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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen. Beispielsweise betrifft sie einen Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen, umfassend das Auflösen des Polystyrolabfalls in einem Lösungsmittel wie p-Cymol, dann Ausfällen und Waschen des Polystyrols mit einem Nichtlösungsmittel.
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Polystyrolabfälle, beispielsweise Verpackungen von elektronischen Produkten oder Möbeln, Lebensmittelschalen, Handelsprodukte und Isolierungen, können beispielsweise Umweltfolgen haben.
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Beispielsweise wird der Großteil der Polystyrolabfälle, gleich ob Post-Consumer oder postindustriell, in Deponien vergraben. Beispielsweise werden in Quebec jedes Jahr mehr als 40.000 Tonnen Polystyrolabfälle vergraben. Darüber hinaus werden in Quebec jedes Jahr mehr als 60.000 Tonnen neues Polystyrol gekauft und verbraucht.
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Bekannte Verfahren zum Wiederverwerten von Polystyrol erzeugen kein wiederverwertetes Polystyrol mit den gleichen Eigenschaften wie neues Polystyrol. Beispielsweise stellen bekannte Polystyrolverfahren kein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex (melt flow index, MFI) her, der die technischen Spezifikationen für die Verwendung des wiederverwerteten Polystyrols für die gleichen Verwendungen erfüllt, für die neues Polystyrol verwendet wird. Um diesen Verlust an mechanischen Eigenschaften auszugleichen, wird das wiederverwertete Polystyrol mit neuem Polystyrol in einem Anteil vermischt, der selbst bei weniger strikten Anwendungen selten 20 % überschreiten kann.
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Die meisten industriellen Polystyrolobjekte bestehen nicht nur aus Polystyrol; beispielsweise können sie Chemikalien enthalten, die einem Polymer zugesetzt werden, um einige physikalische, biologische und/oder chemische Eigenschaften zu modifizieren. Beispiele für Additive sind: Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Schmiermittel und Weichmacher.
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Es wäre daher wünschenswert, ein wiederverwertetes Polystyrol und einen Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen bereitzustellen, die eines der genannten Probleme zumindest teilweise lösen würden oder eine Alternative zu den bekannten Verfahren zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen darstellen würden.
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Daher wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min bereitgestellt, gemessen gemäß ASTM D1238-13.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min, gemessen gemäß der Norm ASTM D1238-13, und einem Additivgehalt von weniger als etwa 1 Gew.-% bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min, gemessen gemäß der Norm ASTM D1238-13, und einem Aschegehalt von weniger als etwa 1 Gew.-%, gemessen gemäß der Norm ASTM D5630-13, bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min, gemessen gemäß der Norm ASTM D1238-13, und einem Aschegehalt von weniger als etwa 0,5 Gew.-%, gemessen gemäß der Norm ASTM D5630-13, bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederverwertetes Polystyrol mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min bereitgestellt, gemessen gemäß der Norm ASTM D1238-13.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen bereitgestellt, umfassend:
- Auflösen des Polystyrolabfalls in p-Cymol unter Bedingungen, um eine Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu erhalten;
- Hinzufügen der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu einem ersten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gefälltem Polystyrol und einem ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des gefällten Polystyrols vom ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- gegebenenfalls Wiederholen des Auflösens, Hinzufügens und Trennens;
- Waschen des gefällten Polystyrols mit einem zweiten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gewaschenem Polystyrol und einem zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des gewaschenen Polystyrols vom zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Waschen des gewaschenen Polystyrols mit einem dritten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von zweimal gewaschenem Polystyrol und einem dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des zweimal gewaschenen Polystyrols vom dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung; und
- gegebenenfalls Trocknen des zweimal gewaschenen Polystyrols unter Bedingungen, um getrocknetes Polystyrol zu erhalten.
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Daher wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen bereitgestellt, umfassend:
- Auflösen des Polystyrolabfalls in p-Cymol unter Bedingungen, um eine Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu erhalten;
- Hinzufügen der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu einem ersten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gefälltem Polystyrol und einem ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des gefällten Polystyrols vom ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- gegebenenfalls Wiederholen des Auflösens, Hinzufügens und Trennens;
- Waschen des gefällten Polystyrols mit einem zweiten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gewaschenem Polystyrol und einem zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des gewaschenen Polystyrols vom zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Waschen des gewaschenen Polystyrols mit einem dritten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von zweimal gewaschenem Polystyrol und einem dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Trennen des zweimal gewaschenen Polystyrols vom dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung;
- Entfernen von überschüssiger Kohlenwasserstoffabfalllösung durch Auswringen und/oder Komprimieren des zweimal gewaschenen Polystyrols; und
- Trocknen des zweimal gewaschenen Polystyrols unter Bedingungen, um getrocknetes Polystyrol zu erhalten.
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Die vorliegende Offenbarung beinhaltet auch wiederverwertetes Polystyrol, das gemäß einem Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde.
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Polystyrolabfälle wie geschäumte Polystyrolabfälle sind typischerweise sperrig, aber leicht, wohingegen die Polystyrol-p-Cymol-Mischung typischerweise eine höhere Dichte aufweist, weshalb deren Transport womöglich weniger kostet. Dementsprechend können die Vorgänge der vorliegenden Offenbarung beispielsweise Transportkosten einsparen, wenn beispielsweise die Polystyrol-p-Cymol-Mischung an einem ersten Ort erhalten wird und der Vorgang ferner das Transportieren der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu einem zweiten Ort umfasst, an dem nachfolgende Schritte im Vorgang ausgeführt werden.
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Der Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise die Entfernung der meisten Additive ermöglichen (zum Beispiel von Chemikalien, die einem Polymer zugesetzt werden, um einige physikalische, biologische und/oder chemische Eigenschaften zu modifizieren) und kann wiederverwertetes Polystyrol mit Eigenschaften erzeugen, die sehr nahe an denen von neuem Polystyrol liegen. Das aus den Vorgängen der vorliegenden Offenbarung hergestellte wiederverwertete Polystyrol kann beispielsweise zur Verwendung für die gleichen Verwendungen wie neues Polystyrol geeignet sein, wie z. B. zur Herstellung neuer Polystyrolerzeugnisse. Beispielsweise kann das aus den Vorgängen der vorliegenden Offenbarung hergestellte wiederverwertete Polystyrol beispielsweise einen MFI innerhalb eines für solche Verwendungen nützlichen Bereichs aufweisen.
