کاربرد پلاستیکهای بازیافتی در صنایع تزریق
مقدمه
پلیمرها یکی از شناورترین شاخههای فناوری بشر هستند. میزان اختراع پلیمرهای جدید، استفاده از آنها برای کاربردهای جدید و روشهای جدید فرآورش و تولید، میزان تغییرپذیری پلیمرها را نشان میدهد. از پلیمرها در جنبههای مختلفی از زندگی روزمره استفاده میشود. با توجه به کاربرد روزافزون این مواد، استفاده از پلیمرهای بازیافتی نیز افزایش یافته است. مسائل زیستمحیطی، تمایل فردی به صرفهجویی در منابع و هزینههای بالای پلیمرها، بازیافت را به گزینهای اجتنابناپذیر تبدیل کردهاست. مواد بازیافتی اغلب میتوانند عملکردی معادل با مواد غیربازیافتی را با هزینه کمتری ارائه دهند و استفاده از منابع طبیعی محدود را کاهش دهند. پلیمرهای بازیافتی را میتوان به دو گروه تقسیم کرد: اول، مواد باقیمانده از قطعات مورد استفاده در شرایط محیطی برای یک دوره زمانی. دوم، مواد قراضه تولید شده در فرآیند تولید در کارخانهها، مانند میلهها و لولاهایی که از یک قطعه دور ریخته میشوند. هر دو گروه معمولاً با درصدی از یک ماده خالص ترکیب شده و سپس در یک چرخه تولید مجدد، بازیافت میشوند.
پلیمرها به روشهای مختلفی فرآورش میشوند. قالبگیری تزریقی یکی از متداولترین روشهایی است که در آن پلیمر مذاب تحت فشار زیاد به قالب تزریق میشود و پس از خنکشدن در مدتزمان کوتاهی، قطعه از قالب خارج میشود. ما در این مقاله قصد داریم، علاوهبر بررسی کاربرد پلاستیکهای بازیافتی در صنایع تزریق، به بررسی دو نمونهکار انجام شده توسط محققان نیز بپردازیم.
استفاده از گرانولهای بازیافتی در دستگاه قالبگیری تزریقی
در کشور عزیز ما ایران پرک های تزریقی مستقیما وارد دستگاه تزریق می گردند و این در حالی است که با عملیات گرانولسازی بر روی پرک های تزریقی کیفیت محصول تزریقی ساخته شده بهتر خواد بود.
ضمنا در این حالت شما می توانید عملیات کامپاندینگ انجام دهید و تمام افزودنی ها را به پرک تزریقی اضافه نموده و سپس گرانول و تزریق نمایید پس خواص نهایی برای تزریق به شدت افزایش می یابد برای مثال مشکلاتی از قبیل شکنندگی, ماتی, شرینکیج زیاد همه با استفاده از افزودنی ها حل می گردد.در حالی که در زمانی که شما پرک بازیافتی یا آسیابی به اصطلاح سانتر خورده را وارد دستگاه می نمایید مشکلاتی در تزریق قطعات بوجود می آید.
نکته دیگر این است که برخی از دستگاههای تزریق برای تزریق مواد پرک مناسب نیستند یعنی ورودی دستگاه حتما باید بصورت گرانولی باشد.
