalne; stąd zastosowanie mają trzy standardowe strategie:

– dodanie małej ilości ABS w celu polepszenia wytrzymałości PA bez kompatybilizatora,

– wytworzenie niekompatybilizowanych mieszanek o współciągłej morfologii

– kompatybilizowanych mieszanek w pełnym zakresie składu.

ABS jest żywicą amorficzną, podczas gdy PA są półkrystaliczne; stąd korzystne jest włączenie ABS jako fazy zdyspergowanej lub współciągłej – ta ostatnia jest preferowana. Jednak dodatek półkrystalicznego PA do ABS zwiększa skurcz formy, dlatego zaleca się dodanie wypełniacza. Ze względu na wysokie temperatury obróbki PA konieczne jest stosowanie wysokotemperaturowego tworzywa ABS. Aby uzyskać odpowiednią udarność, należy dodać co najmniej 10% wag. ABS, ale na tym poziomie wymagana jest kompatybilizacja. Reaktywna kompatybilizacja polega na zastosowaniu ABS, który został zmodyfikowany przez włączenie kwasu akrylowego, bezwodnika maleinowego lub poliwinylofenolu (PVP). Powodem mieszania ABS z PA jest zmniejszenie wrażliwości na wilgoć, poprawa wytrzymałość, zmniejszenie skurczu i wypaczania żywicy. Stopy wykazują dobrą przetwarzalność; wykończenie powierzchni; wysoka stabilność cieplna; odporność na substancje chemiczne, olej, ścieranie, stabilność wymiarowa; udarność w niskich temperaturach; zmniejszona wrażliwość na wilgoć.

Blendy ABS/TPU

Opracowane na początku lat 60. mieszanki ABS / TPU (termoplastyczny poliuretan) łączą w sobie wytrzymałość TPU z wytrzymałością ABS na uderzenia w niskich temperaturach i odpowiednim HDT. Ponadto TPU poprawia właściwości przeciwcierne, ścieranie i odporność chemiczną. Zwiększa się również sztywność. ABS jest zwykle rozproszony w matrycy TPU.

Blendy polichlorku winylu (PVC)

PVC został po raz pierwszy zsyntetyzowany przez Regnault w 1835 r. Pierwszy patent na polimeryzację monomeru chlorku winylu (VCM) został przyznany w 1912 r. Istnieje wiele form PVC i jego kopolimerów opracowanych przez lata, aby materiał ten pasował do konkretnych zastosowań, a mianowicie lateksu, plastizolu, organozolu, elastycznego i głównie sztywnego preparatu.

Blendy PVC/PMMA

Najpopularniejszy akryl, PMMA, wykazuje ograniczoną mieszalność z chlorowanymi węglowodorami (np. PVDC, PVC, CPVC lub CPE). Mieszalność zależy od rodzaju chlorowanego polimeru, taktyczności PMMA i ciężaru cząsteczkowego obu polimerów. Źródłem mieszalności jest interakcja między grupa -CHCl- PVC i grupa karboksylowa akrylu. Akryle zostały wprowadzone do mieszanek PVC dość wcześnie w 1951. Pomimo mieszalności PVC z PMMA, mieszanki tych dwóch polimerów nie mają znaczenia handlowego. Mieszanki, aby były użyteczne, muszą być wzmocnione, najlepiej elastomerami akrylowymi. Mieszanki były używane w produktach przemysłowych, handlowych i konsumenckich; w sprzęcie medycznym, elektrycznym i chemicznym; do żywności lub napojów; jako elementy wyposażenia wnętrz statków powietrznych lub masowego transportu; do obudów elektronarzędzi; itp.

Blendy PVC / Elastomer

Blendy takie zwykle zawierają 30–60% wag. PVC, zostały opracowane do wytłaczania, kalandrowania, wtryskiwania lub formowania z rozdmuchem, np. do butelek, arkuszy do znaków zewnętrznych, akcesoriów okiennych, kabli i węży, płyt, podeszw do butów, profili, wojskowych płaszczów itp.