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Es wurde gefunden, dass die wiederverwerteten Polystyrole der vorliegenden Offenbarung und die Vorgänge zu deren Erhalt recht nützlich waren. Tatsächlich wurde festgestellt, dass solche wiederverwerteten Polymere und Vorgänge die Bereitstellung von wiederverwertetem Polystyrol mit einem sehr geringen Gehalt an Additiven (Füllstoffen und/oder Schmiermitteln) ermöglichten. Dies führt auch zu wiederverwertetem Polystyrol mit einem sehr geringen Aschegehalt. Wenn diese Vorgänge beispielsweise auf weißes, geschäumtes oder extrudiertes Polystyrol angewendet werden, ist das Endprodukt sehr klar und für Lichtdurchlässigkeit transparent. Ein solches Merkmal der Polymere und der Vorgänge der vorliegenden Offenbarung ist sehr interessant, da es eine signifikante Verlängerung des Lebenszyklus von wiederverwertetem Polystyrol ermöglicht. Tatsächlich ist die Verwendung von wiederverwertetem Polystyrol angesichts der verschiedenen darin enthaltenen Additive häufig eingeschränkt und erfüllt daher nicht die Anforderungen für bestimmte Verwendungen oder Anwendungen, die mit Polystyrol gemacht werden können. Einige Hersteller zögern auch, wiederverwertetes Polystyrol zu verwenden, da es einen zu hohen Gehalt an Additiven aufweisen kann und die Eigenschaften des Polystyrols oder der mit diesem wiederverwerteten Polystyrol hergestellten Produkte beeinträchtigen oder verringern kann. Dies ist bei den in der vorliegenden Offenbarung erwähnten Polymeren und Vorgängen eindeutig nicht der Fall. Im Gegenteil, solche sehr geringen Mengen an Additiven und/oder Füllstoffen, die in den Polymeren der vorliegenden Offenbarung gefunden werden, ermöglichen es, diese wiederverwerteten Polystyrole in vielen verschiedenen Anwendungen zu verwenden und sie auch sehr viele Male wiederzuverwerten, da sie so gut wie nie hohe Mengen an Additiven und/oder Füllstoffen erreichen, da der Benutzer solcher Produkte nicht verpflichtet ist, sie wiederzuverwerten und niedrige MFI-Werte zu erhalten.
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Somit ermöglichen die Polymere und Vorgänge der vorliegenden Offenbarung, den Lebenszyklus von wiederverwertetem Polystyrol zu verlängern (es ist möglich, es viele Male wiederzuverwerten, während die erforderlichen Spezifikationen und Eigenschaften beibehalten werden), und sie haben auch einen sehr niedrigen MFI, während die Verwendung großer Mengen an Additiven und/oder Füllstoffen vermieden wird.
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In den folgenden Abbildungen, die nur beispielhaft verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung darstellen:
- ist 1 ein schematisches Diagramm eines Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Sofern nicht anders angegeben, sollen die in diesem und anderen Abschnitten beschriebenen Definitionen und Ausführungsformen auf alle hier beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Offenbarung anwendbar sein, für die sie geeignet sind, wie es ein Fachmann verstehen würde.
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Wie in der vorliegenden Offenbarung verwendet, schließen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ Verweise auf den Plural ein, sofern der Inhalt nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Beispielsweise sollte eine Ausführungsform, die „ein zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol“ enthält, so verstanden werden, dass sie bestimmte Aspekte mit einem zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittel für Polystyrol oder zwei oder mehr zusätzliche, zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol darstellt.
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In Ausführungsformen, die eine „zusätzliche“ oder „zweite“ Komponente umfassen, wie beispielsweise ein zusätzliches oder zweites zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol, unterscheidet sich die hier verwendete zweite Komponente von den anderen Komponenten oder der ersten Komponente. Eine „dritte“ Komponente unterscheidet sich von der anderen, ersten und zweiten Komponente, und weiter aufgezählte oder „zusätzliche“ Komponenten unterscheiden sich ebenso.
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Der Begriff „Additiv“, wie hier verwendet, bezieht sich auf Chemikalien, die einem Polymer zugesetzt werden, um mindestens eine physikalische, biologische und/oder chemische Eigenschaft zu modifizieren. Nicht einschränkende Beispiele für Additive sind: Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Schmiermittel und Weichmacher.
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Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Offenbarung sollen der Begriff „umfassend“ und seine Ableitungen, wie hier verwendet, offene Begriffe sein, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren, jedoch das Vorhandensein anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt auch für Wörter mit ähnlichen Bedeutungen wie die Begriffe „einschließlich“, „aufweisen“ und ihre Ableitungen. Der Begriff „bestehend“ und seine Ableitungen, wie hier verwendet, sollen geschlossene Begriffe sein, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren, jedoch das Vorhandensein anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte ausschließen. Der Begriff „im Wesentlichen bestehend aus“, wie hier verwendet, soll das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte sowie derjenigen spezifizieren, die die grundlegende(n) und neue(n) Eigenschaft(en) von Merkmalen, Elementen, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritten nicht wesentlich beeinflussen.
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Gradbegriffe wie „etwa“ und „ungefähr“, wie hier verwendet, bedeuten ein angemessenes Maß von Abweichung des modifizierten Begriffs, derart, dass das Endergebnis nicht wesentlich geändert wird. Diese Gradbegriffe sollten so ausgelegt werden, dass sie eine Abweichung von mindestens ±5 % oder mindestens ±10 % des modifizierten Begriffs enthalten, wenn diese Abweichung die Bedeutung des modifizierten Wortes nicht negieren würde.
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Der Begriff „zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol“, wie hier verwendet, bezieht sich beispielsweise auf eine Verbindung auf Kohlenwasserstoffbasis oder eine Mischung davon, in der Polystyrol im Wesentlichen unlöslich ist. Die Auswahl eines geeigneten zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol für die Vorgänge der vorliegenden Offenbarung kann von einem Fachmann getroffen werden. Beispielsweise wird ein Fachmann erkennen, dass die meisten unpolaren Additive, die typischerweise in Polystyrolabfällen enthalten sind (z. B. Hexabromcyclododecan und Silikonöle), und p-Cymol im zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter den Bedingungen im Wesentlichen löslich sein sollten, die in den Vorgängen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, um gefälltes Polystyrol sowie Schritte zu erhalten, die das Waschen mit dem zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittel für Polystyrol umfassen. Ein Fachmann wird auch erkennen, dass es beispielsweise nützlich sein kann, ein zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol mit einem Siedepunkt auszuwählen, der um oder geringfügig über der Glasübergangstemperatur (Tg) des wiederverwerteten Polystyrolabfalls liegt.
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Die nachstehend dargestellten Beispiele sind nicht einschränkend und werden verwendet, um die Vorgänge der vorliegenden Offenbarung besser zu veranschaulichen.
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Ein beispielhaftes Verfahrensflussdiagramm für einen Vorgang der vorliegenden Offenbarung ist in 1 gezeigt. Der beispielhafte Vorgang 10 ist ein Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen. Bezugnehmend auf 1 kann in dem beispielhaften Vorgang 10 Polystyrolabfall in p-Cymol unter Bedingungen zum Erhalten einer Polystyrol-p-Cymol-Mischung gelöst werden 12. Wenn beispielsweise die Polystyrol-p-Cymol-Mischung unlösliches Material umfasst, kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung gegebenenfalls unter Bedingungen filtriert werden 14, um das unlösliche Material zu entfernen. Die Polystyrol-p-Cymol-Mischung kann dann zu einem ersten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gefälltem Polystyrol und einem ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung gegeben werden 16. Das ausgefallene Polystyrol kann dann vom ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung abgetrennt werden. Das Auflösen, Hinzufügen und Trennen kann gegebenenfalls wiederholt werden. Dann kann das gefällte Polystyrol mit einem zweiten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von gewaschenem Polystyrol und einem zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung gewaschen werden 18. Das gewaschene Polystyrol kann dann vom zweiten Teil der Kohlenwasserstoffabfalllösung abgetrennt werden. Das gewaschene Polystyrol kann dann mit einem dritten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol unter Bedingungen zum Erhalten von zweimal gewaschenem Polystyrol und einem dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung gewaschen werden 20. Das zweimal gewaschene Polystyrol kann dann vom dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung abgetrennt werden. Überschüssige Kohlenwasserstoffabfalllösung kann dann gegebenenfalls durch Auswringen und/oder Komprimieren des zweimal gewaschenen Polystyrols entfernt werden. Das zweimal gewaschene Polystyrol kann dann gegebenenfalls unter Bedingungen zum Erhalten von getrocknetem Polystyrol getrocknet werden 22. Das getrocknete Polystyrol kann dann gegebenenfalls verpackt werden 24, beispielsweise kann der Vorgang ferner das Verarbeiten des getrockneten Polystyrols unter Bedingungen zum Erhalten von Polystyrol-Pellets umfassen, und die Polystyrol-Pellets können verpackt werden 24. Das p-Cymol und/oder das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol können gegebenenfalls zurückgewonnen werden 26, beispielsweise durch einen Vorgang, der das Destillieren des ersten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung, des zweiten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung und/oder des dritten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung unter Bedingungen umfasst, um p-Cymol und/oder das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol zu erhalten. Das p-Cymol kann gegebenenfalls zur Verwendung beim Auflösen 12 wiederverwertet werden. Das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol kann gegebenenfalls zur Verwendung beim Hinzufügen 16, dem ersten Waschen 18 und/oder dem zweiten Waschen 20 wiederverwertet werden.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung Polystyrol in einer Menge von etwa 33 Gew.-% oder weniger umfassen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung Polystyrol in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung Polystyrol in einer Menge von etwa 14 Gew.-% bis etwa 28 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung Polystyrol in einer Menge von etwa 15 Gew.-% bis etwa 27 Gew.-% umfassen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung Polystyrol in einer Menge von etwa 16 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% umfassen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall in dem p-Cymol in einem Behälter mit einer das p-Cymol enthaltenden Kammer und mindestens einer Öffnung zur Kammer zum Hinzufügen des Polystyrolabfalls zum p-Cymol gelöst werden, und der Vorgang kann ferner das Hinzufügen des Polystyrolabfalls zu dem in der Kammer enthaltenen p-Cymol umfassen.
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Beispielsweise kann der Behälter ferner eine Entlüftung umfassen.
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Beispielsweise kann der Behälter ferner ein Mittel umfassen, um den Polystyrolabfall in das p-Cymol zu treiben.
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Beispielsweise kann das Mittel zum Treiben des Polystyrolabfalls in das p-Cymol ein Metallgitter innerhalb des Behälters umfassen.
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Beispielsweise kann der Behälter ferner ein Mittel umfassen, um anzuzeigen, wann die Kapazität der Kammer erreicht wurde.
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Beispielsweise kann das Mittel zum Anzeigen, wann die Kapazität des Behälters erreicht wurde, eine Anzeigelampe sein.
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Beispielsweise kann die Anzeigelampe an einen Schwimmerschalter in der Kammer angeschlossen werden.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung unlösliches Material umfassen und der Vorgang kann ferner das Filtrieren der Polystyrol-p-Cymol-Mischung unter Bedingungen umfassen, um das unlösliche Material vor der Zugabe der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu dem ersten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zu entfernen. Beispielsweise kann das unlösliche Material aus einer Polystyrol/Butadien-Mischung, Copolymeren aus Styrolstaub, einem Aufkleber, Metall, Holz, Kunststoff, Verunreinigungen und Mischungen davon ausgewählt sein. Beispielsweise kann das Filtern einen mehrstufigen Filtrationsprozess von grob bis fein umfassen. Beispielsweise ist Butadien in p-Cymol löslich, sofern es nicht stark vernetzt ist.
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Beispielsweise können die Bedingungen, um das gefällte Polystyrol und den ersten Teil der Kohlenwasserstoffabfalllösung zu erhalten, das Hinzufügen der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu dem ersten Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol am Siedepunkt des zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol und das Rühren während einer gewissen Zeit umfassen, damit die Diffusion des p-Cymols aus dem gewaschenen Polystyrol in das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol in ausreichendem Maße ablaufen kann.
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Beispielsweise kann die Zeit von etwa 5 Minuten bis etwa 10 Minuten betragen.
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Beispielsweise kann das Rühren das Rühren mit einem mechanischen Rührer umfassen.
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Beispielsweise können mehr als etwa 90 Gew.-% des p-Cymol in der Polystyrol-p-Cymol-Mischung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polystyrol-p-Cymol-Mischung, in das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol diffundieren.
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Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des ersten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zur Polystyrol-p-Cymol-Mischung etwa 2:1 bis etwa 4:1 betragen.
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Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des ersten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zur Polystyrol-p-Cymol-Mischung etwa 3:1 betragen.
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Beispielsweise kann das gefällte Polystyrol durch einen Vorgang, der das Dekantieren des ersten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung von dem gefällten Polystyrol umfasst, von dem ersten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung getrennt werden.
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Beispielsweise können die Bedingungen, um das gewaschene Polystyrol und den zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung zu erhalten, das Hinzufügen des ersten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gefällten Polystyrol am Siedepunkt des zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol und das Rühren während einer gewissen Zeit umfassen, damit die Diffusion des p-Cymols aus dem gefällten Polystyrol in das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol in ausreichendem Maße ablaufen kann.
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Beispielsweise kann die Zeit von etwa 1 Minute bis etwa 15 Minuten betragen. Beispielsweise kann die Zeit etwa 10 Minuten betragen. Beispielsweise kann die Zeit von etwa 2 Minuten bis etwa 5 Minuten betragen. Beispielsweise kann das Rühren das Rühren mit einem mechanischen Rührer umfassen.
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Beispielsweise kann das gewaschene Polystyrol weniger als etwa 0,3 Gew.-% p-Cymol umfassen. Beispielsweise kann das gewaschene Polystyrol weniger als etwa 0,1 Gew.-% p-Cymol umfassen.
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Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des zweiten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gefällten Polystyrol etwa 1:2 bis etwa 2:1 betragen. Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des zweiten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gefällten Polystyrol etwa 1:1 betragen.
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Beispielsweise kann das gewaschene Polystyrol durch einen Vorgang, der das Dekantieren des zweiten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung von dem gewaschenen Polystyrol umfasst, von dem zweiten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung getrennt werden.
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Beispielsweise können die Bedingungen, um das zweimal gewaschene Polystyrol und den dritten Teil der Kohlenwasserstoffabfalllösung zu erhalten, das Hinzufügen des dritten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gewaschenen Polystyrol am Siedepunkt des zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol und das Rühren während einer gewissen Zeit umfassen, damit die Diffusion des p-Cymols aus dem gewaschenen Polystyrol in das zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol in ausreichendem Maße ablaufen kann.
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Beispielsweise kann die Zeit von etwa 1 Minute bis etwa 10 Minuten betragen. Beispielsweise kann die Zeit etwa 5 Minuten betragen. Beispielsweise kann das Rühren das Rühren mit einem mechanischen Rührer umfassen.
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Beispielsweise kann das zweimal gewaschen Polystyrol weniger als etwa 0,1 Gew.-% p-Cymol umfassen. Beispielsweise kann das zweimal gewaschene Polystyrol weniger als etwa 0,05 Gew.-% p-Cymol umfassen.