جالب است بدانید در کشورهای پیشرفته که بیشترین هزینه برای خرید گرانول های بازیافتی پلاستیکهای بازیافتی بهمنظور استفاده از آنها در صنایع تزریق است. جدا از این هزینهها، قالبگیری تزریقی از مشکلات ناشی از خواص متفاوت و نقطه ذوب پلاستیکهای بازیافت شده نیز جلوگیری میکند. استفاده موفقیتآمیز از مواد بازیافتی در قالب تزریق بستگی به نحوه بازیافت و گرانولسازی مجدد قطعات پلیمری دارد. برای این منظور معمولا قبل از اینکه از پلاستیک بازیافتی برای قالبگیری تزریقی استفاده کنند، ابتدا در خطوط تولید دیگری اکسترود میشوند. در طی فرآیند اکستروژن، مواد به داخل یک استوانه گرم تغذیه میشوند که در آن یک قطعه چرخان، پلاستیک مذاب را توسط یک صفحه فشار میدهد. پس از خنکشدن نمونه مذاب، آن را بهصورت گرانولهای پلاستیکی بازیافتی خرد میکنند. این گرانولهایی که برای دستگاه قالبگیری تزریقی تهیه شدهاند ممکن است شامل پلیمر پلی پروپیلن یا پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی حاصل از اکستروژن باشند. در قالبگیری تزریقی از این گرانولهای بازیافتی برای ساخت دریچههای جریان هوا یا آب و ساخت اتصالات مختلف استفاده میکنند.
کاربرد سایر پلاستیکهای بازیافتی
پیشنهاد می گردد که در ورودی دستگاه تزریق از مگنت استفاده شود تا فلزاتی که ممکن است همراه پرک های بازیافتی باشند را جذب نماید و پیچ دستگاه تزریق آسیاب نبیند. اشکالی که وجود فلزات در کنار پرک در زمان تزریق بوجود می آورد این است که هنگامی که پلاستیک مذاب به داخل قالب رانده میشود این تکهها میتوانند لولاها را متصل کرده و مخرجها را ببندند و از ورود جریانهای ناهموار مذاب جلوگیری کنند. عدم جلوگیری از ورود این جریانها میتواند کیفیت قطعه قالب را مختل کرده و سبب از بین رفتن محصول نهایی شود.
مروری کوتاه بر نمونهکارهای انجام شده
آزمایش اول
آقای نورصدیقی و همکارانش تحقیقاتی بهمنظور جایگزینی پلی اتیلن پرچگال (HDPE) با پلی اتیلن پرچگال غیربازیافتی انجام دادند. طی این تحقیق، آنها طرحی بهینه از پارامترهای قالب تزریق برای محصولات بازیافتی پلی اتیلن پرچگال ارائه کردند. آنها مقاومت کششی، فشاری و خمشی را بهعنوان عواملی برای ارزیابی عملکرد این فرآیند قرار دادند. همچنین پارامترهایی مانند درجه حرارت ذوب، فشار نگهدارنده، زمان تزریق و زمان نگهدارنده هم بهعنوان پارامترهای قالبسازی درنظر گرفته شدند. آنها بهمنظور مقایسه خواص HDPE بازیافتی و غیربازیافتی، با استفاده از روش قالبگیری تزریقی، سینی پلاستیکیای ساخته شده از پلی اتیلن خالص و بازیافتی تولید کردند. آنها متوجه شدند که مقاومت کششی، فشاری و خمشی سینی پلاستیکی ساخته شده با پلی اتیلن پرچگال یا HDPE بازیافتی نزدیک به HDPE مواد نو است.
نتیجهگیری آزمایش اول
HDPE بازیافت شده میتواند جایگزین مناسبی برای پلی اتیلن پرچگال غیربازیافتی باشد و قابلیت استفاده گسترده را در صنایع مختلفی ازجمله صنعت تزریق دارند.
آزمایش دوم
در تحقیقی که توسط آقای رحیمی و همکارانش انجام شد، اکریلو نیتریل بوتادین استایرن (ABS) بهعنوان ماده مورد آزمایش انتخاب شد. آنها باتوجه به تغییر احتمالی خواص پلیمرها، در چرخه فرآوری مجدد در قالب تزریق، یعنی زمانی که پلیمر در معرض فشار و درجه حرارت بالا قرار میگیرد، به بررسی اثر فرآورش مجدد در میزان همرفتگی (shrinkage) و خواص مکانیکیABS و همچنین به بررسی ترکیب مناسب ABS خالص و بازیافتی در قالب تزریق پرداختند.