Blendy PE

Aż 30% wszystkich produktów poliolefinowych to blendy polimerowe. Stwierdzono, że mieszanie liniowych polietylenów o małej gęstości (LDPE) z z polietylenem wysokiej gęstości HDPE poprawia udarność Izoda i niektóre właściwości przy rozciąganiu HDPE. Dodanie LLDPE do LDPE zwiększa plastyczność LDPE. Ogólnie blendy PE można podzielić na trzy kategorie: (1) partie PE zmieszane w celu spełnienia standardowych specyfikacji gęstości i szybkości płynięcia, (2) PE modyfikowany 15% wag. innego polimeru (ów) oraz (3) PE mieszany z innymi tworzywami termoplastycznymi lub elastomerami termoplastycznymi.

Blenda PE/PA

Powody mieszania PE z PA to (1) chęć polepszenia udarności i absorpcji wilgoci PA oraz (2) poprawa sztywności i właściwości barierowych (dla tlenu i rozpuszczalników) PE. Folie i pojemniki wytwarzane z tych ostatnich mieszanek wykazują zachodzące na siebie struktury lamelarne, które powodują dużą krętość dyfuzji molekularnej i znaczną redukcję przepuszczalności tlenu lub rozpuszczalnika (np. Benzyny). Technologia stała się szczególnie atrakcyjna po wynalezieniu reaktywnego szczepienia PO bezwodnikiem maleinowym, kwasem akrylowym lub metakrylanem glicydylu. Te zmodyfikowane poliolefiny mogą być bezpośrednio stosowane w mieszankach z PA.

Blenda PE/PC

Aby zwiększyć sztywność PE modyfikuje się go 2 około 5% wag. z polimerem o wysokim module sprężystości, np. PC. PC również stabilizuje poliolefiny przed degradacją termiczną. Aby uzyskać dobrą dyspersję, mieszanie należy przeprowadzić w temperaturze T> 290 C.

Blenda PE/POM

Polioksymetylen (POM) jest trudny do kompatybilizacji, a bez kompatybilizacji można zastosować tylko 10% wag. POM w PE lub odwrotnie PE w POM. Np. dodatek niewielkiej ilości PE do POM poprawia jego przetwarzalność, odporność na uderzenia i ścieranie, twardość, wykończenie powierzchni i sztywność, a dodatek POM do PE poprawia jego moduł i odporność na ścieranie.

Blendy PP

Polipropylen (PP) jest materiałem kruchym, szczególnie w Tg 0°C. Natychmiast po odkryciu PP rozpoczęto poszukiwanie metod poprawy zachowania przy niskiej temperaturze uderzenia. Przykładem mogą być blendy polipropylenu z polietylenem lub z termoplastycznymi elastomerami.

Blendy PP i innych poliolefin

Polipropylen jest często wytwarzany przy użyciu dwóch reaktorów połączonych szeregowo: pierwszy reaktor wytwarza izotaktyczny PP, podczas gdy drugi reaktor tworzy bezładny kopolimer PP i PE. Kopolimer jest bezpostaciowy i jest zmieszany z homopolimerem PP w celu zwiększenia odporności na uderzenia.

Blendy PP/PA

Istnieją trzy rodzaje mieszanek PP/PA: (1) z niewielką zawartością poliolefin, (2) stopy z wysokim udziałem składników, w których poliamid jest matrycą, (3) i mieszanki z niewielką ilością zdyspergowanych PA w celu zwiększenia sztywności. Mieszanki PA/PO typu (2) zostały opracowane w celu poprawy stabilności wymiarowej i zmniejszenia wchłaniania wody przez PA. Stopujący PA z PO zmniejsza się szybkość migracji wody do i z mieszanki, ale nie ogranicza się naturalnej absorpcji wody PA. W przypadku typu (3), włączenie PA poprawia przetwarzalność, odporność na rozpuszczalniki, CUT, HDT i wykończenie powierzchni. Aby zwiększyć wydajność, mieszanki powinny być kompatybilne.

Blendy PP/PC

Polipropylen i poliwęglan są niemieszalne; w ten sposób, z wyjątkiem eksploracyjnego zastosowania jako „papier z tworzywa sztucznego”, spotkać można nie wiele przykładów blend PP/PC. Wprowadzenie nie wielkiej ilości polipropylenu do poliwęglanu powoduje polepszenie przetwarzalności PC, natomiast dodanie poliwęglanu do polipropylenu powoduje wzrost krystaliczności i temperatury krystalizacji, polepszenie jakości powierzchni, modułu i udarności.