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Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des dritten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gewaschenen Polystyrol etwa 1:2 bis etwa 2:1 betragen. Beispielsweise kann das Volumenverhältnis des dritten Teils von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol zum gewaschenen Polystyrol etwa 1:1 betragen.
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Beispielsweise kann das zweimal gewaschene Polystyrol durch einen Vorgang, der das Dekantieren des dritten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung von dem zweimal gewaschenen Polystyrol umfasst, von dem dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung getrennt werden.
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Beispielsweise kann der Vorgang nach dem Trennen des zweimal gewaschenen Polystyrols von dem dritten Teil von Kohlenwasserstoffabfalllösung und vor dem Trocknen ferner das Entfernen von überschüssiger Kohlenwasserstoffabfalllösung durch Auswringen und/oder Komprimieren des zweimal gewaschenen Polystyrols umfassen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und/oder der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol ein zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol mit einem Siedepunkt von etwa 98°C bis etwa 110°C oder etwa 105 °C bis etwa 110°C bei einem Druck von 1 atm umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol ein C6-C8-Alkan oder ein Erdöldestillat umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol ein C6-C8-Alkan umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol ein Erdöldestillat umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol n-Heptan umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol alle das gleiche zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol sein.
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Beispielsweise können der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol, der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol alle verschiedene zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol sein.
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Beispielsweise können der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol das gleiche zu den Kohlenwasserstoffen gehörende Nichtlösungsmittel für Polystyrol sein und der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol kann ein verschiedenes zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol sein.
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Beispielsweise kann der zweite Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol und der dritte Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol n-Heptan umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, und der erste Teil von zu den Kohlenwasserstoffen gehörendem Nichtlösungsmittel für Polystyrol kann n-Hexan umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise können die Bedingungen zum Erhalten des getrockneten Polystyrols das Trocknen des zweimal gewaschenen Polystyrols für eine Temperatur und Zeit umfassen, damit das Entfernen des verbleibenden zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol in ausreichendem Maße ablaufen kann. Beispielsweise kann das zweimal gewaschene Polystyrol bei einer Temperatur von etwa 115°C bis etwa 125 °C getrocknet werden. Beispielsweise kann das zweimal gewaschene Polystyrol bei einer Temperatur von etwa 120 °C getrocknet werden.
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Beispielsweise können die Bedingungen zum Erhalten des getrockneten Polystyrols das Trocknen des zweimal gewaschenen Polystyrols unter Verwendung eines Infrarottrockners für eine Zeit umfassen, damit das Entfernen des verbleibenden zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol in ausreichendem Maße ablaufen kann.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall polare Verunreinigungen umfassen und der Vorgang kann ferner das Waschen des Polystyrolabfalls mit einem polaren organischen Lösungsmittel unter Bedingungen zum Entfernen der polaren Verunreinigungen umfassen.
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Beispielsweise kann das polare organische Lösungsmittel Methanol oder Ethanol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann das polare organische Lösungsmittel Methanol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann das polare organische Lösungsmittel Ethanol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Destillieren des ersten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung, des zweiten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung und/oder des dritten Teils von Kohlenwasserstoffabfalllösung unter Bedingungen umfassen, um p-Cymol und/oder zu den Kohlenwasserstoffen gehörendes Nichtlösungsmittel für Polystyrol zu erhalten.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Wiederverwerten des p-Cymols zur Verwendung im Auflösungsschritt umfassen.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Wiederverwerten des zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittels für Polystyrol zur Verwendung in dem Hinzufügungsschritt, dem ersten Waschschritt und/oder dem zweiten Waschschritt umfassen.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Verarbeiten des getrockneten Polystyrols unter Bedingungen umfassen, um Polystyrol-Pellets zu erhalten. Beispielsweise können die Bedingungen zum Erhalten der Polystyrol-Pellets das Extrudieren des getrockneten Polystyrols bei einer Temperatur von etwa 140 °C bis etwa 160 °C umfassen.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Verpacken der Polystyrol-Pellets umfassen. Geeignete Mittel zum Verpacken der Polystyrol-Pellets können von einem Fachmann ausgewählt werden.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Hinzufügen eines Antioxidationsmittels während des Auflösungsschritts, des Hinzufügungsschritts, des ersten Waschschritts und/oder des zweiten Waschschritts umfassen. Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Hinzufügen eines Antioxidationsmittels während des Auflösungsschritts umfassen.
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Beispielsweise kann das Antioxidationsmittel Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise kann das Antioxidationsmittel in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols. Beispielsweise kann das Antioxidationsmittel in einer Menge von etwa 1 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols.
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Beispielsweise kann das Antioxidationsmittel in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols. Beispielsweise kann das Antioxidationsmittel in einer Menge von etwa 1 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Hinzufügen eines Additivs zum Senken oder Erhöhen des Schmelzindex zu der Polystyrol-p-Cymol-Mischung umfassen.
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Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex Kalk, Talk, Siliciumoxid, Siliciumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid oder Kombinationen davon umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex Kalk umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex Talk umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise kann das Additiv zum Erhöhen des Schmelzindex etwa 0,0001 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Silikonöl umfassen. Beispielsweise kann Silikonöl von etwa 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% zugefügt werden.
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Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols. Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols. Beispielsweise kann das Additiv zum Senken des Schmelzindex in einer Menge von etwa 1 Gew.-% zugefügt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polystyrols.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall postindustrieller Abfall, Post-Consumer-Abfall oder eine Kombination davon sein. Beispielsweise kann der Polystyrolabfall postindustrieller Abfall sein. Beispielsweise kann der Polystyrolabfall Post-Consumer-Abfall sein. Beispielsweise kann der Polystyrolabfall eine Kombination aus postindustriellem Abfall und Post-Consumer-Abfall sein.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall geschäumtes Polystyrol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann der Polystyrolabfall weißes, geschäumtes Polystyrol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann der Polystyrolabfall komprimiertes Polystyrol umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
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Beispielsweise kann der Vorgang ferner das Mahlen des Polystyrolabfalls vor dem Auflösen umfassen.
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Beispielsweise kann die Polystyrol-p-Cymol-Mischung an einem ersten Ort erhalten werden und der Vorgang kann ferner das Transportieren der Polystyrol-p-Cymol-Mischung zu einem zweiten Ort umfassen, wo nachfolgende Schritte in dem Vorgang durchgeführt werden können.
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Die vorliegende Offenbarung beinhaltet auch wiederverwertetes Polystyrol, das gemäß einem Vorgang zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde.
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Beispielsweise kann das Abfallpolystyrol andere Copolymere umfassen. Beispielsweise kann es Butadien (HIPS) umfassen, oder ein Copolymer aus Styrol und Acrylnitril (SAN) oder Acrylnitril, Butadien und Styrol (ABS) sein.
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Beispielsweise kann das Abfallpolystyrol ein Polystyrol-co-butadien-Copolymer sein.
