malzenstwo-z-rozsadku--ppps

Tworzywa z odzysku
Małżeństwo z rozsądku  Cz. 1
Jak zmieszać niemieszalne?
Zajmując się recyklingiem tworzyw sztucznych czasami napotykamy na trudne do rozwiązania dylematy. Jednym z nich jest, co zrobić, kiedy mamy
zmieszane odpady z polipropylenu oraz polistyrenu.
A skąd może się nam trafić taka mieszanka tworzyw?
Taki zestaw tworzyw występuje w produkcji pudełek
do margaryny. Jedne są z polipropylenu inne z polistyrenu. Dla rozwiązania tej sytuacja mamy dostępne
dwa rozwiązania.
 Jerzy Żelaziński
P
o pierwsze możemy zbudować lub kupić linię do sortowania tworzyw. W tym konkretnym przypadku wystarczy zwykła wanna sortująca typu pływa-tonie wypełniona wodą. Po drugie
możemy zrobić mix tworzywowy
PP/PS. Co jest lepszym wyjściem
w takiej sytuacji? To zależy od tego
czy takie zmieszane odpady będą się
48
PlastNews 5’2011
pojawiać w naszej firmie często, czy
też raczej sporadycznie. Jeśli często
to zainwestowanie w wannę sortującą ma ekonomiczny sens. Rozsortujemy tworzywa, a przy okazji je
umyjemy. Będziemy mogli zrobić
z nich dwa czyste regranulaty. Jeśli
zaś dostawy zmieszanych odpadów
pojawiają się nieregularnie, to sensowne wydaje się zrobienie miesza-
niny tworzyw. No tak, ale przecież
polipropylen i polistyren nie mieszają się ze sobą.
Jak mamy zmieszać
ze sobą tworzywa
niemieszalne?
Aby tworzywa stworzyły roztwór
właściwy muszą być podobnej
natury. A w tym przypadku mamy
krystaliczny polipropylen i amorficzny polistyren, więc tworzywa
o bardzo różnym charakterze. Różnią się także dość znacznie ich temperatury mięknienia: polipropylen to165ºC, a polistyren to 100ºC.
Różnica jest znaczna i przeszkadza
w procesie mieszania. Z powodu
przytoczonych powyżej nie jest
możliwe uzyskanie roztworu jednego tworzywa w drugim, ale za to
możemy uzyskać zawiesinę (emulsję) tych tworzyw, przypominającą
emulsję woda-olej. Z powodu różnicy we własnościach tych tworzyw
możliwa jest tylko emulsja typu:
polistyren rozproszony w polipropylenie. Aby taka emulsja była stabilna musimy mieć dwie rzeczy
odpowiednia maszynę mieszająca
oraz dodatek ułatwiający mieszanie,
czyli kompatybilizator. Może być on
różny w zależności o od tego, jaką
maszyną będziemy się posługiwać.
Czy jest to dwuślimakowy kompounder czy też wytłaczarka z pojedynczym ślimakiem o stosunku
L/D ok. 30. Taki preparat powinien
zaproponować lokalny dostawca
barwników i innych dodatków do
tworzyw. Przetwórstwo powinno
się odbywać w temperaturze jak dla
polipropylenu. Własności gotowych
mieszanin zależą w głównej mierze
od wielkości rozdrobnienia ziaren
polistyrenu w matrycy polipropylenowej, a o tym decyduje efektywność mieszania na wytłaczarce. Jak
zrobimy do dobrze możemy uzyskać tworzywo o zwartości polistyrenu powyżej 50% i parametrach
wytrzymałościowych poliamidu
technicznego. Posiada ono znacznie mniejszy skurcz niż czysty polipropylen. Rośnie również twardość
takiej mieszanki. W niższych zakresach zawartości polistyrenu tworzywo wykazuje większy połysk,
a w wyższych zakresie jest bardziej
matowe niż wyjściowy polipropylen. Znane są tez mieszanki o zawartości polistyrenu dochodzącej do
70-75% wagowo. Możliwe jest
również wzbogacenie mieszaniny
PP/PS o napełniacze mineralne lub
włókniste.
Mix PP/PS
Rozważaliśmy tu możliwość
wykonania miksu polipropylenowo polistyrenowego jako swego
rodzaju wyjście awaryjne w sytuacji, gdy nie możemy oddzielić od
siebie tych tworzyw. Jednakże na
świecie wiele firm opracowało dla
zastosowań komercyjnych takie
mieszanki. Mają one znaczenie
głównie jako tworzywa konstrukcyjne znajdujące zastosowanie
do wyrobu detali dla przemysłu
motoryzacyjnego i maszynowego.
Często są wtedy przygotowane
wraz z napełniaczem włóknistym.
Przykładem takiego tworzywa jest
Tworzywa z odzysku
Tabela 1. Parametry wytrzymałościowe Elan XP 422
Parametr
Wartość
Jednostka
Norma
Gęstość
Wskaźnik płynięcia 230°C/2,16 kg
Skurcz liniowy
Granica plastyczności
Wytrzymałość na rozciąganie
Wytrzymałość przy zerwaniu
Wydłużenie przy zerwaniu
Udarność wg Izoda w 23°C
Udarność wg Izoda w -20°C
Moduł przy zginaniu
Wytrzymałość na zginanie 3,5%
Temperatura mięknienia wg Vicata 5 kg
0,94
10
0,9 – 1,2
22
22
19
80
15
4
1400
42
67
g/cm
g/10 min
%
N/mm²
N/mm²
N/mm²
%
kJ/m²
kJ/m²
N/mm²
N/mm²
°C
ISO 1183
ISO 1133
ISO 527
ISO 527
ISO 527
ISO 527
ISO 180
ISO 180
ISO 178
ISO 178
ISO 306
Elan XP 422. Materiał ten posiada
bardzo dobra odporność na zarysowania, taki sam skurcz wtryskowy
jak polipropylen z 20% zawartości wypełniacza mineralnego, niską
zdolność do wypaczania się oraz
bardzo dobrą udarność w temperaturze - 20ºC.
Dodatek polistyrenu do polipropylenu może dać również całkowicie inne i użyteczne właściwości.
Jeśli stosujemy polipropylen do produkcji opakowań sterylizowanych
radiacyjnie musimy zwiększyć jego
odporność na działanie promieniowania jonizującego. Polipropylen
trudno ulega sieciowaniu, natomiast
łatwo się degraduje w przypadku
działania promieniowania jonizującego. Zainicjowany przez promienie
Beta proces powoduje pogorszenie
własności PP w czasie. Stąd próby
wykorzystania związków organicz-
3
nych zawierających pierścień benzenowy do ochrony polipropylenu.
Zjawisko to polega na reakcji pierścienia benzenowego z powstałą na
łańcuchu polimeru dziurą dodatnią
(atom pozbawiony elektronu), a jak
wiemy polistyren składa się właściwie z samych pierścieni benzenowych. Działanie ochronne niewielkich ilości tych pierścieni jest możliwe dzięki przenoszeniu ładunku
lub energii wzdłuż łańcucha polimeru.
Jak widać coś co dla jednych
jest tworzywem powstałym niejako
„z konieczności” dla innych jest
tworzywem konstrukcyjnym o całkiem ciekawych parametrach
i to w dodatku odporne na promieniowanie jonizujące.
W następnym odcinku opowiemy, co możemy zrobić, gdy los
obdarzy nas folią PA/PE. 
PlastNews 5’2011
49