ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

Композиты на основе реактопластов

Композиты на основе реактопластов нельзя ни расплавить, ни растворить из - за их сшитой матрицы. Поэтому восстановление «первичного» и «вторичного* типов было бы непростой задачей, и основное применение находят «третичная*

и «четвертичная» технологии. Исключение составляет повторное измельчение реактопласта для последующего использования в качестве наполнителя. Эту аль­тернативную технологию мы рассмотрим в первую очередь. Вслед за ней мы кос­немся «четвертичных» технологий, таких как гидролиз и гликолиз. Наконец, бу­дет изложен вариант «четвертичной» переработки методом пиролиза.

Измельченные термореактивные композиты используют в качестве наполни­телей как в термореактивные, так и в термопластичные матрицы. Причем, если говорить о термореактивных матрицах, наполнители из измельченного ма­териала готовились из отходов производства листовой формовочной и объемной формовочной массы [71 ] и вводились в данные формовочные массы. Отверж­денные отходы листовой формовочной массы измельчаются и гранулируются. Получается грубая и тонкая фракции, которые примешиваются в составы объем­ной формовочной массы в количестве 10 и 20 %масс. от стандартного напол­нителя, а затем масса поступает на компрессионное литье. Результаты, приве­денные в табл. 5.14, показывают потери прочности при растяжении и модуля упругости, которые были несколько меньше при введении тонкой фракции гра­нул, чем при добавлении грубой фракции. Ударная прочность также уменьшает­ся при введении измельченного материала. Было найдено, что измельченный материал предъявляет более высокие требования к полимеру, чем исходный на­полнитель, поэтому было необходимо изменять состав массы. Измельченные отходы объемной формовочной массы также использовались [71] для замены карбоната кальция в составе листовой формовочной массы. Обычно небольшие добавки измельченного продукта мало влияют на механические свойства. Каче­ство поверхности страдает только в случае очень высоких концентраций введен­ного порошка (30 %)

Таблица 5.14. Свойства объемной формовочной массы, содержащей вторичную листовую формовочную массу

Контрольный

образец

объемной

формовочной

массы

Стандартная объемная формовочная масса + грубая фракция вторичной листовой формовочной массы

Стандартная объемная формовочная масса + тонкая фракция вторичной листовой формовочной массы

Измельченная листовая формовочная масса, %

0

10

20

10

20

Прочность при растяжении, МПа

27,9

16,1

14,5

17,3

16.1

Модуль растяжения, ГПа

13,1

9.9

9.2

12,7

10,2

Относительное удлинение, %

0,44

0,68

0,34

0,22

0,14

Модуль на изгиб, ГПа

10,5

9,8

9,4

10,2

9,2

Прочность по Изоду (образец с надрезом), Дж/м

270

270

158

209

221

Прочность по Изоду (образец без надреза), Дж/м

361

278

183

276

301

В работе [69] отходы фенольных смол, содержащие стекло - и углеродные во­локна, использовались в фенольных составах в качестве наполнителей после из­мельчения в крупный порошок. Также наполнителем служили полиуретановые отходы Л/М-процесса (Reaction Injection Molding), которые вновь поступали на литье. Компрессионное литье таких материалов требует применения очень вы­соких давлений и ограничено изделиями простой формы.

Измельченные отходы реактопластов применялись как наполнители для тер­мопластов. Например, измельченная листовая формовочная масса добавлялась в ПЭ и ПП [71]. Образцы штамповались в холодной форме. Было получено не­которое улучшение модуля растяжения и прочности по Изоду образцов с надре­зом при одновременном уменьшении относительного удлинения и прочности по Изоду образцов без надреза.

Из доступных «четвертичных» технологий для полиуретанов можно приме­нять гидролиз [69, 71 ] при условии раздельного парового восстановления под высоким давлением диаминов и высокомолекулярных спиртов. Было показано [71] , что 5 % восстановленного высокомолекулярного спирта можно использо­вать в эластичных вспененных материалах, получая изделия почти с теми же фи­зическими свойствами, что и изделия из оригинального материала. Непрерыв­ный гидролиз проводился на специально разработанном экструдере [69].

Полиуретаны можно подвергать гликолизу в целях получения смесей высоко­молекулярных спиртов (раздел 5.3) с замечательно низкой соединительной мас­сой, которые наиболее подходят для производства жестких пенопластов. Их мож­но вводить до 25 % в жесткие пенопласты, но только лишь примерно до 5 % — в новые составы для переработки по технологии RIM.

