02.04.2024 by Dr. Natalie Rudolph
Reologian merkitys muovien kierrätyksessä
Opas strategioiden kehittämiseksi materiaalin heikkenemistä vastaan
Muovien kierrätys on yhä tärkeämmässä asemassa muoviteollisuudessa ja maailmantaloudessa, sillä se auttaa vähentämään ympäristövaikutuksia ja säästämään luonnonvaroja sekä luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja innovaatioita. Maailmassa, jossa keskitytään yhä enemmän kestävyyteen ja kiertotalouteen, muovin tehokas kierrätys on keino vastata sekä ympäristö- että taloushaasteisiin.
Muovien kierrätyksessä on ratkaisevan tärkeää ymmärtää hajoamisen vaikutukset materiaalin ominaisuuksiin. Tähän liittyvät muutokset, jotka tapahtuvat esimerkiksi ketjun pilkkoutumisen, polymerisaation tai silloittumisen kaltaisten mekanismien kautta, voivat vaikuttaa muovien ominaisuuksiin, kuten niiden viskositeettiin [2]. Nämä muutokset ovat haaste teollisuudelle kierrätysmateriaalien laadun säilyttämisessä ja kierrätyksen vähentämisen estämisessä [1]. Nämä materiaalimuutokset eivät aina näy termoanalyyttisillä tai IR-spektroskopiamenetelmillä. Tämä korostaa tarvetta yhdistää eri menetelmiä materiaalin karakterisointiin.
Reologia on avainasemassa näihin haasteisiin vastaamisessa. Reologisten mittausten avulla voidaan ymmärtää toistuvien käsittelyvaiheiden vaikutuksia polymeereihin ja kehittää strategioita hajoamisvaikutusten vähentämiseksi. Esimerkiksi neitseellisen materiaalin ja toistuvasti käsitellyn PEEK-raaka-aineen reologinen tutkimus - ks. kuva 1 - osoittaa viskositeetin merkittävää kasvua, mikä korostaa materiaalin rakenteellisia muutoksia.
Mittaukset NETZSCH Kinexus Prime -reometrillä
Mittaukset suoritettiin NETZSCH Kinexus Prime ultra+ -laitteella, jonka parametrit olivat seuraavat:
| Testi | Leikkausviskositeetti |
| Geometria | Levy-levy, halkaisija: 25 mm |
| Mittausväli | 1 mm |
| Leikkausnopeusalue | 10-2 s_1 - 10 s-1 |
| Lämpötilaohjelma | 380 °C (IsoterminenKontrolloidussa ja vakiolämpötilassa tehtäviä testejä kutsutaan isotermisiksi.isoterminen) |
Reologia on käytettävissä menetelmänä toistuvasti käsiteltyjen materiaalien (kierrätysmateriaalien) karakterisoimiseksi, Identify mahdollisten käsittelyvirheiden selvittämiseksi ja vaadittujen käsittelyominaisuuksien säätämiseksi kohdennetun prosessointioptimoinnin sekä lisäaineiden lisäämisen tai sekoittamisen avulla. Tämä tukee muoviteollisuuden tavoitetta valmistaa materiaalit siten, että niitä voidaan käyttää uudelleen monenlaisissa sovelluksissa, ja samalla edistetään kestävän kehityksen tavoitteita.
Lähteet
[1] Alakierrätys eli kaskadointi on jätteen kierrätystä, jossa kierrätysmateriaali on laadultaan ja toiminnallisuudeltaan heikompaa kuin alkuperäinen materiaali.(Wikipedia)
[2] Natalie Rudolph, Raphael Kiesel, Chuanchom Aumnate, Understanding Plastics Recycling (Second Edition), Carl Hanser Verlag, 2020, sivut 15-46, ISBN 9781569908464
Tutustu tuotevalikoimaamme:
