RO137652A2 - Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari - Google Patents
Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari Download PDFInfo
- Publication number
- RO137652A2 RO137652A2 ROA202200134A RO202200134A RO137652A2 RO 137652 A2 RO137652 A2 RO 137652A2 RO A202200134 A ROA202200134 A RO A202200134A RO 202200134 A RO202200134 A RO 202200134A RO 137652 A2 RO137652 A2 RO 137652A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- thermoplastic polymer
- waste
- temperature
- composition
- resulting
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 claims description 17
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 14
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 12
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 7
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 5
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 5
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 4
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 3
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007977 PBT buffer Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 2
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000011403 purification operation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la o compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu CR - 39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari, la un procedeu de obţinere a acesteia şi la un procedeu de utilizare a compoziţiei pentru obţinerea de piese injectate. Compoziţia conform invenţiei are următoarea compoziţie exprimată în procente gravimetrice: 60...95% polimer termoplastic ales dintre poliolefine, polimeri şi copolimeri stirenici, polimeri vinilici, poliesteri, poliacrilaţi şi poliamide şi 5...40% deşeu de material plastic termorigid CR - 39. Procedeul de obţinere conform invenţiei constă în uscarea materialului plastic rigid CR - 39 într-o etuvă cu circulaţie de aer, timp de 2 ore la 120°C până la un conţinut de substanţe volatile <0,3%, urmată de măcinarea acestuia într-o moară cu ştifturi pentru obţinerea unei pulberi cu dimensiuni de particulă <500 μm, care apoi se amestecă cu polimerul termoplastic, uscat în prealabil 2 ore la 80°C sub vid, într-un amestecător rotativ gravitaţional, la temperatura camerei timp de 10...15 min., amestecul rezultat se omogenizează în topitură într-un extruder dublu - şnec echisens, la o turaţie de 80...100 rpm şi o temperatură pe capul de extrudare de 180...235°C, firele extruse fiind preluate de o bandă transportoare, răcite în aer şi granulate, rezultând granule de compozit care, după uscare 2 ore la 80°C, se utilizează la obţinerea pieselor injectate. Procedeul de utilizare a compoziţiei pentru injecţia de piese conform invenţiei se desfăşoară la o temperatură de 190...240°C şi temperatura matriţei de 60...70°C, conducând la obţinerea de piese din materiale compozite cu stabilitate termică şi proprietăţi fizico - mecanice > cu 5...10%, mai rigide cu 10% şi cu rezistenţa la tracţiune >15...90%.
Description
OFICIUL DE STAT PENTRU ÎNVELII Șl MĂRCI Cerere de brevet de Invenție
Nr................
Data depozit...........
COMPOZIȚIE PE BAZA DE POLIMER TERMOPLASTIC SI DESEU CR-39 REZULTAT DE LA PRECLUCRAREA LENTILELOR DE OCHELARI
Invenția se referă la o compoziție termoplastică pe bază de polimer termoplastic și deșeu de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari, la un procedeu de obținere a acesteia și de utilizare a respectivei compoziții pentru obținerea de piese injectate cu proprietăți fizico-mecanice echilibrate.
Lentilele din material plastic sunt preferate lentilelor din sticlă deoarece sunt ușoare, se sparg greu și sunt ușor de colorat. Totuși, din punct de vedere al rezistenței la zgăriere și al rezistenței termice, lentilele din plastic sunt inferioare lentilelor din sticlă. La obținerea de lentile pentru ochelari se utilizează atât polimerii termoplastici, cât și cei termorigizi. Dintre polimerii termoplastici, policarbonatul (PC), polimetacrilatul de metil (PMMA) și polistirenul (PS) simt utilizați în proporție de 70-80% la obținerea de lentile pentru ochelari datorită proprietăților lor optice bune și a costului scăzut. Dintre polimerii termorigizi cei mai utilizați sunt polialil diglicol carbonatai cunoscut ca polimer CR-39 sau ADC, poliuretanul și politiouretanul. Polimerul CR-39 prezintă o transparență optică ridicată, o densitate scăzută și o duritate a suprafeței acceptabilă. Este rezistent la majoritatea solvențior și a altor chimicale, la iradiere gama, la îmbătrânire și la oboseală. Poate fi utilizat continuu la temperaturi sub 100 °C și până la 1 oră la temperatura de 130 °C. Această combinație de proprietăți excelente nu se regăsește la celelalte materiale plastice transparente. Totuși, ca orice plastic termorigid, CR -39 formează în timpul procesului de prelucrare structuri reticulate între macromolecule, produsele lor fiind insolubile, fără a putea fi topite și reprelucrate. Prin urmare, deșeurile de plastice termorigide sunt greu de reciclat. Multă vreme s-a crezut că aceste deșeuri nu pot fi reciclate, acumulându-se în mediu și producând daune importante. In prezent, metodele de reciclare se bazează pe incinerare, mărunțire și depozitare în gropile de gunoi, tratare chimică sau mecanică. Prin incinerare se eliberează o cantitate mare de gaze toxice care poluează grav mediul. In plus, prin incinerare se pierde o cantitate mare de resurse cu valoare adăugată mare conținute în aceste materiale. Depozitarea în gropile de gunoi provoacă poluarea mediului în sol și a apelor subterane, deoarece polimerii termorigizi au o structură stabilă, nedegradabilă în condiții naturale. Cele mai promițătoare metode de reciclare rămân însă metoda chimică și cea mecanică.
