Sekundäre Materialströme enthalten nachweislich potenzielle Rohstoffe für die Produktion. Hier wird ein Protokoll vorgestellt, in dem CDW-Kunststoffabfälle als Rohstoff identifiziert werden, gefolgt von verschiedenen Verarbeitungsschritten (Agglomeration, Extrusion). Als Ergebnis wurde ein Verbundwerkstoff hergestellt und mechanische Eigenschaften analysiert.
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Methodenartikel
Die Auswirkungen von Bau- und Abbruchabfällen kunststofffraktioniert auf Holz-Polymer-Verbundeigenschaften
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Bau- und Abbruchabfälle (CDW), einschließlich wertvoller Materialien wie Kunststoffe, haben einen bemerkenswerten Einfluss auf den Abfallsektor. Damit Kunststoffe wiederverwendet werden können, müssen sie entsprechend ihrer Polymerzusammensetzung identifiziert und getrennt werden. In dieser Studie wurde die Identifizierung dieser Materialien mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIR) durchgeführt, die Material anhand ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften identifizierte. Vorteile der NIR-Methode sind eine geringe Umweltbelastung und eine schnelle Messung (innerhalb weniger Sekunden) im Spektralbereich von 1600-2400 nm ohne spezielle Probenvorbereitung. Zu den Einschränkungen gehört die Unfähigkeit, dunkle Materialien zu analysieren. Die identifizierten Polymere wurden als Komponente für Holz-Polymer-Verbundwerkstoff (WPC) verwendet, die aus einer Polymermatrix, kostengünstigen Füllstoffen und Additiven besteht. Die Komponenten wurden zunächst mit einem Agglomerationsapparat zusammengesetzt, gefolgt von der Extrusion. Im Agglomerationsprozess bestand das Ziel darin, alle Materialien zu einer gleichmäßig verteilten und granulierten Materialsproduktion als Pellets zu verankern. Während des Agglomerationsprozesses wurde das Polymer (Matrix) geschmolzen und Füllstoffe und andere Additive in das geschmolzene Polymer gemischt, um für den Extrusionsprozess bereit zu sein. Bei der Extrusion wurden Wärme- und Scherkräfte auf ein Material innerhalb des Laufs eines konischen, gegenläufigen Doppelschneckenextruders aufgebracht, was das Risiko des Verbrennens der Materialien und der geringeren Schermischung reduziert. Die erhitzte und gescherte Mischung wurde dann durch eine Matrize transportiert, um dem Produkt die gewünschte Form zu geben. Das oben beschriebene Protokoll bewies das Potenzial für die Wiederverwendung von CDW-Materialien. Die Funktionseigenschaften müssen gemäß den standardisierten Tests überprüft werden, wie z. B. Biege-, Zug- und Schlagfestigkeitsprüfungen für das Material.
Einleitung
Die weltweite Abfallerzeugung ist im Laufe der Geschichte erheblich angestiegen und wird in Zukunft voraussichtlich um zig Prozent steigen, wenn nicht gehandelt wird1. Insbesondere Länder mit hohem Einkommen haben mehr als ein Drittel der weltweiten Abfälle erzeugt, obwohl sie nur 16 % der Weltbevölkerung ausmachen1. Der Bausektor ist aufgrund der raschen Urbanisierung und des Bevölkerungswachstums ein bedeutender Produzent dieser Abfälle. Schätzungen zufolge wird etwa ein Drittel des weltweiten festen Abfalls durch Bau- und Abbruchprojekte gebildet; Genaue Werte aus verschiedenen Bereichen fehlen jedoch
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Protokoll
1. Identifizierung und Vorbehandlung
- Identifizieren Sie Polymere aus Kunststoff mit dem tragbaren Nahinfrarot-Spektroskopie-Tool (NIR) im Spektralbereich von 1600–2400 nm. Kontaktieren Sie das Polymer mit spektroskopie-Werkzeug und bestimmen Sie das Polymer durch die gemessene Reflexion.
- Nach der Identifikationskurve der Spektroskopie, analysieren Sie die Identifikationsergebnisse aus dem Bildschirm im Labor.
