บทนำ: การใช้โพรพิลีนรีไซเคิลที่เพิ่มขึ้น
ด้วยการเพิ่มความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมและเป้าหมายเศรษฐกิจแบบวงกลมโพลีโพรพีลีนรีไซเคิล (PP) ได้รับความโดดเด่นในการผลิตส่วนประกอบพลาสติกรวมถึงอุปกรณ์บีบอัด PP- อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในระบบประปาการชลประทานและระบบน้ำเทศบาล อย่างไรก็ตามการรวม PP รีไซเคิลแนะนำข้อกังวลเกี่ยวกับประสิทธิภาพเชิงกลและความน่าเชื่อถือในระยะยาว- การศึกษาครั้งนี้สำรวจขอบเขตและลักษณะของการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติเชิงกลที่เกิดจากการใช้วัสดุ PP รีไซเคิล
ลักษณะของวัสดุ PP รีไซเคิล
โดยทั่วไปแล้ว PP รีไซเคิลมาจากของเสียอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์หลังการบริโภคหรือชิ้นส่วนที่เหลือฉีดที่เหลือ มันมักจะมีสิ่งสกปรกโซ่โมเลกุลที่เสื่อมโทรมและประวัติความร้อนที่ไม่สอดคล้องกันทั้งหมดนี้ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับ Virgin PP อาจมี PP รีไซเคิลความต้านทานแรงดึงที่ลดลงลดความต้านทานแรงกระแทกและความแปรปรวนมากขึ้นในพฤติกรรมการประมวลผล รูปแบบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานด้วยแรงดันเช่นอุปกรณ์บีบอัดความสมบูรณ์ของตราประทับและความแข็งแรงของโครงสร้างเป็นสิ่งจำเป็น
ทดสอบตัวอย่างและวิธีการ
เพื่อประเมินการย่อยสลายอุปกรณ์การบีบอัดถูกหล่อขึ้นรูปโดยใช้การผสมผสานที่หลากหลายของ PP บริสุทธิ์และรีไซเคิล อัตราส่วนการผสมผสานรวม 0%(บริสุทธิ์บริสุทธิ์), 25%, 50%, 75%และเนื้อหารีไซเคิล 100% ตัวอย่างถูกเตรียมภายใต้เงื่อนไขการฉีดขึ้นรูปที่เหมือนกันเพื่อแยกความแตกต่างของวัสดุ คุณสมบัติเชิงกลถูกทดสอบตามมาตรฐาน ISO โดยมุ่งเน้นไปที่:
แรงดึง
โมดูลัสโค้งงอ
ความต้านทานต่อแรงกระแทก
ความต้านทานความดันอุทกสถิต
นอกจากนี้การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคได้ดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) เพื่อสังเกตการณ์พฤติกรรมการแตกหักและการกระจายตัวของฟิลเลอร์.
ผลแรงดึงและความโค้งงอ
ความต้านทานแรงดึงแสดงให้เห็นว่าการลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเพิ่มเนื้อหารีไซเคิล อุปกรณ์ PP บริสุทธิ์บริสุทธิ์บันทึกความต้านทานแรงดึงเฉลี่ย 32 MPa ในทางตรงกันข้ามอุปกรณ์รีไซเคิล 100% เฉลี่ยเพียง 23 MPa ซึ่งสะท้อนให้เห็นลดลง 28%- ในทำนองเดียวกันความแข็งแรงของการดัดงอลดลง 25%ซึ่งบ่งบอกถึงความแข็งที่ลดลง การสูญเสียมีความเด่นชัดมากขึ้นเมื่อวัสดุรีไซเคิลมาจากแหล่งผสมหรือแหล่งที่ไม่รู้จักเสริมความต้องการควบคุมการเรียงลำดับและการประมวลผลล่วงหน้า.
