Reciclarea ABS-ului și PC-ului din Deșeurile Electrice și Electronice

Reciclarea ABS-ului şi PC-ului din deşeurile electrice şi electronice. Efectul amestecării şi degradării anterioare asupra performanţei finale a amestecurilor industriale

Rafael Balart, Juan Lopez, David Garcia, M. Dolores Salvador

Abstract

Scopul acestei lucrări, în cadrul reciclării polimerilor, este de a prelucra deşeurile rezultate de la echipamentele electrice şi electronice. Amestecurile celor două reziduuri importante au fost elaborate printr-un proces de amestecare prin topire. Acestea sunt ABS care sunt constituite dintr-o matrice de termoplastic SAN cu o componentă dispersată elastomerică (cauciuc polibutadienic) şi policarbonat (PC). Au fost investigat e efectul de miscibilitate parţială şi nivelele de degradare anterioare.

Caracterizarea mecanică a sistemelor de ABS / PC a fost efectuat pentru a determina gama de compoziţie optimă. Nivelurile anterioare de degradare a celor două deşeuri au fost investigate prin FTIR. În ABS s-a observat un efectul mic de degradare, datorat prezenţei cauciucului polibutadienic, care este mult mai sensibil la procesele termo-oxidative de degradare semnificativă, însă la PC nu s-a observat deloc. Testele de calorimetrie diferenţială de scanare (DSC) au demonstrat miscibilitatea anumită între cele două componente, prin identificarea a două temperaturi de tranziţie. Acest miscibilitatea parţială, împreună cu degradarea mică a componentelor elastomerice, contribuie la o interacţiune scăzută care duce la scăderea performanţele mecanice. Micrografele de scanare cu electroni (SEM) au morfologia sistemului şi o anumită lipsă de aderenţă de-a lungul interfeței SAN / polibutadienă referitoare la degradarea sferelor de polibutadienă, care acţionează în calitate de concentratori de stres. Utilizarea echivalentului model tip casetă (EBM), a permis cuantificarea nivelului de interacţiune prin determinarea unui parametru de interacţiune / aderare'' A'', care sa dovedit a fi mai mic decât 1 şi asociat lipsei de interacţiune.

Cuvinte cheie: reciclare; amestecuri; proprietăţi mecanice; modele mecanice

Introducere

Analiza aliajelor şi amestecurilor din polimeri a devenit un domeniu special de cercetare cu privire la reciclarea materialelor polimerice, deoarece procesele de separare a deşeurilor industriale diferite pot fi foarte complexe şi costisitoare. Au fost propuse unele procese de separare bazate pe proprietăţile fizice şi chimice ale materialelor, dar acestea sunt greu de aplicat la nivel industrial, în cele mai multe cazuri. În caz contrar, trebuie să luăm în considerare faptul că cele mai multe dintre aceste deşeuri (în principal, materiale plastice de înaltă performanţă), să menţină un echilibru excelent în proprietăţi şi acestea să poată să fie reciclate direct, prin folosirea diferitelor tipuri de întăriri pentru a imbunătăţi proprietăţile mecanice.

Reciclarea deşeurilor prin tehnici diferite de amestecare este o soluţie fezabilă pentru cele mai multe deşeuri de plastic inginereşti, la fel ca în cazul ABS-ului şi policarbonatului (PC), care provine din echipamente electrice şi electronice (WEEE). Amestecurile de ABS / PC sunt destul de complexe, deoarece sistemul poate fi considerat ca un amestec fizic de două materiale cu caracter diferit: un homopolimer de duritate mare, PC, şi un material de consum mare, cum ar fi ABS, care constă dintr-un poli (stiren-acrilonitril ) (24% din greutate acrilonitril), matrice copolimer de tip bloc (SAN), în care sferele de polibutadienă de natură elastomerică sunt dispersate. Dar, în plus de interesul academic, în acest sistem, există un interes industrial, nu numai pentru WEEE-uri, ci, de asemenea, şi pentru deşeurile de automobile, care trebuie să aibă proprietăţi microscopice asemănătoare cu cele macroscopice (în principal proprietăţile mecanice), deoarece acest lucru va permite întreprindera şi modernizarea proceselor de reciclare pentru aceste deşeuri.

Nu este necesar ca un material reciclat să aibă aceleaşi proprietăţi ca şi materialul virgin. Cu toate acestea, este absolut necesar un echilibru bun între proprietăţi şi prelucrabilitate într-un material reciclat care permite reutilizarea şi modernizarea. Tehnicile de amestecare sunt o soluție interesantă pentru a obţine proprietăţile sinergetice a deşeurilor din polimeri, dar acestea sunt limitate din considerente de compatibilitate. Compatibilitatea este un termen definit de multe ori din considerente calitative şi de aceea acest fapt conduce la interpretări diferite. Prin urmare, este posibil de a prelucra aceste materiale pentru toata gama de compoziţii şi de a obţine un material omogen din punct de vedere macroscopic fără discontinuităţi în morfologia amestecului, dar, pe de altă parte, prezenţa a două temperaturi diferite de tranziţie vitroasă (Tg) reprezintă un semn tipic al unui sistem nemiscibil sau parţial miscibil. Relaţia dintre modificările Tg şi comportamentul macroscopic al amestecurilor poate conduce, în anumite cazuri, la rezultate contradictorii. Unele sisteme parţial miscibile, care arată mari schimbări ale Tg, care este indiciul interacţiunilor ridicate şi ca urmare o solubilitate mare, arată proprietăţi mecanice în legătură cu regula de aditivitate (sistemul PVC / PS). În timp ce sistemele cu modificări mai mici ale Tg şi prin urmare cu o solubilitate mai mică, arată modificări în rezistenţa la tracţiune în funcţie de compoziţie corespunzătoare aditivităţii, cum ar fi pentru amestecurile PMMA / PS.