Blendy poliamidu (PA)

PA są doskonałymi kandydatami do mieszania z PPE (polifenyloeter) – każdy składnik kompensuje niedobór drugiego. Ponieważ żywice są niemieszalne i kruche, muszą być kompatybilizowane. W konsekwencji mieszanki PA/PPE zawierają co najmniej cztery składniki polimerowe: PA, PPE, modyfikator styrenowy i kwasowy kompatybilizator. Zwykle PA jest matrycą, w której zdyspergowane są domeny PPE / żywicy styrenowej.

Blendy poliestrowe

Największą grupę stanowią PET o zmodyfikowanej udarności. PET miesza się np. z SMA lub z kauczukiem akrylowy. Mieszanina wykazuje dobrą przetwarzalność, sztywność, udarność i wytrzymałość na rozciąganie, jak również doskonałą odporność na warunki atmosferyczne. Druga co do wielkości grupa obejmuje różne kombinacje PEST, na przykład PET/PBT, PBT/PA lub PET/PEN. Zostały one opracowane głównie z myślą o ulepszonej przetwarzalności, dobrych właściwościach powierzchniowych, HDT, udarności i stabilności wymiarowej.

Poliuretany (TPU)

Poliuretany termoutwardzalne typu poliestrowego zostały wprowadzone na rynek w 1942 roku, a termoplastyczne liniowe (TPU) 10 lat później. TPU typu poliestrowego do wytłaczania i formowania wtryskowego, zostały wprowadzone w 1961 r. Dzięki dużej różnorodności składników, właściwości TPU można łatwo modyfikować. Z tego powodu, a także ze względu na koszt, TPU rzadko są mieszane. Ich użycie można podzielić na trzy grupy: (1) mieszanki z POM, (2) mieszanki, w których TPU jest stosowany jako kompatybilizator i modyfikator udarności oraz (3) inne.

Blendy POM/TPU

Najstarszą i najpowszechniejszą metodą hartowania POM jest wprowadzenie TPU. Stopy te charakteryzują się wysoką udarnością i sprężystością, właściwości zależą od składu, morfologii, a także od mieszanek i metod przetwarzania.

Blenda PC/TPU

TPU jest używany do poprawy właściwości mechanicznych poliwęglanu. Mieszanki były używane w zastosowaniach przemysłowych i medycznych. Opcjonalnie blendy PC/ MBS lub ABS mają dobry moduł sprężystości, wytrzymałość, wytrzymałość linii spoiny, odporność na rozpuszczalniki i udarność. Mieszanki PC z żywicą polikaprolakton-poliuretan są wykorzystywane do produkcji kół zębatych, rur, obudów, podnośników górnych, profili wyciskanych oraz do przemysłu samochodowego i dóbr konsumpcyjnych.

Blendy PC/POM

Te polimery są niemieszalne, dlatego powinny być kompatybilne i zahartowane. Dodatek POM do PC poprawia odporność na rozpuszczalniki i substancje chemiczne. Mieszanki PC z POM i TPU są łatwe do formowania w wyroby o wysokiej udarności.

BLENDY NA BAZIE BIOBASED I BIODEGRADOWALNYCH TWORZYW SZTUCZNYCH

W niedawnej przeszłości podejmowano intensywne wysiłki mające na celu opracowanie alternatyw dla polimerów na bazie ropy naftowej w celu zmniejszenia zależności od ropy naftowej i gazu ziemnego. Biomasa jest surowcem dla gospodarki opartej na biotechnologii, a w praktyce oznacza to wykorzystanie kukurydzy i soi (do poliuretanów), chociaż istnieje nadzieja na ostateczne wykorzystanie pozostałości rolniczych i leśnych. Enzymy lub drobnoustroje są wykorzystywane do przekształcania biomasy w użyteczne substancje chemiczne i tworzywa sztuczne. Wszystkie największe firmy zajmujące się tworzywami sztucznymi zainicjowały programy badawcze w tej dziedzinie.

Coraz więcej polimerów biobased jest dostępnych na rynku tworzyw sztucznych. Polimery najszerzej znane to polihydroksyalulkanaty (PHA) jest to poliester syntetyzowane przy użyciu bakterii, począwszy od sacharozy lub skrobi. Kwas polimlekowy (PLA), który jest liniowym poliestrem otrzymywany w wyniku fermentacji słomy kukurydzianej. W przeszłości PLA najczęściej stosowano we wchłanianych szwach chirurgicznych i implantowanych urządzeniach do podawania leków. Chociaż wszczepialne urządzenia medyczne są nadal wytwarzane z PLA i jego mieszanek materiał ten jest coraz częściej stosowany w opakowaniach, w których właściwości mechaniczne i termiczne nie są szczególnie ważne.

