3654574602

Modyfikacja odpadów nieplostyfikowanego polichlorku winylu) 459

Agnieszka ABRAMOWICZ, Regina JEZIORSKA, Maria ZIELECKA, Maria OBŁÓJ-MUZAJ Instytut Chemii Przemysłowej, 01-793 Warszawa; [e-mail]

Modyfikacja odpadów nieplastyfikowanego polichlorku winylu)

Streszczenie. Badano zachowanie twardego PVC w postaci wiórków z odpadów rur w ponownym przetwórstwie oraz możliwości modyfikacji odpadów, szczególnie w kierunku poprawy ich lołaściwości termicznych i mechanicznych. Zastosowano dodatek nanonapelniacza w ilości do 3% wag. w stosunku do odpadu PVC. Uzyskam poprawę stabilności termicznej odpadów PVC: temperatura 50 % ubytku masy, T_50l wzrosła o 10-13 °C a T_mx o 2-16 °C. Właściwości mechaniczne były podobne jak dla próby kontrolnej, jedynie dla modyfikowanego napełniacza obserwowano poprawę modułów sprężystości przy rozciąganiu i zginaniu, co wskazywałoby na wzrost sztywności materiału. Także analiza DMTA wykazała wzrost sztywności otrzymanych kompozytów.

MODIFICATION OF PLASTIFIED P0LY(V1NYL CHLOR1DE) WASTE

Abstract. The behaoior ofrigid PVC waste in theform ofpipe waste chips was studied in repeated processing. The research work wasfocused on the possibilities of waste modifications, especially to improoe their thermal and me-chanical properties. A nanofiller in the amount of up to 3 wt. % in relation to PVC waste was used. An improoe-ment in the thermal stability ofPVC waste was reached: T₅₀ temperaturę (with 50 % weight loss) increased about 10-13 °C and T,_mx ~2-16 °C. The mechanical properties were similar to those ofthe control sample, only in the case of using a modified nanofiller, were improoements in tensile andflexural moduli obseroed, which suggested a higher materiał stiffness. Also DMTA analysis showed an increased stiffness of composites.

WSTĘP

Celem pracy było opracowanie nowych rozwiązań technologicznych służących do otrzymania materiałów polimerowych na bazie poprodukcyjnych, nieplastyfiko-wanych odpadów PVC.

Recykling PVC znany jest i stosowany od dawna a ilości przetwarzanych ponownie odpadów PVC stale rosną. W krajach Unii Europejskiej w roku 2004 poddano recyklingowi 18.0001 odpadów PVC [1], w roku 2009 było to już 190.0001, a w 2012 już ponad 362.000 ton [2], z czego ok. 200.000 ton to odpady profili okiennych i innych, ok. 40.0001 - rur i kształtek, ok. 6.0001 - twardych folii, czyli ok. 250.000 to odpady wyrobów twardych, głównie materiałów budowlanych po wieloletniej eksploatacji. Największy udział w zagospodarowaniu odpadów PVC ma recykling mechaniczny i następnie proces Vinyloop® opracowany przez firmę Solvay, polegający na odzysku PVC z materiałów łączonych z innymi materiałami takimi jak guma, PET i in. za pomocą selektywnego rozpuszczania i następnie wytrącania frakcji PVC [3]. Pewne ilości odpadów PVC utylizowane są na drodze recyklingu surowcowego (przerób do paliw, odzysk chloru) [4] lub odzysku energii [4]. Stale rozwijający się rynek recyklingu mechanicznego PVC stwarza możliwość uszlachetnienia odpadowego surowca, tak by uzyskać wyroby o możliwie najlepszych właściwościach dla konkretnych zastosowań, nie ustępujących właściwościom handlowego PVC. Podjęliśmy próbę zastosowania nanonapełniaczy dla poprawy właściwości wyrobów produkowanych z odpadów PVC. W świecie prowadzonych jest i publikowanych bądź patentowanych wiele prac dotyczących stosowania nanonapełniaczy jako modyfikatorów macierzystego PVC, w czym nasz Instytut także ma pewien udział [5-9] ale nie spotkaliśmy w dostępnej literaturze prac dotyczących modyfikowania odpadów PVC nano-napełniaczami.

W naszej pracy zastosowaliśmy niemodyfikowany lub modyfikowany napełniacz z grupy glinokrzemianów warstwowych o nanometrycznej wielkości cząstek, którego obecność miała zapewnić poprawę wybranych właściwości użytkowych otrzymanych nanokompozytów, zwłaszcza stabilności termicznej.

Nanonapełniacz stosowano w postaci niemodyfiko-wanej (N) lub modyfikowanej chemicznie (N_m). Ponadto napełniacz modyfikowany chemicznie stosowano w postaci niewygrzewanej (N_m) lub dodatkowo wygrzewanej (NnJ.

Proces przetwarzania odpadów PVC w postaci wiórków po ich wstępnym wytłaczaniu i zmieleniu z suchym lodem w młynku firmy Retach SM 100 (sita 0,75 mm) oraz zmieszaniu z różną ilością nanonapełniacza (1, 2 i 3 % wag., próba kontrolna nie zawierała nanonapełniacza) w mieszalniku Henschla prowadzono w wytłaczarce dwu-ślimakowej przeciwbieżnej firmy Brabender (Plasti-Cor-der PL 2100), o średnicy ślimaka D = 42 mm, szybkości obrotowej ślimaka - 35 min¹, temperaturze poszczególnych stref grzejnych: 165, 175 i 185 °C. Stopiony produkt opuszczał wytłaczarkę przez głowicę dwukanałową, a po ochłodzeniu w wannie chłodzącej tworzywo granulowano i suszono w temperaturze 60 °C w czasie 6h.

Kształtki do oceny właściwości mechanicznych i struktury wytworzono następującymi metodami:

—    wtryskiwania (wtryskarka Arburg 420M typu Allro-under 1000-250); temperatura w poszczególnych strefach układu uplastyczniającego wynosiła odpowiednio: 120,135, 170,180 i 190 -195 °C; temperatura formy wynosiła 70 °C, a czas cyklu 55 s.

—    prasowania (prasa dr COLLIN typu P300E+). Prasowano wstępnie pod ciśnieniem 10 kN, a następnie

Przetwórstwo Tworzyw 5 (wrzesień - październik) 2013