Bygg- och tekniska egenskaper hos produkter baserade på polymeravfall vid flera återvinningsstadier

Poljanskij M.M.1, Fomina N.N.2
magisterstudent, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov1
e-post: [email protected]
universitetslektor vid institutionen för "Byggmaterial och teknologier", Yuri Gagarin State Technical University of Saratov2,

Studien undersöker förändringar i de tekniska och operativa egenskaperna hos produkter baserade på återvunnet polyetylentereftalat (PET) vid upprepad återvinning. Det har konstaterats att egenskaperna försämras avsevärt vid upprepad återvinning, vilket tyder på att det är fördelaktigt att bearbeta PET-avfall till byggprodukter med lång livslängd. Det har visats att den kemiska och mineralogiska sammansättningen av fyllmedlet har en viss inverkan på produkternas egenskaper.
Nyckelord: polymeravfall, återvinning, polyetylentereftalat, mineralfyllmedel

Under de senaste decennierna har produktionen av polymermaterial ökat, och effektiviteten hos deras användning i nästan alla industrisektorer, tack vare en uppsättning tekniska och operativa egenskaper, är uppenbar [2-3]. Därmed har också mängden plastavfall ökat. Plastavfall från produktionen återvinns vanligtvis av producenterna själva, det vill säga de tillhör de så kallade återvändande avfallet. Hushållsplastavfall hamnar i den gemensamma volymen av kommunalt avfall och lagras sedan på deponier. Under de senaste åren har en trend mot civiliserad hantering av kommunalt avfall vuxit fram, där avfallet sorteras på sopsorteringsanläggningar, och användbara komponenter (glas, papper, metall, plast) väljs ut och erbjuds för återvinning.

Polymeravfall av PET i form av krossade plastflaskor i olika färger (genomskinliga och färgade) smältes i en laboratoriemaskin vid en temperatur på 270°C. Mineralfyllmedel tillsattes under kontinuerlig omrörning, motsvarande 70 % av den totala massan av blandningen. Den homogena heta blandningen hälldes i en form och proverna formades genom pressning under ett tryck på 20 MPa i 2 minuter. Därefter togs proverna ur formen och utsattes för standardiserade tester efter en dag. Denna process betraktades som den första återvinningsfasen. De efterföljande återvinningsfaserna innebar omsmältning av de tillverkade och testade proverna vid 270°C, följt av upprepad formning och testning av de erhållna proverna. De mineralfyllmedel som användes var monofraktionerad flodkvartsand och krossad kalksten med partiklar i intervallet 0,2–0,315 mm. De erhållna experimentella resultaten presenteras i tabellerna 1 och 2.

Tabell 1. Teknisk och operativ prestanda för polymer-mineralprover fyllda med kvartsand

Tabell 2. Teknisk och operativ prestanda för polymer-mineralprover fyllda med krossad kalksten

Analys av de experimentella data ger följande slutsatser:
Vid upprepad återvinning av produkter baserade på PET observeras en markant försämring av tekniska och operativa egenskaper, och de efterföljande återvinningsfaserna leder också till en försämring, men inte lika uttalad. Detta innebär att det är lämpligt att använda PET-avfall vid tillverkning av produkter med en så lång livslängd som möjligt, till exempel i byggprodukter. Även vid upprepad återvinning förblir de tekniska och operativa egenskaperna hos produkterna på en nivå som uppfyller kraven för byggprodukter som gångvägsplattor, fasadplattor och väggstenar, vilket visar att defekta produkter kan återanvändas i produktionen. Minskningen av viskositeten i blandningarna vid omsmältning kan indikera en viss nedgång i molekylvikten av PET, vilket bekräftas av den signifikanta minskningen av böjstyrkan hos proverna. Den kemiska och mineralogiska sammansättningen av fyllmedlet påverkar produkternas tekniska egenskaper, vilket visas av den något högre densiteten och den större vattenabsorptionen hos prover som är fyllda med kalksten.

Referenser

1. Sekundär återvinning av plaster / F. La Mantia (red.); övers. från engelska av G. E. Zaikov. – St. Petersburg: Profesiya, 2006. – 400 s.

2. Polymerkompositmaterial: struktur, egenskaper, teknik: lärobok / M.L. Kerber, V.M. Vinogradov, G.S. Golovkin et al.; red. A.A. Berlin. – St. Petersburg: Profesiya, 2008. – 560 s.

3. Khozin, V.G. Polymerer i byggindustrin – verkliga gränser och perspektiv för effektiv användning // Polymers in Construction: Scientific Internet Journal. – 2014. – Nr 1 (1). – S. 9-26.

4. Shajers, D. Recycling av plaster. Vetenskap, teknologi, praktik / John Shajers. – St. Petersburg: Scientific Basics and Technology, 2012. – 640 s.