- Sortieren Sie auf Der Grundlage des Identifikationsergebnisses die Materialien zwischen den Polymeren und messen Sie deren jeweilige Gewichte.
HINWEIS: Das Material wurde nach den gemessenen Identifikationsergebnissen s....
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Ergebnisse
Um die Wirkung von CDW-Kunststoffpolymer auf die mechanischen Eigenschaften von WPC zu untersuchen, wurden drei verschiedene Polymertypen als Matrix untersucht. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der Werkstoffe und Tabelle 2 zeigt die Herstellungsverfahren. Das Material von CDW-PP erfordert eine höhere Behandlungstemperatur für Werkzeuge, aber entsprechend war der Schmelzdruck im Vergleich zu den anderen Materialien (CDW-ABS und CDW-PE) geringer.
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Diskussion
Die mechanischen Eigenschaften von WPC spielen eine wichtige Rolle bei der Entscheidung über die Eignung dieser Produkte in verschiedenen Anwendungen. WPC besteht aus drei Hauptbestandteilen: Kunststoff, Holz und Zusatzstoffe. Die mechanischen Eigenschaften von faserbasierten Verbundwerkstoffen hängen von der Länge der verwendeten Faser ab, wobei "kritische Faserlänge" der Begriff ist, der verwendet wird, um eine ausreichende Verstärkung25anzuzeigen. Neben den Eigenschaften der Inhaltsstoffe ist d.......
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Offenlegungen
Das Circwaste-Projekt erhält finanzielle Unterstützung von der EU für die Herstellung seines Materials. Die im Inhalt reflektierten Ansichten sind ausschließlich die eigenen des Projekts, und die EU-Kommission ist für ihre Nutzung nicht verantwortlich.
Danksagungen
Die Autoren würdigen die Unterstützung der Forschungsplattform LUT RESOURCE (Resource efficient production processes and value chains), die von der LUT University koordiniert wird, und der Life IP on waste–Towards a circular economy in Finland (LIFE-IP CIRCWASTE-FINLAND) Project (LIFE 15 IPE FI 004). Die Finanzierung des Projekts wurde aus dem EU Life Integrated-Programm, Unternehmen und Städten erhalten.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Agglomeration | Plasmec | TRL100/FV/W | Apparat des Turbomischers |
| Agglomeration | Plasmec | RFV 200 | Apparat des Kühlers |
| CNC-Fräser | Recontech | F2 - 1325 C | CNC-Maschine |
| Zustandskammer | Memmert | HPP260 | Konstantklimakammer |
| Haftvermittler | DuPont | Fusabond E226 | kommerzielles Haftvermittler-Additiv |
| Brecher 1 (Brecher/Schredder) | Untha | Untha LR 630 | 10-20 mm |
| Sieb Brecher 2 (Langsamläufer) | Shini | Shini SG-1635N-CE | 5 mm Sieb, Schneidmühle |
| Extruder | Weber | Weber CE 7.2 | konisch gegenläufig rotierender Doppelschnecken-Schmierstoff |
| Struktol | TPW 113 | gewerblicher Schmierstoff-Zuschlag | |
| NIR-Spektroskopie | Thermo Fisher Scientific | Thermo Scientific microPHAZIR PC | |
| Rezyklat ABS aus CDW | |||
| Rezyklat PE aus CDW | |||
| Rezyklat PP aus CDW | |||
| Formatkreissäge | Altendorf | F-90 | Kreissäge/Formatkreissäge |
| Prüfapparatur | Zwick | 5102 | Schlagprüfgerät |
| Prüfmaschine | Zwick Roell | Z020 | Allround-Linie Materialprüfmaschine |
| Holzmehl (Fichte) Material | |||
| WPC Beispielmaterial | UPM Profi | Terrassendiele |
Referenzen
- The World Bank. What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. International Bank for Reconstruction and Development/The World Bank. , Washington, DC. (2018).
- Llatas, C. A model for quan....
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Nachdrucke und Genehmigungen
