June 7th, 2020
이차 재료 스트림은 생산을위한 잠재적 인 원료를 포함하는 것으로 나타났습니다. 여기에 제시된 프로토콜은 CDW-플라스틱 폐기물을 원료로 식별하고 다양한 처리 단계(응집, 압출)가 뒤따릅니다. 그 결과, 복합재료가 생산되었고 기계적 성질을 분석했다.
폐기물 축적이 크게 증가했습니다. 예를 들어, 건설 부문은 폐기물의 중요한 생산자입니다. 우리는이 귀중한 프로 재료 변형을 악용 할 수있는 실용적인 방법을 찾아야합니다.
건설 및 철거 폐기물에는 목재 폴리머 복합재용 플라스틱, 귀중한 원료가 포함됩니다. 이 재활용 플라스틱은 제대로 식별및 가공할 수 있다면 목재 폴리머로 대체할 수 있습니다. 플라스틱에서 중합체를 식별하기 위해 1600~2400나노미터 스펙트럼 범위에서 휴대용 근적외선 분광법 도구로 관심 있는 중합체를 식별하고 측정된 반사도에 의해 폴리머의 유형을 결정한다.
분광법 식별 곡선을 사용하여 실험실 결과를 분석하고 식별 결과에 따라 폴리머 사이의 재료를 정렬합니다. 선택된 플라스틱 재료에 대한 크기 감소를 수행하기 위해 크러셔 분쇄기 장치가 장착된 단일 샤프트 파쇄 시스템에 식별및 수집된 재료를 배치하고 플라스틱 재료를 저속 분쇄 및 5mm 흔들림으로 분쇄한다. 재료가 균일한 경우 복합재에 대한 재료 양을 측정하고 플라스틱, 목재, 커플링 제및 윤활유의 상대적 양으로 재료를 제시한다.
압출 기술을 가진 목재 폴리머 복합 재료 처리의 경우, 크기 감소 처리 후 공정의 모든 구성 요소를 터보 믹서 및 쿨러 장치에서 혼합하고 재료의 온도가 섭씨 200도에 도달할 때까지 터보 믹서의 재료를 응집한다. 온도와 마찰 과립 재료의 결합 된 효과로 인해 처리가 끝날 때 형성될 것입니다. 처리의 끝에 프로세서에서 재료를 대피하고 응집된 물질을 수집하기 전에 냉각 기장치에서 4 ~ 7 분 동안 재료를 냉각.
압출 기의 제어판에서 평균 배럴 온도를 167에서 181섭사이로 설정하고 평균 공구 온도는 섭씨 183도에서 207도 사이로 설정합니다. 용융 온도는 섭씨 164도에서 177도 사이로 설정되어야 합니다. 그리고 염료 압력은 3.7과 5.9 메가 파스칼 사이여야합니다.
필요에 따라 매개 변수를 조정합니다. 재활용 된 재료는 이질적이고 공정은 전문적인 제어가 필요합니다. 그리고 원물 카운터 회전 트윈 나사 압출기를 사용하여 15 킬로그램의 재료 출력을 사용하여 구성 요소를 복합시합니다.
압출 공정 후 복합재료의 프로파일 재질이 생성될 수 있다. 굴곡 특성 테스트를 위해 샘플을 준비하려면 슬라이딩 테이블 톱을 사용하여 압출 된 프로파일에서 800 % 50 % 20 밀리미터 샘플을 절단하십시오. 인장 속성 테스트의 경우 컴퓨터 수치 컨트롤을 사용하여 재료가 아령 모양으로 수행하도록 설정하고 압출 된 재료에서 150 에서 20 % 4 밀리미터 샘플을 잘라냅니다.
충격 강도 테스트를 위해 압출 된 재료의 테스트 샘플을 보려면 슬라이딩 테이블 톱을 사용하여 샘플을 80 에서 10 4 밀리미터 조각으로 자른다. 그런 다음 시험 재료를 섭씨 23도및 50%의 상대 습도 조건 챔버에 놓고 일정한 질량에 도달할 때까지 배치합니다. 20개의 샘플 각각에 대한 굴곡 강도 및 계수 테스트를 수행하기 위해 2점의 지지에 시험 장치에 굴곡 테스트 샘플을 배치하고 클릭 테스트는 15 뉴턴의 전하와 샘플의 중심에 분당 10 밀리미터의 테스트 속도를 적용하기 시작한다.