ความต้านทานต่อแรงกระแทกและพฤติกรรมการแตกหัก
การทดสอบผลกระทบเผยให้เห็นการเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญในความเหนียว อุปกรณ์ PP Virgin ทนต่อการกระแทกพลังงาน 25 J โดยไม่ต้องแตกในขณะที่อุปกรณ์รีไซเคิลรีไซเคิล 100% ร้าวที่เพียง 13 J. ภาพ SEM ของพื้นผิวที่แตกหักแสดงให้เห็นช่องว่างที่ใหญ่กว่าและการกระจายตัวฟิลเลอร์ที่ไม่ดีในตัวอย่างเนื้อหาที่มีการรีไซเคิลสูง ข้อบกพร่องทางโครงสร้างจุลภาคเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมความเครียดเร่งความเร็ว การลดลงของความต้านทานต่อแรงกระแทกเป็นปัญหาสำคัญในท่อใต้ดินหรือที่เปิดเผยที่ซึ่งแรงกระแทกทางกลเป็นเรื่องปกติ
ความเสี่ยงต่อการกักเก็บแรงดันและการรั่วไหล
หนึ่งในตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดสำหรับอุปกรณ์บีบอัดคือการกักเก็บแรงดัน การทดสอบแบบอุทกสถิตแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ที่ทำจากเนื้อหารีไซเคิลมากกว่า 50%พัฒนารั่วไหลหรือแตกภายใน 72 ชั่วโมงที่ 1.6 MPa ในการเปรียบเทียบอุปกรณ์ PP บริสุทธิ์ใช้เวลานานกว่า 1,000 ชั่วโมงภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ถูกบุกรุกในตัวแปรรีไซเคิลนั้นมาจากความไม่แน่นอนของมิติและคืบใต้โหลดเน้นข้อ จำกัด ของ PP รีไซเคิลในการใช้งานที่ใช้แรงดันมาก
กลยุทธ์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกล
ในขณะที่การย่อยสลายเชิงกลเห็นได้ชัด แต่เทคนิคบางอย่างสามารถทำได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของ PP รีไซเคิล:
สารเติมแต่งเช่นเดียวกับตัวดัดแปลงแรงกระแทก (เช่น SEB หรืออีลาสโตเมอร์) สามารถฟื้นฟูความเหนียว
การเสริมเส้นใย(แก้วหรือแป้ง) ช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานรอยแตก
การผสมควบคุม(เช่นเนื้อหารีไซเคิลสูงสุด 25%) สร้างความสมดุลระหว่างความยั่งยืนและประสิทธิภาพ
กระบวนการบำบัดล่วงหน้าเช่นการกรองและ devolatilization ในระหว่างการ regranulation ปรับปรุงความบริสุทธิ์ของพอลิเมอร์
ผู้ผลิตจะต้องเพิ่มประสิทธิภาพกลยุทธ์เหล่านี้ตามสภาพแวดล้อมการใช้งานและข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ
แนวทางการใช้งานและการพิจารณามาตรฐาน
แอปพลิเคชันทั้งหมดไม่ได้กำหนดความต้องการประสิทธิภาพเดียวกัน อุปกรณ์บีบอัด PP รีไซเคิลอาจเหมาะสำหรับระบบแรงดันต่ำการติดตั้งชั่วคราวหรือสายระบายน้ำที่ไม่สำคัญ- สำหรับน้ำดื่มหรือท่อก๊าซมาตรฐานเช่นISO 17885 หรือ ASTM D2466ต้องการการทดสอบอย่างเข้มงวดทำให้วัสดุบริสุทธิ์บริสุทธิ์หรือรีไซเคิลบางส่วนเหมาะสมกว่า หน่วยงานรับรองและหน่วยงานเทศบาลควรจัดให้แนวทางที่ชัดเจนเกี่ยวกับอัตราส่วนการผสมที่ยอมรับได้เพื่อรักษาความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะ
ผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม
การใช้ PP รีไซเคิลลดลงอย่างมีนัยสำคัญค่าวัสดุและรอยเท้าคาร์บอนสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืนระดับโลก อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะต้องชั่งน้ำหนักกับความเสี่ยงของความล้มเหลวในช่วงต้นการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น, และปัญหาความรับผิดที่อาจเกิดขึ้น. A การวิเคราะห์ต้นทุนวงจรชีวิตอาจเปิดเผยว่าการใช้เนื้อหารีไซเคิลบางส่วนที่มีการเสริมแรงเป็นทางออกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดส่งมอบผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องเสียสละความทนทานในระยะยาว
สรุป: การปรับสมดุลประสิทธิภาพและความยั่งยืน
การศึกษาครั้งนี้ยืนยันว่าคุณสมบัติเชิงกลของอุปกรณ์บีบอัด PP จะลดลงด้วยเนื้อหารีไซเคิลที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามด้วยการเลือกวัสดุอย่างระมัดระวังการใช้สารเติมแต่งและการควบคุมคุณภาพเป็นไปได้ที่จะเป็นไปได้ลดประสิทธิภาพการสูญเสียประสิทธิภาพ- PP รีไซเคิลมีสถานที่ในระบบที่ไม่สำคัญในขณะที่วัสดุไฮบริดเสนอการประนีประนอมสำหรับการใช้งานที่ต้องการมากขึ้น การวิจัยอย่างต่อเนื่องและโปรโตคอลการทดสอบมาตรฐานจะช่วยให้การใช้ PP รีไซเคิลได้กว้างขึ้นในขณะที่มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของระบบ
ติดต่อ ifan
โทรศัพท์:+86 15088288323