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Beispielsweise können Ausführungsformen, die sich auf das wiederverwertete Polystyrol der vorliegenden Offenbarung beziehen, variiert werden, wie hierin in Bezug auf die Vorgänge zum Wiederverwerten von Polystyrolabfällen der vorliegenden Offenbarung diskutiert.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 40 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 3 bis etwa 30 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 3 bis etwa 25 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 10 bis etwa 20 g/10 min aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 40 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 5 bis etwa 30 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 5 bis etwa 25 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 25 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 10 bis etwa 20 g/10 min aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 30 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 3 bis etwa 25 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 1 bis etwa 15 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 10 bis etwa 15 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 5 bis etwa 12 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von etwa 2 bis etwa 12 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 15 g/10 min aufweisen. Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Schmelzindex von weniger als etwa 12 g/10 min aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 5 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 3 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 2 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 0,5 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 0,1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von weniger als etwa 0,05 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Gehalt an Additiv(en) von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 5 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 3 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoff von weniger als etwa 2 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 0,5 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 0,1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von weniger als etwa 0,05 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol einen Füllstoffgehalt von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% aufweisen.
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Beispielsweise kann der Füllstoff ein anorganischer Füllstoff sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polymer erhalten werden, indem ein Polystyrolabfall durch eine Behandlung mit einem Lösungsmittel und einem Nichtlösungsmittel wiederverwertet wird.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polymer durch Wiederverwerten eines Polystyrolabfalls erhalten werden, indem eine Behandlung mit einem Lösungsmittel, das p-Cymol ist, und einem zu den Kohlenwasserstoffen gehörenden Nichtlösungsmittel für Polystyrol, das C6-C8-Alkan oder Mischungen davon ist, beteiligt ist.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall Polystyrol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200.000 bis etwa 350.000 g/mol umfassen.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall Polystyrol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 230.000 bis etwa 260.000 g/mol umfassen.
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Beispielsweise kann der Polystyrolabfall Polystyrol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 260.000 bis etwa 300.000 g/mol umfassen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol transparent sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol klar sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol im Wesentlichen transparent sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol zumindest im Wesentlichen transparent sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol durch jeden der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Vorgänge und/oder jedes Verfahren erhalten werden.
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Es wird die Verwendung der wiederverwerteten Polystyrole der vorliegenden Offenbarung zum Herstellen einer Mischung bereitgestellt, die das wiederverwertete Polystyrol und ein fabrikneues Polystyrol umfasst.
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Es wird auch ein Verfahren zur Verwendung der wiederverwerteten Polystyrole der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, umfassend das Mischen des wiederverwerteten Polystyrols mit einem fabrikneuen Polystyrol.
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Beispielsweise kann die Mischung mindestens etwa 10 Gew.-%, mindestens etwa 15 Gew.-%, mindestens etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, etwa 5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% oder etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% des wiederverwerteten Polystyrols umfassen.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol andere Copolymere umfassen. Beispielsweise kann es Butadien (HIPS) umfassen, oder ein Copolymer aus Styrol und Acrylnitril (SAN) oder Acrylnitril, Butadien und Styrol (ABS) sein.
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Beispielsweise kann das wiederverwertete Polystyrol ein Polystyrol-co-butadien-Copolymer sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Organisation des Wiederverwertens von Polystyrol bereitgestellt, umfassend:
- Versorgen eines Kunden mit zumindest einem Behälter zum Aufbewahren von Polystyrolabfall;
- Versorgen des Kunden mit Anweisungen zum Auflösen des Polystyrolabfalls im zumindest einen Behälter unter Verwendung zumindest eines Lösungsmittels;
- gegebenenfalls Überwachen der Konzentration des Polystyrolabfalls im zumindest einen Lösungsmittel und/oder in einem Flüssigkeitsvolumen und/oder Feststoffvolumen, das im zumindest einen Behälter enthalten ist;
- Entnehmen von zumindest einem Teil eines flüssigen Inhalts, der im zumindest einen Behälter enthalten ist, und der den im zumindest einen Lösungsmittel aufgelösten Polystyrolabfall umfasst;
- gegebenenfalls Hinzufügen einer Quantität des zumindest einen Lösungsmittels in den zumindest einen Behälter;
- Transportieren des zumindest einen Teils des flüssigen Inhalts, der im zumindest einen Behälter enthalten ist, zu einer Anlage, wo der Polystyrolabfall wiederverwertet oder zum Umwandeln des Polystyrolabfalls in wiederverwertetes Polystyrol behandelt wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Lagern von Polystyrolabfällen und zum Wiederverwerten des Polystyrols bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
- Auflösen eines Polystyrolabfalls in zumindest einem Behälter unter Verwendung zumindest eines Lösungsmittels;
- gegebenenfalls Überwachen der Konzentration des Polystyrolabfalls im zumindest einen Lösungsmittel und/oder in einem Flüssigkeitsvolumen und/oder Feststoffvolumen, das im zumindest einen Behälter enthalten ist;
- Entnehmen von zumindest einem Teil eines flüssigen Inhalts, der im zumindest einen Behälter enthalten ist, und der den im zumindest einen Lösungsmittel aufgelösten Polystyrolabfall umfasst;
- gegebenenfalls Hinzufügen einer Quantität des zumindest einen Lösungsmittels in den zumindest einen Behälter;
- Transportieren des zumindest einen Teils des flüssigen Inhalts, der im zumindest einen Behälter enthalten ist, zu einer Anlage, wo der Polystyrolabfall wiederverwertet oder zum Umwandeln des Polystyrolabfalls in wiederverwertetes Polystyrol behandelt wird.
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Beispielsweise wird das Wiederverwerten des Polystyrols oder die Umwandlung des Polystyrolabfalls in wiederverwertetes Polystyrol durch ein Verfahren durchgeführt, wie es in der vorliegenden Offenbarung definiert ist.
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Beispielsweise kann der Transport durch einen Tankwagentransport erfolgen.
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Beispielsweise kann der Transport durch einen Tankzugtransport erfolgen.
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Beispielsweise kann der Transport mittels eines Rohres erfolgen.
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Beispielsweise kann der Transport mittels einer Rohrleitung erfolgen.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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Wiederverwerten von Polystyrolabfällen
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In den vorliegenden Untersuchungen wurden Polystyrolabfälle in einem Vorgang wiederverwertet, der fünf Hauptschritte in der folgenden Reihenfolge beinhaltete:
- 1. Solubilisierung des Polystyrols in p-Cymol
- 2. Filtration der PS-p-Cymol-Mischung zum Entfernen ungelöster Materialien
- 3. Waschen mit einem unpolaren Lösungsmittel, das für PS ein Nichtlösungsmittel ist
- 4. Trocknen
- 5. Formen und Verpacken von PS-Kunststoffperlen
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Im ersten Schritt (Solubilisierung) wurden Polystyrolabfälle wie industrielles, geschäumtes Polystyrol nach dem Verbrauch in p-Cymol gelöst (1-Methyl-4-(1-methylethyl)benzol, eines der drei möglichen Isomere von Cymol und das einzige, das auch in der Natur vorhanden ist). Die Löslichkeitsgrenze des Polystyrols im p-Cymol beträgt 33 Gew.-% oder 28,5 Vol.-% bei Raumtemperatur und die Dichte der Polystyrol-p-Cymol-Mischung erreicht einen Wert von 1,06 kg/l, was höher als die Dichte von reinem p-Cymol ist, die 0,86 kg/l beträgt. Die Löslichkeitsgrenze kann erreicht werden, aber die Auflösungsgeschwindigkeit ist um den Faktor 3 verringert.