Deșeurile de plastic CR-39 pot fi sub formă de placă/foaie neconformă, sub formă de resturi (bucăți) inutile de placă rămasă în urma formării lentilelor sau sub formă de șpan (așchii,
pulbere) rezultat în urma prelucrării (șlefuire fină, netezire, teșire, rotunjire, etc.) prin frezare a lentilelor. Dimensiunea de particule în deșeurile rezultate în urma frezării este de 0,1 -2 mm, și pot fi utilizate atât prin metode chimice, cât și mecanice, fiind necesară obținerea, prin uscare și măcinare, de pulberi cu dimensiuni de particule de 0,05-0,1 mm.
Metoda chimică presupune o reacție chimică în prezența unui catalizator. In general, tehnologiile de reciclare chimică recomandă lucrul în condiții severe de temperatură (>200 °C) și presiune ridicată, utilizarea de sisteme catalitice acide, înalt corozive (acid azotic, acid sulfuric), ceea ce conduce la descompunerea polimerului. De aceea, s-a încercat dezvoltarea unor tehnologii de reciclare chimică în condiții mai blânde.
Brevetul CN103483620A descrie o metodă de descompunere a deșeurilor de lentile din polimer termorigid prin alcooliză, în prezența unui catalizator, în condiții controlate de temperatură, între 120 °C și 260 °C și timpi de reacție scurți, de 1-3 ore. Produșii obținuți sunt lichide transparente, cu viscozități de 180-285 mPas și cu voaloare de utilizare ridicată, de exemplu la obținerea de materiale poliuretanice, spume poliuretanice, poliesteri nesaturați, etc. Chiar dacă metoda descrisă este prietenoasă mediului, procesul de reacție decurge în condiții etanșe și nu necesită operații de separare-purificare, nu implică utilizarea de solvenți agresivi, acizi sau bazici, concentrația de catalizator este redusă și nu influențează proprietățile produsului final, totuși nu reprezintă o metodă eficientă din punct de vedere economic pentru reducerea cantităților uriașe de deșeuri de lentile de ochelari din polimeri termorigizi care contaminează mediul.
Metoda de reciclare mecanică presupune utilizarea deșeurilor de plastice termorigide în amestecuri compozite, termorigide sau termoplastice și reprelucrarea (la rece sau la temperatură) în produse noi. Brevetele existente se referă la compoziții pe bază de deșeuri de plastice termorigide în general, provenite mai ales din industria auto, componente electrice și electrocasnice și nu strict la deșeuri de plastic termorigid din lentile de ochelari și cu atât mai puțin la deșeuri de plastic CR-39.
In Brevetul CN111574806A este descrisă o metodă de amestecare, în raport 4:6, a deșeului de rășină termorigidă de exemplu plastic fenolic/fenolic modificat, poliester nesaturat uscat, melamină, plastic ureic, etc., care, în prealabil, este obținut sub formă pulverulentă, cu dimensiuni de particule de 0,18-0,4 mm, prin măcinare într-un laminor, la viteză mică de 150200 rpm, cu un material compozit compus din 50-55% rășină fenolică, 10-40% făină de lemn, 10-20% umplutură minerală, 10-13% urotropină, 0,5-2% agent de colorare, 1-3% stearat de zinc și 1-3% oxid de magneziu. Amestecul rezultat se granulează sub presiune la rece într-un echipament de compaoundare-extrudare de mare eficiență. Deșeul de rășină termorigidă are
rol de umplutură în cadrul amestecului, contribuind la scăderea timpului de reacție cu 40% față de vitezele de formare ale materialelor termorigide obișnuite.
