Forbehandling af hærdeplastbaserede kompositmaterialer til genanvendelse

5 Eksisterende viden og erfaringer

5.1 Status fra litteraturen vedr. termisk forbehandling
5.2 Status fra litteraturen vedr. mekanisk forbehandling

5.1 Status fra litteraturen vedr. termisk forbehandling

På grundlag af de anførte referencer /3/, /4/, /5/, /7/, /8/, /10/, /12/ kan der gives følgende koncentrerede sammenfatning af de umiddelbart foreliggende erfaringer med anvendelse af termisk forbehandlet regenerat.

  • Ved forbrænding er det muligt at udnytte den energi, der frigøres, når organisk materiale forbrændes. Ved forbrænding af plast frigøres stort set samme mængde energi, som indeholdes i den mængde petrokemiske stoffer, som plasten er fremstillet af. Den nedre brændværdi af hærdet umættet polyester er 10 - 30 MJ/kg afhængigt af indholdet af uorganiske additiver /4/ og /9/. Genvundne fibre af uorganiske materialer fx glas kan genanvendes som fiberforstærkning i termoplast og i hærdeplast. Ved forbrænding kan der således både ske materialegenvinding og energigenvinding
  • Efter forbrænding af store komponenter af glasfiberforstærket umættet polyester og epoxyplast kan fiberprodukter i form af måtte, væv og roving separeres
  • Pyrolyse af neddelte komponenter og produktionsaffald kan udføres i roterovne eller ved fluidised bed, hvor fibre efterfølgende kan separeres. Metoden kan også anvendes til sandwichkonstruktioner med kerne af celleplast, til malede komponenter mv.
  • Separerede fibre kan via opslemning forarbejdes til filt
  • Separerede fibre kan tilsættes til DMC, i sammenligning med et materiale med 18% glasfibre af 6 mm længde opnås,
    • ved substitution med 50% regenererede fibre opnås uændret træk- og bøjestyrke
    • ved 100% substitution med regenererede fibre opnås uændret træk- og bøjemodul
    • ved 50% tilsætning af regenererede fibre reduceres slagsejheden med 25%
    • effekten af re-sizing er ringe
  • Regenererede glasfibres egenskaber:
    • ved forbrænding ved 450°C reduceres trækstyrken til 50%; med stigende temperatur reduceres styrken yderligere - ved 650°C til 10%
    • E-modul er uforandret
    • renhed 80% (fremmede partikler) , i sammenligning med nye glasfibre
    • middellængde (vægtbaseret) af fibre: 3 - 5 mm
    • fibrene krøller eller er dunet
  • Genanvendelse af carbonfibre kan udføres på samme måde som glasfibre; trækstyrken reduceres dog ikke så meget - kun med 20% ved 450°C
  • Eksempler på færdigprodukter af BMC/DMC med regenererede glasfibre er el-komponenter

I tabel 2 er vist eksempler på genanvendelse af regenererede glasfibre i forskellige produkter. Tilsætning af fibrene giver en forstærkning af de resulterende materialeegenskaber. Der er også anført forslag til mulige anvendelser.

Tabel 2. Eksempler på og forslag til genanvendelse af termisk forbehandlede hærdeplastbaserede fiberkompositter

Anvendelseseksempler Bemærkninger Referencer
Tilsætning til cement-, brugsglas- og glasfiberfremstilling Der har været kontakt til cementindustri og til glasfiberfremstillere, dog uden resultat /3/
Tilsætning til termoplast ved kompoundering eller tilsætning i proces Anvendelsen er vist ved tilsætning til polypropylen (PP) efter forbehandling af fibrene /3/ og /4/
Tilsætning til hærdeplast fx til BMC/DMC Anvendelsen er vist ved fremstilling af elkomponenter /3/ og /4/
Tilsætning til fibercement Forslag Projektgruppen
Fremstilling af isoleringsbats Forslag Projektgruppen
Til forstærkning af tagpap Forslag Projektgruppen
Termisk isolering (som mineraluld) Forslag Projektgruppen

5.2 Status fra litteraturen vedr. mekanisk forbehandling

På grundlag af de anførte referencer /3/, /5/, /6/, /8/, /10/ kan der gives følgende koncentrerede sammenfatning af de umiddelbart foreliggende erfaringer med anvendelse af mekanisk forbehandlet regenerat,

  • Nedknusning/formaling udføres inden for et bredt fraktionsområde fra store flager til pulver af polyester, epoxyplast og phenolplast forstærket med glasfiber eller carbonfiber
  • Genanvendelse af regenerater i hærdeplast:
    • ved sprøjteoplægning; særligt udstyr er udviklet
    • mekanisk blandet i polyester ved håndoplægning
    • tør tilsætning ved centrifugalstøbning
    • ved vakuuminjektion som kernemateriale i sandwichkonstruktioner
    • som kernemateriale ved fremstilling af GUP-rør
  • Undersøgelser af mekaniske egenskaber som bøjestyrke, trækstyrke og E-modul foreligger i sammenligning med nye materialers egenskaber, de viser, at der opnås bedre egenskaber end det uforstærkede plastmateriale, og der opnås ca. 80% af egenskaberne i forhold til tilsætning af nye fibre
  • Eksempler på anvendelser: bådskrog, jernbanesveller, SMC- og BMC-produkter, tanke, rør
  • Genanvendelse i termoplast behandlet med forskellige silaner:
    • som funktionelt fyldstof i polypropylen (PP)
    • forarbejdes ved sprøjtestøbning og ekstrudering
    • sammenlignende undersøgelser af bl.a. mekaniske egenskaber
    • kompoundering i dobbeltsnekkeekstruder kan udføres med knust hærdeplast; der sker udtørring; tilsætning af hjælpestoffer til overfladebehandling; tilsætning af matrix-materialer enten hærdeplast, termoplast eller elastomerer; resultat i form af granulat, dej eller profiler
  • Eksempler på anvendelser: sprøjtestøbte rammer af PP til montage af elkomponenter; pressede interiørdele af PP til biler

I tabel 3 er vist eksempler på tilsætning af neddelt/kværnet kompositmateriale til produkter, samt forslag til mulige anvendelser.

Tabel 3. Eksempler på og forslag til genanvendelse af mekanisk forbehandlede hærdeplastbaserede fiberkompositter

Anvendelseseksempler Bemærkninger Referencer
Tilsætning til hærdeplast ved sprøjteoplægning Fremstilling af både hos værftet Ryds i Sverige Sicom/Ryds, Sverige /10/
Som kerne i sandwichkonstruktioner eller som tilsætningsmateriale Fremstilling af homogene plader og sandwichplader bl.a. til lyddæmpning Sicomp, Sverige /10/
Jernbanesveller   TieTek, USA /10/
Tanke og rør til fx afløb   BiaMiljø AB, Sverige /10/
SMC/BMC Forskellige artikler til el, afdækning mm. Producenter i EU /5/
Tilsætning til pultruderede profiler   Projektgruppe
Som funktionelt fyld i teglsten Orienterende forsøg er udført, se kap. 7 Teknologisk Institut
Tilsætning til vejbelægning Forslag Projektgruppe
Tilsætning til gulvebelægninger og til fugemasser Forslag Projektgruppe

 



Version 1.0 Maj 2005, © Miljøstyrelsen.