3654574598

474 Sławomir BORYS!AK, Dominik PAUKSZTA

474 Sławomir BORYS!AK, Dominik PAUKSZTA

Sławomir BORYSIAK, Dominik PAUKSZTA

Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej

pl. M. Skłodowskiej-Curie 1, 60-965 Poznań

Recykling materiałowy mieszaniny polipropylenu z polistyrenem

Streszczenie. W pracy wykorzystano dwa tworzywa poddane wcześniej procesowi recyklingu materiałowego: odpadowy polistyren oraz odpadowy polipropylen. Mieszaniny polipropylenu z polistyrenem otrzymano techniką loytłaczania, a następnie otrzymane granulaty poddano wtryskiwaniu w celu otrzymania kształtek do badań mechanicznych. W celu poprawy mieszalności stosowano promotor adhezji w postaci kopolimeru styren-etylen-buty-len-styren (SEBS). Próbki poddano badaniom właściwości mechanicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono istotny wpływ rodzaju polipropylenu oraz obecności kompatybilizatora na wyznaczone cechy wytrzymałościowe mieszanin zawierających recyklowane tworzywa sztuczne. Otrzymane układy dwuskładnikowe oraz trzyskładnikowe charakteryzują się korzystnymi właściwościami mechanicznymi, umożliwiającymi ich dalsze

zastosowanie w przemyśle.

1. Wprowadzenie

Polipropylen i polistyren obok polietylenu i polichlorku winylu są polimerami produkowanymi na najszerszą skalę. Stosowane są zarówno w produkcji wszelkiego rodzaju opakowań, jak również w przemyśle elektrotechnicznym. Dlatego recykling tych polimerów jak również ich mieszanin daje możliwość zagospodarowania wieloskładnikowych odpadów tworzyw sztucznych [1]. Ponadto mieszanie polimerów jest ciekawą drogą do otrzymywania tworzyw o odmiennych właściwościach w porównaniu z właściwościami składników.

Większość mieszanin polimerowych to systemy dwufazowe, które są niestabilne i nie mają zadowalających właściwości użytkowych. Z tego powodu w wielu przypadkach konieczne staje się zastosowanie związków polepszających adhezję pomiędzy stosowanymi składnikami mieszaniny [2], Mieszalność polimerów zależy między innymi od takich cech jak polarność, obecność różnych grup funkcyjnych, stosunek masowy w mieszaninie oraz podatność do krystalizacji [3].

Interesującym układem polimerowym, szeroko opisywanym w literaturze [4-8] jest mieszanina polipropylenu z polistyrenem. Są to polimery o odmiennych cechach, a ich mieszanina składa się z fazy ciągłej i zdyspergowa-nej. Polistyren należy do polimerów charakteryzujących się niską udarnością, dlatego uzasadnionym wydaje się jego połączenie z polipropylenem, który cechuje się wysoką elastycznością. Mieszaniny polipropylenu z polistyrenem charakteryzujące się słabą adhezją międzyfazową poddawane są procesowi kompatybilizaq'i. Stosowanych jest wiele związków uzgadniających, takich jak: kopolimer styren-etylen-butylen-styren (SEBS), kopolimer sty-ren-butadien-styren (SBS), kopolimer styren-izopren-sty-ren (SIS), kopolimer styren-etylen-propylen (SEP) i inne [4,5,9-13].

Celem niniejszej pracy jest zbadanie właściwości mechanicznych mieszaniny polipropylenu z polistyrenem, przy zastosowaniu polimerów poddanych wcześniej powtórnemu przetwórstwu, jak również analiza wpływu kompatybilizatora kopolimeru SEBS na właściwości makroskopowe mieszanin.

2. Część eksperymentalna

2.1.    Stosowane materiały

W pracy wykorzystano odpadowy polipropylen (rPP) pochodzący z opakowań na tłuszcze stałe oraz odpadowy polistyren o wysokiej udamości (rHIPS) stosowany do produkcji sprzętu AGD. Obydwa tworzywa zostały pozyskane z odpadowych wyrobów w wyniku recyklingu wewnątrzzakładowego. Ponadto, w celu porównania uzyskanych wyników dla mieszanin przeprowadzono również ocenę właściwości fizykochemicznych dla polimerów nie poddanych recyklingowi (oznaczone jako PP oraz HIPS). Do celów porównawczych zastosowano handlowy polipropylen Moplen HP 456J produkq'i Bassel Polyolefines Płock.

W pracy zastosowano również promotor adhezji w postaci kopolimeru styren-etylen-butylen-styren) szczepionego bezwodnikiem maleinowym (SEBS-g-MA) Kra-ton FG 1924X.

2.2.    Otrzymywanie mieszanin polimerowych

Mieszaniny PP/HIPS o zawartości komponentów 30%/70% zostały otrzymane w procesie wytłaczania jed-noślimakowego przy zastosowaniu wytłaczarki Fairex Mc Neil Akron Repiquet. Temperatura w kolejnych strefach była następująca: 140 °C, 200 °C, 220 °C, a temperatura dyszy wynosiła 220 °C. Proces wytłaczania przebiegał z szybkością ok. 40 obr./min.

Oprócz mieszanin PP/HIPS otrzymano również mieszaniny z 10 % udziałem promotora adhezji. Po wytłoczeniu uzyskany granulat został poddany suszeniu w 70°C przez 60 minut.

W celu otrzymania kształtek przeznaczonych do badań mechanicznych, mieszaniny w postaci granulatu poddano procesowi wtryskiwania przy użyciu wtryskarki Battenfeld.35 Plus. Zastosowano następujące parametry wtryskiwania: temperatura tworzywa - 220°C, ciśnienie -1200 bar w ciągu ³/₄ czasu wtryskiwania oraz 500 bar w pozostałym okresie wtryskiwania, czas chłodzenia -20 s.

Przetwórstwo Tworzyw 5 (wrzesień - październik) 2013