Brevetul KR20020032149A descrie o metodă de reciclare a deșeurilor de material termoplastic împreună cu deșeuri de plastic termorigid, utilizate ca agenți de ranforsare. Metoda constă în amestecarea a 15-95% deșeu termoplastic (amestec de PE, PP, ABS ignifugat, ABS uz general, cauciuc, HIPS, PBT / Fibra de sticlă (FS), PBT / FS / Ignifugant, PC / ABS, PC / ABS / Ignifugant, nylon), sub formă de pulbere cu dimensiuni de particulă de 1000 pm, cu 5-85% deșeu de rășină termorigidă care se întărește la cald, sub formă de pulbere cu dimensiuni de particulă de 1000 pm și cu 0-10% cauciuc natural sau sintetic (SBR, NBR, EPDM, EPR, MBS, etc.), cu rol de agent de compatibilizare și modificator de șoc, omogenizarea în topitură la 220-250 °C prin extrudare și prelucrarea în articol finit prin compresie sau injecție. In descrierea brevetului sunt prezentate două exemple de compoundare a amestecului de deșeu termoplastic (A) cu deșeul termorigid (B) în rapoarte 90:10 și respectiv 60:40 și prelucrare prin extrudare, compresie și injecție. Materialele compozite rezultate prezintă o prelucrabilitate excelentă, sunt mai ușoare față de cele care conțin agenți de ranforsare clasici (fibră de sticlă, talc, CaCOs, etc.) și au o rigiditate la încovoiere ridicată, putând fi utilizate ca materiale de construcție (proprietățile acestora sunt de 3-5 ori mai bune ca ale plăcilor de beton/ciment de aceeași grosime).
In Brevetul JP2000084928A este descrisă o metodă de reutilizare a deșeurilor de poliuretan termorigid la obținerea unor produse pe bază de poliuretan termoplastic. Metoda constă în compoundarea poliuretanului termoplastic cu max 30% deșeu de poliuretan termorigid, măcinat în prealabil până la dimensiuni de max 3 mm2 și obținerea unui amestec care se poate prelucra prin injecție, extrudere sau suflare. Proprietățile mecanice (modulul la 100% și la 300% și rezistența la tracțiune) ale materialului rezultat sunt ușor mai scăzute (excepție alungirea care este ușor mai ridicată) față de materialul de referință care este numai din poliuretan termoplastic.
Brevetul DE4125267A1 descrie o compoziție constituită din (A) 1-45% deșeu termoplastic (policarbonat, poliamidă, polistiren, poliolefme, policlorura de vinii, ABS, etc.), care se gonflează într-un solvent, se îndepărtează agentul de gonflare și reziduul se macină pentru obținerea de particule cu dimensiuni de 0,1-5 mm, (B) 1-5% plastic termorigid reticulat (rășină poliesterică ranforsată cu fibra de sticlă, rășină epoxi ranforsată cu fibra de sticlă/de carbon, poliuretan ranforsat cu fibră de sticlă, etc.), măcinat la dimensiuni de particule de 0,15 mm și (C) 50-99% o rășină de reacție (rășină poliesterică nesaturată pe bază de acid maleic, dietilenglicol, diciclopentadienă și 35% stiren). Compoziția rezultată poate fi prelucrată prin
presare obișnuită la temperaturi de 80-350 °C. Materialele rezultate pot fi utilizate în aplicații în care nu sunt solicitate proprietăți mecanice ridicate iar aspectul de suprafață nu este important (ex. paleți, traverse de cale ferată, etc.).
Avantajul invenției noastre este că în compoziție, deșeul de plastic termorigid CR-39, sub formă de pulbere cu dimensiuni de particule < 500 pm, este uniform dispersat într-o matrice termoplastică, în condiții obișnuite de prelucrare materiale plastice, astfel încât, fără a fi necesară utilizarea unor agenți de compatibilizare/dispersie, compoziția rezultată prezintă proprietăți fizico-mecanice echilibrate putând fi utilizată la obținerea prin injecție a unor materiale compozite, ușor reciclabile și cu posibile aplicații în domenii care nu solicită proprietăți specifice îmbunătățite (mecanice, de suprafață, etc.).