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Im Solubilisierungsschritt verliert das Polystyrol seine strukturellen Eigenschaften und es kommt zu einer Verringerung des von ihm eingenommenen Volumens. Verschiedene unpolare Additive, einschließlich Hexabromcyclododecan (HBCD) und die bei seiner Herstellung verwendeten Silikonöle, werden in dem p-Cymol-Lösungsmittel gelöst. Dieser Schritt wurde in einem geschlossenen, belüfteten Tank durchgeführt, der als Auflösungsmodul bezeichnet wird. Ziel des Moduls ist es, die Menge an Polystyrol zu maximieren, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums solubilisiert werden kann. Beispielsweise kann ein Metallgitter innerhalb des Auflösungsmoduls die geschäumten Polystyrolobjekte in p-Cymol drücken, wodurch beispielsweise die Auflösungszeit von Stunden auf Minuten verringert werden kann.
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Der dritte Schritt (Waschen) hatte folgende Ziele: (1) Ausfällung des Polystyrols; (2) Rückgewinnung des p-Cymols, um es in Schritt 1 wiederzuverwenden; und (3) Eliminierung der verschiedenen Additive, die die mechanischen Eigenschaften des wiederverwerteten Polystyrols verändern können.
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Dieser Schritt umfasste zunächst das Ausfällen des solubilisierten Polystyrols mit Hexan, Heptan oder einem anderen Kohlenwasserstoff mit einem geeigneten Siedepunkt. Zwar wurde beobachtet, dass Heptan die besten Ergebnisse im Waschschritt lieferte, jedoch können auch andere Kohlenwasserstoffe nützlich sein. In den vorliegenden Untersuchungen wurden Hexan und Oktan getestet. Erdöldestillate mit einem Siedepunkt von etwa 100°C bis etwa 120 °C können ebenfalls nützlich sein und beispielsweise reduzierte Prozess- und/oder Betriebskosten bieten.
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Beispielsweise kann das Lösungsmittel einen Siedepunkt um oder geringfügig über der Tg für den Polystyrolabfall haben. Zwar kann die Tg von Polystyrol beispielsweise in Abhängigkeit vom Molekulargewicht variieren, jedoch beträgt die Tg für den Polystyrolabfall typischerweise etwa 98 °C. Ein Fachmann wird erkennen, dass es für die meisten Polystyrole, die bei der Herstellung von industriellen Polystyrolobjekten verwendet werden, typischerweise nur eine geringe Variation von Tg mit Molekulargewicht oder Polydispersität gibt. Dementsprechend kann das Lösungsmittel einen Siedepunkt von bis zu etwa 110°C haben, beispielsweise einen Siedepunkt von etwa 105 °C bis etwa 110 °C bei einem Druck von 1 atm. Ein geeignetes Kohlenwasserstofflösungsmittel kann beispielsweise ermöglichen, dass mehr als 90 % des p-Cymols dorthinein migriert, und es ist ein Nichtlösungsmittel für Polystyrol.
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Um den ersten Waschschritt durchzuführen (d. h., das Polystyrol auszufällen), wurde die Mischung aus in p-Cymol solubilisiertem Polystyrol langsam in einen doppelwandigen Edelstahltank gegossen, der den Kohlenwasserstoff bei seiner Siedetemperatur enthielt. In einem beispielhaften Experiment wurde Hexan bei seiner Siedetemperatur (69°C) für diesen Schritt verwendet. In anderen beispielhaften Experimenten wurde Heptan bei seiner Siedetemperatur (98 °C) für diesen Schritt verwendet. Die gesamte Mischung wurde unter Verwendung eines mechanischen Rührers mäßig gerührt. Das Volumen der dem Kohlenwasserstoff zugesetzten Polystyrol-p-Cymol-Lösung lag bei einem Volumenverhältnis von Polystyrol-p-Cymol-Lösung zu Kohlenwasserstoff von 1:3. Unter diesen Bedingungen fiel das Polystyrol in Form einer klebrigen weißen Paste aus. Die Rührzeit (von etwa 5 Minuten bis etwa 10 Minuten) ermöglichte ein nützliches Maß an Diffusion des p-Cymols in den Kohlenwasserstoff. Danach wurde der Überstand der Lösungsmittelmischung durch einfaches Dekantieren entfernt, wonach ein zweites Waschen des gefällten Polystyrols durchgeführt werden konnte.
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Das zweite Waschen wurde im gleichen Tank mit Heptan durchgeführt. Ein definiertes Volumen von Heptan mit einer Siedetemperatur von 98 °C wurde gemäß einem Volumenverhältnis von Polystyrol: Heptan von 1:1 in den Tank eingeführt. Die gesamte Mischung wurde bei atmosphärischem Druck unter mäßigem mechanischem Rühren über etwa 2 Minuten bis etwa 5 Minuten gekocht. Die Verwendung eines anderen Kohlenwasserstoffs in der zweiten Wäsche als in der ersten Wäsche erhöhte die Formbarkeit des Polystyrols, was beispielsweise die Diffusion des verbleibenden p-Cymol-Lösungsmittels aus dem gefällten Polystyrol in den Kohlenwasserstoff erhöhte. Danach wurde die überstehende Lösungsmittelmischung durch einfaches Dekantieren entfernt. Den Berechnungen der Wascheffizienz zufolge verblieben in diesem Stadium weniger als 0,1 % p-Cymol im gefällten Polystyrol.
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Ein drittes Waschen mit kochendem Heptan wurde verwendet, um das Vorhandensein von p-Cymol im Polystyrol weiter zu verringern. Das Vorhandensein von restlichem Lösungsmittel kann beispielsweise den Schmelzindex beeinflussen, der auch als Schmelzflussindex (MFI) bezeichnet wird. Der Grad der Wascheffizienz ist umgekehrt proportional zum MFI. Die verwendeten Waschbedingungen waren die gleichen wie im zweiten Waschschritt.
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Die wiedergewonnene Lösungsmittelmischung enthielt Hexan, Heptan, p-Cymol und/oder ein anderes verwendetes Kohlenwasserstofflösungsmittel sowie unpolare Additive, die aus dem PS extrahiert wurden. Der Anteil an p-Cymol und Additiven war in der ersten Lösungsmittelmischung höher als in der zweiten und dritten Lösungsmittelmischung. Zum Trennen der verschiedenen Produkte wurde eine fraktionierte Destillation verwendet. Das p-Cymol wurde für den Solubilisierungsschritt wiederverwendet, während Hexan und Heptan in den Waschschritten wiederverwendet wurden. Die zurückgewonnenen Additive wurden als Abfall zur Entsorgung angesehen.
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Der vierte Schritt (Trocknen) umfasste das Trocknen der Polystyrolpaste, die etwa 5 bis 37 % Heptan enthielt, in einem Trockner bei einer Temperatur von 120°C. Ein Ziel bestand darin, im Wesentlichen das gesamte verbleibende Lösungsmittel zu entfernen, ohne die Qualität des Polymers zu verändern.
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Der fünfte Schritt (Verpacken) umfasste das Schneiden des getrockneten Polystyrols in kleine Pellets, die für die Verteilung des Produkts an die Kunden geeignet sind. Zum Steuern der Größe und Form des Endprodukts wurde ein Granulator verwendet, wie er üblicherweise in der Industrie verwendet wird.
