Johanna Langwieser,
"Ermittlung des Einflusses multipler Recycling Kreisläufe und die Beurteilung von Rezyklat und Produkteigenschaften am Beispiel von Inhouse Recycling"
, 7-2021
Original Titel:
Ermittlung des Einflusses multipler Recycling Kreisläufe und die Beurteilung von Rezyklat und Produkteigenschaften am Beispiel von Inhouse Recycling
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Das mechanische Recycling spielt eine wichtige Rolle für die Verwertung von Kunststoffabfällen. Hierbei ist das In-house Recycling wichtig, um die Produktionsabfälle, die in Unternehmen anfallen, zu reduzieren. Die Rückführung des Materials in den Produktionsprozess führ zu weiteren Beanspruchungen der Polymerketten. Diese Belastung kann irreversible Degradation auslösen und ist somit nur endlich wiederholbar.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Ermittlung des Einflusses multipler Recycling-Kreisläufe und der Beurteilung von Rezyklat und Produkteigenschaften am Beispiel von In-house Recycling. Hierfür wurden zwei verschiedene Recycling-Kreisläufe und vier verschiedene Polymere ausgewählt: Der erste Kreislauf, auch Extrusions-Kreislauf genannt, beinhaltete einen Extrusionsvorgang und einen Granuliervorgang mittels einer Unterwassergranulierung. Der gesamte Zyklus wurde sieben Mal wiederholt. Der zweite Kreislauf ist der Extrusions-Spritzguss-Kreislauf. Dieser Kreislauf simulierte zusätzlich zum Extrusions-Kreislauf eine Produktphase. Das Ausgangsmaterial wurde hierbei extrudiert, granuliert, spritzgegossen und anschließend über eine Mühle zerkleinert. Der ganze Kreislauf wurde sechs Mal durchlaufen. Untersucht wurden zwei verschiedene PE und PP Typen, um die aktuellen Post-Industrial Rezyklat-Ströme zu simulieren.
Die Probenentnahme der Materialien erfolgte beim Extrusions-Kreislauf vor dem Wiederzuführen in die Dosieranlage des Extruders, bzw. beim Extrusions-Spritzguss-Kreislauf vor dem Extrudieren, nach dem Granulieren und nach der Spritzgussmaschine.
Um den Einfluss der Verarbeitung auf die Materialqualitäten zu erfassen, wurden die Proben mittels Differenzkalorimetrie (DSC), IR-Spektroskopie, Viskosimetrie (hier Rheologiemessungen und Molmassenbestimmung), Schmelze-Massefließrate (MFR) und Zugversuche charakterisiert.
Der Extrusions-Kreislauf beeinflusste die Ergebnisse der DSC Messungen und IR-Spektroskopien aller Materialien. Weiters zeigten die PP-Typen Veränderungen in ihrer Rheologie. Die PE-Typen wiesen nach einigen Charakterisierungen kaum Veränderungen auf, somit hatte hier der Extrusions-Kreislauf nur einen geringen Einfluss.
Nach dem Extrusions-Spritzguss-Kreislauf konnte mittels fast allen Charakterisierungsmethoden der Abbau in den Materialien festgestellt werden. Einzig bei den Zugversuchen wurden annähernd gleichbleibende Dehnungswerte der PE-Typen gemessen.
Die üblichen Abbaumechanismen von Polyolefinen konnten in dieser Arbeit nachgewiesen werden. So zeigten die PE-Typen nach beiden Kreisläufen vorwiegend vernetzungsbedingten Abbau, während bei den PP-Typen der Abbau durch Kettenbruch dominiert wurde.