Vliv přípravy recyklátu na vlastnosti výrobku

Ing. Vojtěch ŠENKEŘÍK

Disertační práce

Influence of recycled material preparation to properties of product

Anotace:

Při zpracování termoplastů technologií vstřikování vzniká zpravidla odpad (vtokové zbytky, neshodné výrobky, apod.), který je nutné recyklovat přímo ve výrobní firmě nebo jej nechávat ekologicky zpracovat externí firmou. Cílem disertační práce je studium vlivu způsobu přípravy recyklovaného materiálu na vlastnosti finálního výrobku. Různé technologie dělení toho odpadu produkují různě veliké částice drtě (drť nerovnoměrných parametrů). Tyto nestejnorodé částice mohou způsobit různou rychlost tavení při dalším zpracování, což může negativně ovlivnit vlastnosti budoucího výrobku. Disertační práce se zabývá praktickým využitím technologického odpadu, který vznikl při výrobě technologií vstřikováním. Tento odpad je podrcen a je tak získána drť s různou velikostí částic. Následným prosetím jsou částice rozděleny podle velikosti, na velmi jemné prachové částice až po velké částice, větší než původní granulát. Další způsob přípravy byla regranulace drtě, která by mohla přinést do materiálu další tepelně-mechanické namáhání. To může způsobit další ovlivnění vlastností. Vliv recyklace připravených drtí rozdělených podle velikosti na výsledné chování bylo porovnáváno z hlediska mechanických a zpracovatelských vlastností. Pro hodnocení struktury a složení látek budou použity metody DSC a FTIR. Testované materiály jsou konstrukční polymery, semikrystalický polyamid a amorfní polykarbonát. Recyklovaný materiál je vždy stejného složení jako původní materiál. Vybrány byly materiály, které jsou hojně využívány nejenom v automobilové průmyslu. Z tohoto důvodu byly měřeny mechanické vlastnosti při pokojové teplotě 23 °C, ale i zvýšené teplotě 60 °C a 100 °C, protože výrobky v automobilu můžou být vystaveny takovýmto teplotám. Z naměřených dat je patrné, že různá velikost recyklovaného materiálu vykazuje rozdílné výsledky. Největší změnu vlastností přináší drtě z prachových částic, naopak drtě s velkými částicemi jsou ovlivněny méně. Lze vysledoval i to, že zvolené materiály se průběhu recyklace chovají odlišně. Regranulace přinesla větší změny pouze u několika vlastností. Z výsledků jde lépe pochopit, co se děje s materiálem během recyklace a ten následně lépe využit.

Abstract:

When processing thermoplastics by injection molding technology there is always some waste produced (runners, non-identical products, ...) which should be recycled within the manufacturing company or ecologically processed by an external company. The aim of the thesis is to study the effect of preparation of recycled material on properties of a final product. Various technologies of crushing of waste produce differently sized particles of crushed material (crushed material with unequal parameters). These heterogeneous particles can cause various melting rates during further processing, which can affect the future product. The central theme of the dissertation thesis are the effects of the size of the particles on mechanical and processing properties. This thesis deals with utilization of technological waste produced by use of injection molding technology. This waste is crushed to obtain crushed material with unequally sized particles. Consequently, the crushed material is sieved to separate particles of different sizes, from dust sized particles to particles larger than original granulated material. Alternatively, the crushed material can be re-granulated, which can cause thermo-mechanic stress and further changes to properties of material. The influence of recycling to prepared crushed material differentiated by size was compared in terms of mechanical and processing attributes. Methods DSC and FTIR were used to determine changes in structure and composition of material. Tested materials are construction polymers - semicrystalline polyamide and amorphous polycarbonate. Recycled material was always of the same compound as the original material. These materials were specifically selected for their use in automotive industry and others. For this reason, the properties were measured during room temperature 23 °C, as well as during increased temperatures 60 °C a 100 °C, because products used from these materials can be subjected to higher temperatures. Measures data indicates influence of particle size to changes in properties of recycled material. The biggest changes are visible in crushed material made up of dust-sized particles, conversely crushed materials made up of larger-sized particles is influenced less. It can also be seen that selected materials are influenced differently during recycling process. Re-granulation caused larger changes only for a few properties. The results can be used to determine changes to material during recycling and to better utilize recycled material.

Klíčová slova

Polymer, recyklace, mechanické vlastnosti, prosévání, velikost částic, drcení, vstřikování.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 7. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 13. 9. 2016
• Vedoucí: Ing. Michal Staněk, Ph.D.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Doktorský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Nástroje a procesy