Problemele tehnice pe care le rezolvă invenția constau în realizarea unei compoziții termoplastice pe bază de polimer termoplastic și deșeu de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari, folosit sub formă de pulbere uscată și cu dimensiuni de particule <100 pm și a unui procedeu pentru obținerea compoziției, în care deșeul de material plastic termorigid CR-39 este distribuit uniform. Matricea termoplastică, forma de utilizare a deșeului de plastic CR-39, raportul dintre componenți și condițiile de amestecare și omogenizare în topitură sunt stabilite astfel încât compoziția rezultată să poată fi prelucrată ușor prin injecție iar materialele compozite rezultate să prezinte stabilitate termică și proprietăți fizico-mecanice echilibrate, similare sau chiar îmbunătățite, cu 5-10%, în ceea ce privește stabilitatea termică, cu cea 10%, în ceea ce privește rigiditatea, cu 15-90% în ceea ce privește rezistența la tracțiune și cu un aspect de suprafață corespunzător, față de matricea termoplastică.
Compoziția pe bază de polimer termoplastic și deșeu de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari, conform invenției înlătură dezavantajele menționate prin aceea că este constituită din următoarele componente, exprimate în procente gravimetrice: 60% ... 95% polimer termoplastic, ales dintre poliolefine, polimeri și copolimeri stirenici, polimeri vinilici, poliesteri, poliacrilați și poliamide și 5% ... 40%, deșeu de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari.
Procedeul pentru obținerea compoziției și de utilizare a acesteia la obținerea de piese injectate cu proprietăți fizico-mecanice echilibrate constă în aceea că, deșeul de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari, se usucă 2 ore la 120 °C, într-o etuvă cu circulație de aer, până la un
conținut de substanțe volatile < 0,3%, apoi se macină într-o moară cu știfturi pentru obținerea unei pulberi cu dimensiuni de particule < 500 pm, care apoi se amestecă cu polimerul termoplastic, uscat în prealabil 2 ore la 80 °C, sub vid sau într-o etuvă cu circulație de aer sau conform indicațiilor din fișa tehnică, într-un amestecător rotativ gravitațional, la temperatura camerei, timp de 10-15 minute, după care, amestecul rezultat se omogenizează în topitură într-un extruder dublu-șnec echisens, la o turație a melcilor principali de 80-100 rpm și o temperatură pe capul de extrudare de 180-235 °C sau în condiții de prelucrare specificate în fișa tehnică a polimerului termoplastic folosit, firele extruse fiind preluate de o bandă transportoare, răcite cu aer și apoi granulate într-un granulator montat în flux cu extruderul, rezultând granule de compozit care, după uscare 2 ore la 80 °C, se utilizează la obținerea de piese injectate, la temperatura de 190-240 °C și temperatura matriței de 60-70 °C.
Aplicarea invenției conduce la următoarele avantaje:
- prevenirea risipei unei resurse valoroase prin oferirea unei soluții de reciclare eficientă a deșeului de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari;
- deșeul de plastic termorigid CR-39, sub formă de pulbere cu dimensiuni de particule < 500 pm, se dispersează ușor și uniform într-o matrice termoplastică, chiar la concentrații mari de 30-40%, în condiții obișnuite de prelucrare materiale plastice, astfel încât, în funcție de gradul de interacțiune dintre componenți, poate avea rol de umplutură, când rigiditatea compozitului nu se modifică, dar rezistența mecanică scade drastic (cu 10-25% rezistența la tracțiune și cu 15-90% rezistența la șoc) sau de agent de ranforsare, ceea ce se reflectă în îmbunătățirea atât a rigidității, cu cca 10%, cât și a rezistenței la tracțiune cu 15-90%, în timp ce rezistența la șoc nu se modifică;
- obținerea unei compoziții cu stabilitate termică și proprietăți mecanice similare sau chiar îmbunătățite față de polimerul termoplastic fără deșeu de plastic CR-39, reciclabilă și prelucrabilă în produse finite prin procedee clasice de prelucrare materiale plastice (extrudare, presare, injecție);
- obținerea de materiale compozite cu preț de cost mai scăzut și cu greutate specifică redusă față de compozitele cu conținut similar de umpluturi clasice, ca de ex. talc sau CaCOj și cu proprietăți fizico-mecanice care permit utilizarea acestora pentru diferite aplicații în domenii care nu solicită proprietăți specifice îmbunătățite (mecanice, de suprafață, etc.)