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Um den PS-Abbau zu begrenzen, der hauptsächlich auf Oxidation zurückzuführen ist, wie sie während der Trocknungs- und Extrusionsschritte beobachtet wird, kann ein handelsübliches Antioxidationsmittel wie Irganox™ 1076 (Octadecyl-3-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat) in einem Anteil von etwa 1 %, bezogen auf das Gewicht des Polystyrols, zugesetzt werden. Diese Verbindung ist für Lebensmittelanwendungen akzeptabel, hat einen Schmelzpunkt von 50 °C und kann zu verschiedenen Zeitpunkten im Vorgang zugesetzt werden, d. h. mit dem p-Cymol, in den Waschschritten und/oder im letzten Extrusionsschritt.
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Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse aus dem Wiederverwerten verschiedener Arten von Polystyrolabfällen unter Verwendung von Schritten des oben beschriebenen Vorgangs.
Tabelle 1
[1] | PS-Cymol-Mischung[2] | Irganox 1076 (1 Gew.-%) | Schmelzindex [3] (g/10 min) | Produktfarbe | Trocknen[4] (Stunden) |
| Ja | Nein | Ergebnis 1 | Ergebnis 2 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) | | x | 25,2 | - | leicht gelblich | 120 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Poly(styrol-co-butadien) (1,22 Gew.-%) | | x | 16,5 | 14,8 | leicht gelblich | 120 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Poly(styrol-co-butad ien) (1,22 Gew.-%) | x | | 11,6 | - | weiß | 108 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Poly(styrol-co-butad ien) (4,86 Gew.-%) | | x | 17,7 | 16,7 | gelblich | 120 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Poly(styrol-co-butadien) (4,86 Gew.-%) | x | | 12,3 | - | weiß | 108 |
| Poly(styrol-co-butadien) (20 Gew.-%) | x | | 13,3 | - | leicht gelblich | 108 |
| Poly(styrol-co-butadien) (20 Gew.-%) | | x | 17,2 | - | sehr gelb | 108 |
| Polystyrol-Regranulatperlen[5] (30 Gew.-%) | | x | 6,8 | - | gräulich | 120 |
| Polystyrol-Kühler (15 Gew.-%) Polystyrol-Regranulatperlen (15 Gew.-%) | | x | 10,3 | - | weiß | 120 |
| Polystyrol-Kühler (16,5 Gew.-%) | | x | 10,6 | 9,9 | weiß | 120 |
| Polystyrol-Kühler (16,5 Gew.-%) | x | | 6,28 | - | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (20 Gew.-%) | x | | 10 | - | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (24 Gew.-%) | x | | 11,8 | - | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (28 Gew.-%) | x | | 11,7 | - | weiß | 48 |
| Schwarze Polystyrol-Schale (100 Gew.-%) | x | | 3,2 | - | schwarz | 0 |
| Schwarze Polystyrol-Schale (33 Gew.-%) | x | | 5,5 | - | schwarz | 120 |
| Blaue Polystyrol-Isolierung (33 Gew.-%) | | x | 14,3 | - | blau | 120 |
| Blaue Polystyrol-Isolierung (33 Gew.-%) | x | | 13,2 | - | blau | 120 |
| Klotz aus dichtem Polystyrol (100 Gew.-%) | | x | 38,7 | - | weiß | 0 |
| Klotz aus dichtem Polystyrol (33 Gew.-%), der vor dem Trocknen ausgewrungen und granuliert wurde | x | | 6,27 | 6,27 | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) beim ersten Waschen auf 80 °C erhitzt | x | | 9,2 | - | weiß | 120 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) vor dem Trocknen ausgewrungen und granuliert | x | | 7,98 | 7,6 | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (100 Gew.-%) | | x | 36,8 | - | weiß | 0 |
| Blaue Polystyrol-Isolierung (100 Gew.-%) | | x | 20 | - | blau | 0 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Kalk (1 Gew.-%)[6] | x | | 8,1 | - | weiß | 48 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Kalk (5 Gew.-%)[6] | x | | 7,06 | - | weiß-gelb | 48 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Kalk (10 Gew.-%)[6] | x | | 6,13 | - | gelblich | 48 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Kalk (25 Gew.-%)[6] | x | | 4,88 | - | gelb | 48 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Talk (1 Gew.-%)[6] | x | | 13,2 | - | weiß | 72 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Talk (5 Gew.-%)[6] | x | | 12,7 | - | gräulich | 72 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Talk (10 Gew.-%)[6] | x | | 17,5 | - | gräulich | 72 |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) Talk (25 Gew.-%)[6] | x | | 11,3 | - | grau | 72 |
| Polystyrolprobe, die HBCD enthält (100 Gew.-%) | | x | 25,2 | - | weiß | 0 |
| Polystyrolprobe, die HBCD enthält (20 Gew.-%) | x | | 4,9 | 6,6 | weiß | 0 |
| [1] Alle Versuche wurden unter Verwendung von drei Waschvorgängen mit Heptan in Volumenverhältnissen von Heptan:PS-Cymol-Mischung von 3:1, 1:1 beziehungsweise 1:1 unter Verwendung von Extraktionszeiten von 15 Minuten, 10 Minuten beziehungsweise 5 Minuten durchgeführt. |
| [2] Die Mischung für alle Versuche enthält auch p-Cymol, um auf insgesamt 100 Gew.-% aufzufüllen. |
| [3] Für jedes Ergebnis wurde die Norm ASTM D1238 verwendet. |
| [4] In einem Ofen bei 120 °C unter Verwendung einer Aluminiumplatte mit einem Durchmesser von 8 cm. Das Polystyrol trocknet mit einer Dicke von <5 mm, sofern nicht anders angegeben. |
| [5] Die Regranulatperlen stammen aus Schalen und haben bereits einen niedrigeren Schmelzindex. Diese Qualität von Polystyrol verringert aufgrund dieses hohen Molekulargewichts den Schmelzindex in der Mischung. |
| [6] Kalk und Talk wurden vor dem Waschen in die PS-Cymol-Mischung gegeben. |
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Das Irganox 1076 hat die Eigenschaft, vor Oxidation zu schützen. Viele Ergebnisse zeigten eine hilfreiche Wirkung auf die Produktfarbe. Die Zugabe von Butadien zu Styrol führt zur Bildung von Polystyrol-co-butadien-Copolymer, das eine viel bessere Schlagfestigkeit zeigt als reines Polystyrol. Die Butadieneinheiten in Polystyrol-co-butadien könnten verwendet werden, um eine dreidimensionale Matrix mit den Polymerketten zu erzeugen. Durch die Schaffung von Verknüpfungen zwischen den Polymerketten steigt das Molekulargewicht und dann muss der Schmelzindex abnehmen. Das Poly(styrol-co-butadien)polymer enthält 4 % Butadien. Eine kleine Menge Butadien muss ausreichen, um einen Unterschied im Schmelzindex zu erkennen, aber die Ergebnisse waren nicht schlüssig.
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Wie in Tabelle 1 zu sehen ist, zeigen die Experimente bessere Ergebnisse, wenn die Polystyrol-Cymol-Mischung eine niedrigere Konzentration aufweist. Die Verdünnung der Mischung in das Nichtlösungsmittel erhöht die Diffusion und damit die Extraktion des Lösungsmittels. Die Zugabe von festen Partikeln zu einer Polymermischung ist eine übliche Praxis in der Polystyrolindustrie, um die Kosten zu senken oder die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
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Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse des Einschlusses des Antioxidationsmittels Irganox 1076 in verschiedenen Schritten des Vorgangs.