Podatność PLA na biodegradację wynika z faktu, że wiązania estrowe są podatne na hydrolizę, zwłaszcza w wysokich temperaturach i w obecności wody; po zmniejszeniu masy cząsteczkowej bakterie mogą łatwo degradować materiał.

Biodegradowalne polimery są atrakcyjne, ponieważ rzadziej trafiają na wysypiska lub przyczyniają się do gromadzenia się plastikowych śmieci, które utrzymują się w środowisku przez bardzo długi czas. Biodegradowalność została również zbadana w rolnictwie, aby zapobiec nadmiernej utracie wilgoci i wzrostowi chwastów oraz złagodzić problemy z możliwością recyklingu – folia rolnicza powinna trwać tak długo, jak jest potrzebna, a następnie rozpadać się pod wpływem mikroorganizmów i / lub promieniowania UV. Polimer biodegradowalny to taki, który może rozkładać się do małych cząsteczek, takich jak dwutlenek węgla, pod wpływem mikroorganizmów w określonym czasie. Większość biopolimerów ulega biodegradacji.

Blendy bio

Niektóre polimery syntetyczne, a mianowicie PET, są podatne na biodegradację podczas kopolimeryzacji z polilaktonami. Polimery o kontrolowanej, odwróconej mieszalności, a mianowicie poliglikole, również ulegają biodegradacji. Polimery ze szkieletami węglowymi, a mianowicie PE lub PP, mogą być podatne na biodegradację po włączeniu ketonowych grup bocznych.

Blendy PLA

Kwas mlekowy wytwarzany na drodze fermentacji to 99,5% kwas L-mlekowy, a polimeryzacja kondensacyjna prowadzi do niskocząsteczkowych PLLA lub poli (L-laktydu). Polimer o dużej masie cząsteczkowej można wytwarzać przez polimeryzację z otwarciem pierścienia, a także można dostosować stosunek jednostek kwasu L- do D-mlekowego.

Jednakże polilaktyd nie jest rozważany jako materiał techniczny z uwagi na słabą stabilność termiczną i hydrolityczną.

Chociaż sztywność i wytrzymałość jest porównywalna z komercyjnymi polimerami, takimi jak polistyren i PET to charakteryzuje się niskimi wartościami plastyczności, HDT i udarności. Niektóre z tych właściwości można poprawić za pomocą mieszania PLA z plastyfikatorami lub innymi tworzywami sztucznymi. Wydłużenie do zerwania PLA jest mniejsze niż 10%, ale można je znacznie zwiększyć przez wprowadzenie plastyfikatorów o niskiej masie cząsteczkowej, które są również biokompatybilne; obejmują one oligomeryczny kwas mlekowy i glikol polietylenowy o niskiej masie cząsteczkowej (PEG). Jak zwykle podczas użytkowania plastyfikatorów jednak następuje jednoczesne obniżenie zarówno modułu sprężystości, jak i temperatury zeszklenia.

Spadek modułu PLA i Tg można uniknąć, jeśli PLA zostanie zmieszany z innymi polimerami. Jednak nie można go mieszać z wieloma tworzywami sztucznymi i na ogół konieczne jest stosowanie kopolimerów blokowych lub mieszanie reaktywne. Biopolimery mogą być biodegradowalne lub niebiodegradowalne. Do pierwszej kategorii należą: skrobia PGA i PHA, natomiast w drugiej kategorii są poliolefiny, polimery winylowe i winylidenowe oraz elastomery i kauczuk.

BLENDING A RECYKLING

Recykling staje się coraz ważniejszy. Jego metody zależą od rodzaju i źródła polimeru. W zakładzie producentów żywicy recykling jest najłatwiejszy. Nazywa się to recyklingiem postindustrialnym. W zakładach przetwórczych, w których powstaje zmieszany złom polimerowy, jest to trudniejsze, ale nadal jest to możliwe poprzez oddzielenie różnych składników. Najtrudniejszy jest recykling pokonsumpcyjnych polimerów, które trafiają do komunalnych odpadów stałych, a ostatecznie na wysypiska śmieci. Skala problemu rośnie w szybkim tempie.

