3784503017

Wydziału Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszaw

Wpływ dodatku mączki drzewnej na właściwości przetwórcze mieszanki poliolefin pochodzących z recyklingu.

Dodatek mączki drzewnej spowodował spadek gęstości materiałów, który wynika z obecności porów, co wykazały badania mikroskopowe (rys.lb).

Opiekun projektu: dr inż. Joanna Ryszkowska Wprowadzenie do tematu

W wyniku procesów separacji odpadów często otrzymywane są mieszaniny poliolefin. Ponowne ich wykorzystanie w procesach przetwórstwa, stwarza wiele problemów technologicznych i wiąże się z obniżeniem jakości wyrobów z nich produkowanych. Dotychczasowe badania prowadzone na Wydziale Inżynierii Materiałowej w zakresie kompozytów polimer - drewno, wykazały w niektórych przypadkach poprawę właściwości przetwórczych polimerów przy zastosowaniu napełniacza w postaci mączki drzewnej. W ramach pracy zweryfikowano przydatność mączki drzewnej jako modyfikatora w procesach przetwarzania mieszanin poliolefin.

Wstęp

Celem projektu było zbadanie wpływu dodatku małej ilości mączki drzewnej tzn. poniżej 10 % mas. na przebieg procesu przetwarzania, właściwości i strukturę wyrobów z mieszaniny poliolefin.

Surowce i sposób wytworzenia próbek materiałów

W pracy wykorzystano regranulat mieszaniny odpadów polietylenu (PE) i polipropylenu (PP) z firmy Plastica Sp. z o.o. oraz mączkę drzewną otrzymaną z drewna późnego drzew iglastych o handlowej nazwie Lignocel®C120, o wymiarach cząstek 70 - 120 pm, firmy J. Rettenmaier (rys.la). Metodą wtrysku wytworzono materiały kompozytowe napełnione mączką drzewną w ilości 2,5; 5; 7,5 i 10% mas. Zadane parametry wtrysku, takie same dla wszystkich materiałów wynosiły: prędkość wtrysku 25 cm3/s; ciśnienie wtrysku 1000 bar; temperatury poszczególnych stref 124/152/159/148/134oC. Regranulat poliolefin mieszano z mączką drzewną i podawano bezpośrednio do leja zasypowego wtryskarki.

Metodyka badań

Gęstość otrzymanych materiałów oznaczono za pomocą wagi analitycznej firmy RADWAG i odpowiedniego oprzyrządowania wg PN-EN ISO 1183-1. Udarność materiałów oznaczono metodą Charpy'ego za pomocą młota udarowego RESIL5,5 firmy CEAST wg PN-EN ISO 179 1. Właściwości mechaniczne przy statycznym rozciąganiu określono, przy użyciu urządzenia MTS Q/Test 10, zgodnie z PN-EN ISO 527-2. Obserwacje mikroskopowe wykonano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego TM 3000 firmy HITACHI.

Wyniki badań

Wyniki badań wytworzonych materiałów zaprezentowano w tabeli 1.

Tabela 1. Wyniki badań gęstości wytworzonych materiałów i

Spienianie tworzywa odbywa się, najprawdopodobniej za sprawą wilgoci zawartej w napełniaczu. Wprowadzenie niewielkiej ilości mączki drzewnej spowodowało wzrost udarności materiałów, przy czym optimum tej właściwości osiąga się dla zawartości poniżej 5% mas. Lignocelu*C120. Włókna napełniacza pełnią wówczas rolę wzmocnienia materiału. Do wzrostu udarności przyczynia się prawdopodobnie dobra adhezja napełniacza do osnowy (rys.lc). Przeprowadzone próby wytrzymałościowe wykazały, że dodatek mączki drzewnej spowodował wzrost sztywności materiału i spadek jego wytrzymałości na rozciąganie.

a)    b)    c)

SEM a) włókna Lignocelu®C120, b) przekrój PE/PP5L i c) przekrój PE/PP10L

Podsumowanie i wnioski

Dodatek mączki drzewnej spowodował poprawę sztywności i udarności kompozytów wytworzonych na osnowie regranulatu z poliolefin. Lignocel®C120 może być z powodzeniem stosowany w celu nie tylko wzmocnienia materiału, ale i obniżeniu kosztów produkcji.

Uwaga: W niniejszym artykule opisano tylko niewielki fragment całego projektu.

Koordynator projektu i autor artykułu:

Izabela Osica