Tabelle 2
| Zugabe von 1 Gew.-% Irganox 1076 in eine Polystyrol-Kühler-Cymol-Mischung (33 Gew.-% Polystyrol) | Schmelzindex[1] (g/10 min) | Produktfarbe |
| Ergebnis 1 | Ergebnis 2 |
| Direkt zur Polystyrol-p-Cymol-Mischung gegeben | 7,6 | 8,2 | weiß |
| Beim ersten Waschen dem Heptan zugegeben | 10,6 | - | weiß |
| Beim dritten Waschen dem Heptan zugegeben | 13,5 | - | weiß |
| [1] Für jedes Ergebnis wurde die Norm ASTM D1238 verwendet. |
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Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, war die Produktfarbe für alle Proben weiß. Der MFI war für das Produkt am niedrigsten, das nach einem Vorgang hergestellt wurde, bei dem Irganox 1076 zu der Polystyrol-p-Cymol-Mischung gegeben wurde.
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Tabelle 3 zeigt die Auswirkungen einer mechanischen Konditionierung und die Entwicklung der Trocknungsschritte. Zwischen dem gewaschenen und dem trockenen Polystyrol besteht ein Unterschied von etwa 37,5 %. Zu diesem Zeitpunkt ist das gesamte Heptan verdampft. Auch ist es nur mit einem Wring- und Granulierungsschritt möglich, 14 % des Heptans aus dem gewaschenen Polystyrol zu entfernen. Das Heptan wird dabei zurückgewonnen, um die Waschbehandlung zu wiederholen. Die Polystyrolquelle hat in diesen Untersuchungen keinen signifikanten Einfluss auf den Trocknungsschritt.
Tabelle 3
[1] | PS-Cymol-Mischung[2] | Masse (g) | Verdampftes Heptan[3] (Gew.-%) |
| Vor Mech. Kond. | Nach Mech. Kond. |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) | 14,04 | 12,09 | 13,9 |
| Komprimierter Polystyrol-Klotz (33 Gew.-%) | 12,58 | 10,79 | 14,2 |
| | Nach 15 Stunden Trocknen | Nach 17 Stunden Trocknen | |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) | - | 8,81 | 37,3 |
| Komprimierter Polystyrol-Klotz (33 Gew.-%) | 7,93 | - | 37,0 |
| | Nach 22 Stunden Trocknen | Nach 24 Stunden Trocknen | |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) | - | 8,79 | 37,4 |
| Komprimierter Polystyrol-Klotz (33 Gew.-%) | 7,92 | - | 37,0 |
| | Nach 46 Stunden Trocknen | Nach 48 Stunden Trocknen | |
| Polystyrol-Kühler (33 Gew.-%) | - | 8,77 | 37,5 |
| Komprimierter Polystyrol-Klotz (33 Gew.-%) | 7,89 | - | 37,3 |
| [1] Alle Trocknungen wurden in einem Ofen bei 120 °C durchgeführt. |
| [2] Die Mischung für alle Versuche enthält auch p-Cymol, um auf insgesamt 100 Gew.-% aufzufüllen. |
| [3] Werte sind angegeben in Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse vor der Granulierung. |
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Beispiel 2
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Weitere Prüfungen wurden zur Herstellung von wiederverwertetem Polystyrol durchgeführt. Solche Prüfungen wurden unter Verwendung eines Vorgangs durchgeführt, der dem zuvor in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist, jedoch ohne Zusatz von Irganox. Diese Prüfungen wurden im Labormaßstab an echtem weißem, geschäumtem Polystyrol durchgeführt, das für Verpackungsmaterial verwendet wurde.
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Die Ergebnisse solcher Prüfungen sind daher nachstehend angegeben.
DSC (ASTM D3418): Tg = 108,1 °C
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IZOD-Schlagfestigkeitsprüfung (ASTM D4812): 4 Prüfungen mit einer mittleren Schlagfestigkeit von 13,78 KJ/m
2 und 175,72 J/m und einer Energie = 0,55 J bei vollständigem Bruch.
Tabelle 4: MFI-Prüfungen
| MFI (ASTM D1238 auf einem Dynisco D4002 bei 200 °C): |
| Prüfung | MFI (g/10 min) |
| 1 | 11,44 |
| 2 | 11,01 |
| 3 | 10,70 |
| Mittelwert | 11,05 |
Aschegehalt (ASTM D5630): 0,10
Tabelle 5: VICAT-Prüfungen
| VICAT-Erweichungstemperatur (ASTM D1525): |
| Prüfung | Dicke (mm) | VICAT-Erweichungstemperatur (°C) |
| 1 | 3,01 | 106,2 |
| 2 | 3,04 | 106,1 |
| 3 | 3,03 | 106,9 |
Tabelle 6: VICAT-Prüfungen
| Zugprüfung (ASTM D638): |
| Prüfung | Dicke (mm) | Breite (mm) | Maximale Belastung (MPa) | Elastizitätsmodul (MPa) | Bruchdehnung (%) |
| 1 | 3,11 | 12,71 | 52,4 | 3095 | 2,4 |
| 2 | 3,11 | 12,75 | 52,2 | 2992 | 2,4 |
| 3 | 3,13 | 12,72 | 51,7 | 2990 | 2,4 |
| 4 | 3,11 | 12,72 | 51,7 | 3114 | 2,4 |
| 5 | 3,12 | 12,71 | 51,0 | 3029 | 2,2 |
| Mittelwert | | | 51,8 | 3044 | 2,4 |
| Standardabweichung | | | 0,5 | 58 | 0,1 |
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Beispiel 3
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Weitere Prüfungen wurden zur Herstellung von wiederverwertetem Polystyrol durchgeführt. Solche Prüfungen wurden unter Verwendung eines Vorgangs durchgeführt, der dem zuvor in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist. Der Vorgang wurde kontinuierlich durchgeführt und es wurde eine Hochskalierung durchgeführt, um den Vorgang von einer Laborebene auf eine industrielle Ebene zu bringen. Beispielsweise ermöglichte der Vorgang die Herstellung von etwa 10 kg wiederverwertetem Polystyrol pro Stunde. Es ist anzumerken, dass die begrenzenden Faktoren im vorliegenden Fall in Bezug auf die Produktivität des Vorgangs nicht im Vorgang an sich liegen, sondern in bestimmten Arten von Geräten, die zur Durchführung des Vorgangs verwendet werden. Durch den Erwerb einiger Geräte, die größere Volumina oder größere Mengen aufnehmen können, kann der Gesamtprozess leicht etwa 500 bis etwa 1000 kg wiederverwertetes Polystyrol pro Stunde erreichen.
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Die Ergebnisse solcher Prüfungen sind daher nachstehend angegeben.
MFI = 22 g/10 min gemäß der Norm ASTM D1238-13.
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Zwar wurde eine Beschreibung unter besonderer Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsformen vorgenommen, jedoch versteht es sich, dass dem Fachmann zahlreiche Modifikationen davon offensichtlich sind. Dementsprechend sollten die obige Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen als spezifische Beispiele und nicht in einem einschränkenden Sinne genommen werden.