Zastosowano trzy podstawowe metody recyklingu: (i) bezpośredni, w którym zawarte są oczyszczone żywice na materiał pierwotny, (ii) ponowne przetwarzanie wymieszanych tworzyw sztucznych przez mieszanie lub przekształcanie w tworzywo sztuczne oraz (iii) rodzaj surowca, który może obejmować depolimeryzację lub pirolizę. Podstawową trudnością w recyklingu zmieszanych tworzyw sztucznych jest fakt, że mieszane tworzywa sztuczne mają słabe właściwości mechaniczne, termiczne i płynięcia, nawet gdy komponenty mają bardzo pożądane właściwości. W szczególności mieszanki tworzyw sztucznych mają niską ciągliwość i słabą udarność. Ogranicza to ich zastosowanie do mniej wymagających zastosowań, takich jak doniczki, ławki parkowe i drewno z tworzywa sztucznego. Aby ponownie wykorzystać pokonsumpcyjne tworzywa sztuczne w zastosowaniach o wysokiej wartości, konieczne jest najpierw segregowanie odpadów plastikowych według ich rodzaju chemicznego.

Różnorodne techniki, takie jak zbiorniki pływakowe i hydrocyklony, mogą być stosowane do oddzielania mieszanych tworzyw sztucznych na podstawie różnicy w gęstości. W przypadku tworzyw sztucznych o nakładającej się gęstości można zastosować inne metody, takie jak flotacja piany. Istotną kwestią jest zatem poziom czystości, jaki należy osiągnąć w takim procesie separacji. Im wyższa czystość, tym lepsza wydajność, ale wyższy jest również koszt procesu separacji.

Jednym ze sposobów rozwiązania problemu resztkowych zanieczyszczeń obecnych w polimerze odzyskanym z odpadów pokonsumpcyjnych jest zastosowanie przemiału w warstwie wewnętrznej wyrobu wielowarstwowego. Innym podejściem jest zmieszanie oddzielonego tworzywa z tworzywem pierwotnym. Procedura ta pozwala również na standaryzację właściwości płynięcia, jeśli pierwotny polimer jest dostępny w różnych masach cząsteczkowych.

Mimo to konieczne jest ujednolicenie materiału pochodzącego z recyklingu, ponieważ pozostaje on mieszanką wieloskładnikową.

Aby to zrobić, można (i) dodać co najmniej jeden składnik z wysoce reaktywnymi grupami, które mogą oddziaływać z kilkoma składnikami polimerowymi, np. etylen-akrylan-bezwodnik maleinowy, metakrylan glicydylu-etyleno-winylooctan i metakrylan etyleno-glicydylu metakrylanemetylu (kopolimer może kompatybilizować i twardnieć); (ii) dodać dodatek o niskiej masie cząsteczkowej, który na różnych etapach mieszania reaktywnego wiąże się z różnymi składnikami, a mianowicie metakrylanem etylenu i glicydylu, izocyjanuranem riglicydylu, itp.; i (iii) dodać współrozpuszczalnik, na przykład fenoksyl.

Morfologię można ustabilizować przez (i) grubą interfazę, (ii) częściowe sieciowanie lub (iii) dodanie niemieszającego się polimeru o odpowiednim współczynniku rozprzestrzeniania. Adhezja między fazami w ciele stałym polepsza się przez (i) dodanie kopolimeru, który kowalencyjnie wiąże fazy, (ii) zmniejszenie wielkości domen krystalicznych, (iii) odpowiednią adhezję, np. przez zastosowanie polieteroiminy, PEI. Niezbędna jest ponowna chemiczna stabilizacja materiału poddanego recyklingowi w celu zapobieżenia degradacji wywołanej temperaturą i światłem. W zastosowaniach zewnętrznych należy stosować stabilizatory na bazie amin z absorbentami UV typu benzotriazolu.

Zapraszamy na Nasz kanał na YouTube! : https://www.youtube.com/channel/UC1Ksz8qy_IfnjNJHUkBmQCg
oraz Facebook: https://www.facebook.com/klgspcim
Poprzedni post na blogu: https://klgs.pl/blog/kompozyty-kiedy-ich-uzywac/