برای این منظور، ابتدا قالب تزریق نمونههای استاندارد تولید شد. سپس، با استفاده از دستگاه قالبگیری تزریق، تمام مواد خالص غیربازیافتی فرآورش شدند. پس از نمونه برداری، بقیه قطعات را آسیاب کرده و سپس تحت همان شرایط دوباره فرآورش کردند. بهمنظور بهدست آوردن ترکیب درصد مناسب از ABS خالص و بازیافتی، باتوجه به همرفتگی و خواص مکانیکی، آزمایش دیگری طراحی شد. برای انجام این کار، مواد خالص را با 20، 35 و 50 درصد از مواد بازیافتی مخلوط کردند. مخلوطها دوباره فرآورش شده و نمونهها آماده شدند. آزمونهای ضربه، کشش، خمش و همرفتگی، که باتوجه به استاندارد ASTM انتخاب شدهاند، برای بررسی خصوصیات مکانیکی پلیمر و همچنین میزان همرفتگی آن استفاده شد. علاوهبر این، از آزمون ویسکوزیته برای مشاهده ایجاد تغییر در ساختار پلیمر استفاده شد.
نتیجهگیری آزمایش دوم
با افزایش چرخههای فرآورش مجدد، شرینکیج کاهش یافته و مقاومتهای نهایی کششی و خمشی افزایش می یابد. این درحالی بود که مدول یانگ افزایش یافته و گرانروی کاهش پیدا کرد و به دنبال آن وزن مولکولی نیز کاهش یافت. مخلوط مناسب برای حداقل میزان همرفتگی یا shrinkage 50 درصد بود، در حالی که بهترین خواص مکانیکی با ترکیب 20 درصد از مواد بازیافتی قابل دستیابی بود. نتایج بهدست آمده حاکی از آن است که فرآیند مجدد باعث تخریب پلیمر میشود که این موضوع در نتیجه شکستن پیوندهای پلی بوتادین اتفاق میافتد. علاوه براین، می توان نتیجه گرفت که فرآیند مجدد در ABS میتواند منجر به از بین رفتن اثر برخی از مواد افزودنی شود.
نتیجهگیری نهایی
بازیافت پلاستیکها برای استفاده در قالبگیری تزریقی و سایر فرآیندهای صنعتی از نظر اقتصادی، دوام و کارایی بهصرفه است. بازیافت پلاستیک علاوه برکاهش نیاز به محل دفن زباله، میزان مواد اولیه مورد نیاز را نیز کاهش میدهد همچنین باعث کاهش آلودگی زمین و انتشار گازهای گلخانهای ناشی از تولید پلاستیک جدید میشود. پلاستیک های بازیافتی از نوعی به نوع دیگر، از نظر مقاومت، نقطه ذوب، رنگ و سطح آلایندهها به میزان قابل توجهی با یکدیگر متفاوت هستند و این عامل باعث ایجاد مشکلات فرآوری و کیفیت پایین محصولات میشود. اگرچه پلیمرها در طی فرآیند تزریق یا فرآورش مجدد برخی از خواص و ویژگیهای خود را از دست میدهند اما استفاده از ترکیب درصد مناسب از مواد، مانند ترکیب پلیمر بازیافتی با یک پلیمر خالص غیربازیافتی، میتواند تا حد قابل توجهی این مشکل را بهبود بخشد.(کامپاند کردن)
برای دریافت اس ام اس مقاله به صورت pdf لطفا نام و موبایل خودرا در فرم زیر وارد نمایید.
لطفا کمی صبر کنید
لطفا کمی صبر کنید
-
حراج!
دوره حضوری صفر تا صد کارخانه بازیافت پلاستیک حرفه ای
قیمت اصلی 27,900,000 تومان بود.19,900,000 تومانقیمت فعلی 19,900,000 تومان است.
افزودن به سبد خرید
- حراج!
دوره حضوری صفر تا صد کارخانه بازیافت پلاستیک حرفه ای
قیمت اصلی 27,900,000 تومان بود.19,900,000 تومانقیمت فعلی 19,900,000 تومان است. افزودن به سبد خرید