Недавно появилось сообщение [72] о новой «четвертичной» технологии для углеэпоксидных композитов и препрегов, в рамках которой под действием ката­лизаторов и небольшого нагревания матрица превращается в газообразную смесь низкомолекулярных углеводородов. Остающиеся волокна служат для армиро­вания новых композитов, а очищенные углеводороды используются как химика­лии или топливо. Исследования на ПЭМ показали, что восстановленные угле­родные волокна почти не отличаются от оригинальных.

Ценные компоненты углеэпоксидных композитов восстанавливались в реак­торе посредством превращения полимерной матрицы в низкомолекулярные уг­леводороды и горючий газ [73]. Результаты механических испытаний типичного состава полиэфирной объемной формовочной массы, содержащей восстановлен­ные углеродные волокна, сравнивались со свойствами композитов с оригиналь­ными стекловолокнами, и они выглядят обнадеживающими (табл. 5.15).

Что касается «четвертичной» переработки, композиты, основанные на орга­нических полимерах, имеют значительный запас энергии, хотя удельная тепло­емкость снижается при армировании неорганическими компонентами. Восста­новление энергии из отходов композитов можно осуществить сжиганием, но при этом следует принимать во внимание экологические ограничения по выбросам Пиролиз применяется, преимущественно, для переработки листовых формовоч-

Таблица 5.15. Результаты механических испытаний полиэфирных композитов, содержащих восстановленные углеродные волокна и оригинальные стекловолокна (содержание волокна 15 %)

Армирование

Прочность на разрыв, МПа

Прочность на изгиб, МПа

Восстановленные углеродные волокна

36,6

76,4

Оригинальное стекловолокно

28,4

76,4

Источник [73].

ных масс и полиуретанов. Для эпоксидных композитов применяется прокали­вание.

Бескислородный пиролиз [69] неотвержденной и отвержденной формовоч­ной массы дает горючий газ и тяжелые масла с потенциально высоким содержа­нием энергии. При введении до 20 % твердого остатка (технический углерод, кар­бонат кальция и стекловолокна) не было обнаружено изменений ни в свойствах, ни в качестве поверхности [71]. Если сравнивать полученную продукцию с пря­мым использованием перетертой формовочной массы в качестве наполнителя, то неясно, который из двух методов более подходит для бывшей в употребле­нии массы. Однако повторное измельчение оказалась наиболее приемлемым методом вторичного использования бытовых отходов из листовой формовоч­ной массы.

Пиролиз также применяют для переработки твердых отходов изделий, изго­товленных по технологии RIM из полиуретанов и измельченных остатков автомо­бильных деталей [69,71 ], средняя теплоемкость которых составляет 12,6 МДж/кг. При использовании высокотемпературной газификации общий выход извлечен­ной энергии достигал 80-85 % [71].

Наконец, обработка прокаливанием для удаления эпоксидной матрицы из эпоксидно-стеклянных слоев с печатных плат [71] оставляет стекловолоконное покрытие. Волокна, нарубленные на кусочки длиной 10,2 мм, использовались для армирования; затем проводилось сравнение с действием наполнителя из кусоч­ков по 6,4 мм в композите общего назначения из полиэфирного полимера с со­держанием стекловолокон 15 %. Результаты показаны в табл. 5.16.

Таблица 5.16. Усредненные механические свойства композитов полиэфир/стекло с восстановленным и оригинальным наполнителем из стекловолокна

Свойство

Вторично переработанное стекловолокно

Контрольный образец

Прочность при растяжении, МПа

25,0

24,8

Прочность на сжатие, МПа

89,6

Прочность на изгиб, МПа

81,3

84,7

Длина волокна, мм

10,2

6,4

ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

Извлечение энергии из пластмассовых отходов на малых сжигательных станциях

Из-за прямых ограничений лицензирования использование малых сжига­тельных станций для переработки высокотеплотворных отходов все более и более уменьшается. Они считаются неэкономичными и обладают репутацией источников сильного загрязнения окружающей среды. Оба эти …

Защита от загрязнения окружающей среды при извлечении энергии

Много работ было посвящено изучению механизма образования ПХДФ/ ПХДД, в особенности синтезу Де Ново и процессу Дикона, в которых органиче­ские соединения хлора дают НС1 при сжигании. Это в совокупности с …

Экологическое влияние топлива из пластмассовых отходов

Данные многочисленных исследований убедительно говорят в пользу реку­перации энергии из СПО [148-151]. Ценность пластмасс как топлива была осо­бенно выделена в исследовании экологического воздействия, выполненногов 1995 г. Германии. Исследование, профинансированное DSD, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.