결과를 기록한 후 테스트가 자동으로 중지됩니다. 지원 도구에서 샘플을 제거하고 새 샘플을 도구에 배치합니다. 20개의 가공된 아령 모양 샘플에 대한 인장 강도 및 계수 테스트를 수행하기 위해 테스트 도구 사이에 인장 테스트 샘플을 설정하고 테스트 중에 공구에 샘플을 유지하기 위해 노에매틱 클램프를 부착합니다.
컴퓨터 제어판에서 10뉴턴의 사전 로드와 분당 2밀리미터의 테스트 속도로 테스트를 시작하고 테스트 시작 직후 에 부착 및 확장 미터 도구를 연결합니다. 나머지 의 끝에 테스트 샘플을 제거하고 도구에 새 샘플을 설정합니다. 충격 강도 테스트를 수행하려면 충격 테스터의 지지대 사이에 10~4밀리미터 샘플을 배치하고 힘을 재설정한다.
그런 다음 충격 망치를 5 킬라폰 센티미터의 충격력으로 놓습니다. 모든 테스트가 완료되면 테스트된 각 샘플 집합의 평균 값을 계산합니다. 목재 폴리머 복합체의 기계적 특성상 건설 및 철거 와스터 플라스틱 폴리머의 효과를 조사하기 위해 3개의 상이한 중합체 유형은 3개의 상이한 처리 파라미터를 사용하여 매트릭스로 연구하였다.
가장 높은 굴곡 강도 값은 매트릭스에서 재활용 ABS 폴리머를 함유하는 재료로 달성되었다. 그리고 거의 합동 고강도 품질은 재활용 폴리에틸렌 폴리머가 매트릭스에 사용되는 재료에서 달성되었다. 가장 낮은 굴곡 강도는 매트릭스에서 재활용 폴리 프로필렌 폴리머를 포함하는 재료로 달성되었다.
강도 특성과 동시에 측정된 재료의 굴곡 계수에도 유사한 결과가 관찰된다. 재활용 폴리에틸렌 재료로 재활용 ABS 폴리머의 가치에 비해 계달수 값이 현저히 낮습니다. 재활용 된 ABS와 폴리에틸렌을 사용한 재료는 거의 일치하는 인장 강도를 가지고 있습니다.
가장 약한 인장 강도는 매트릭스에서 재활용 폴리 프로필렌 폴리머를 포함하는 재료로 달성되었다. 인장 계수 분석을 위해 유사한 결과를 관찰했다. 또한, 재활용 된 ABS 및 폴리 프로필렌 폴리머의 충격 강도는 거의 동일했다.
그러나 이 연구에서 가장 큰 충격 강도 특성을 가진 재활용 폴리에틸렌 폴리머로 더 큰 충격 강도를 달성했습니다. 재료가 가공 전에 식별되고 정렬되었는지 확인하고 제조 단계 전에 모든 재료의 올바른 재료 비율을 모델링하는 것이 중요합니다. 이 프로토콜을 사용하여 사이클 처리 후 습기 저항 및 강도와 같은 여러 가지 다른 기능적 특성을 입증한 바와 같이 또한 조사될 수 있다.
입증된 바와 같이, 폐기물은 원료로 재활용될 수 있다. 향후 연구에서는 새로운 원료 스트림을 평가해야 하며 해당 특성은 새로운 제품에서 테스트해야 합니다.
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이 연구는 건설 및 해체 폐기물(CDW) 플라스틱을 원료로 식별하고 처리하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜에는 복합 재료를 생산하기 위한 응집 및 압출과 같은 단계와 기계적 특성 분석이 포함됩니다.
This study demonstrates a protocol for identifying and processing construction and demolition waste plastics for use in wood-polymer composites, offering a pathway to sustainable material sourcing in industrial applications. By enabling rapid polymer identification via near-infrared spectroscopy and subsequent compounding and extrusion, the method supports early-stage material validation and de-risking in composite development. The approach contributes to circular economy initiatives by transforming waste streams into functional raw materials with measurable mechanical performance.
The method integrates into early material discovery workflows by enabling waste plastic characterization, formulation, and processing into testable composite forms, supporting go/no-go decisions in sustainable material development.