- procedeul conform invenției este simplu și se aplică pe utilaje tipice de prelucrare materiale plastice, similare celor din dotarea producătorilor de profil.
Polimerii termoplastici utilizați în această invenție pentru exemplificarea obținerii compoziției termoplastice pe bază de polimer termoplastic și deșeu de material plastic termorigid CR-39 sunt:
- o polipropilenă homopolimer (PP), cu greutate moleculară scăzută, curgere ridicată, recomandată pentru prelucrarea prin injecție de articole destinate unei game largi de aplicații;
- un copolimer ABS, sort de injecție, de uz general, cu rezistență ridicată la șoc și curgere bună.
Compoziția conform invenției nu se limitează numai la aceste două tipuri de polimeri termoplastici, putând conține și alte tipuri (polietilenă, polistiren, policarbonat, poliamidă, etc.).
Deșeul de material plastic termorigid C-39 este o pulbere cu dimensiuni de particule > 1000 μιη și cu umiditate > 30%, rezultată în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari.
Proprietățile la tracțiune ale compozitelor s-au determinat conform ISO 527, la 23 °C și 50% umiditate relativă, cu 50 mm/min pentru rezistența la tracțiune și 1 mm/min pentru modulul de elasticitate, utilizându-se câte 5 epruvete pentru fiecare test, din fiecare probă. Rezistența la șoc Izod, crestat s-a măsurat conform ISO 180, utilizându-se câte 5 epruvete pentru fiecare probă. înainte de încercările mecanice la tracțiune și șoc, epruvetele au fost condiționate 48 ore, la 23°C și 50% umiditate relativă. Densitatea și indicele de curgere în topitură (ICT) s-au determinat conform ISO 1183 și respectiv ISO 1133 (la 230 °C și 2,16 kg pentru PP și la 220 °C și 10 kg pentru ABS), rezultatul pe probă reprezentând media a trei determinări. Stabilitatea termică s-a determinat prin analiză termogravimetrică (TGA).
Realizarea invenției este explicată mai în detaliu prin următoarele 5 exemple:
Exemplul 1
Pulberea de deșeu de material plastic termorigid C-39, cu umiditate 30% și dimensiune particule de aprox. 1 mm, s-a usucat 2 ore la 120 °C, într-o etuvă cu circulație de aer, până la un conținut de substanțe volatile de 0,13% (rezultat TGA, la 100 °C), apoi s-a macinat într-o moară cu știfturi, obținându-se o pulbere cu dimensiuni de particule de 63-500 pm (prin sitare granulometrică), apoi 5% din pulberea de deșeu obținută s-a amestecat cu 95% PP, într-un amestecător rotativ gravitațional, la temperatura camerei, timp de 10 minute, după care, amestecul rezultat s-a omogenizat în topitură într-un extruder dublu-șnec echisens, la o turație a melcilor principali de 100 rpm și o temperatură pe capul de extrudare de 180 ± 5 °C, firele extruse fiind preluate de o bandă transportoare, răcite cu aer și apoi granulate într-un granulator montat în flux cu extruderul, rezultând granule de compozit care, după uscare 2 ore la 80 °C, s-au utilizat la obținerea de epruvete injectate, la temperatura de 190 ± 5 °C și temperatura matriței de 60 ± 5 °C. Epruvetele injectate sunt conforme, fără contracții sau bavuri și cu suprafața lucioasă. Față de PP, materialul compozit final se caracterizează prin rezistență la tracțiune la rupere îmbunătățită cu 90%, în timp ce curgerea, rigiditatea și rezistența la șoc rămân nemodificate.
Exemplul 2
Procedeul de obținere a compoziției a fost similar celui descris în Exemplul 1 cu deosebirea că într-un amestecător rotativ gravitațional, s-au amestecat la temperatura camerei 80% PP cu 20% pulbere de deșeu de plastic CR-39, cu dimensiuni de particule 63-500 pm (prin sitare granulometrică), timp de 12 minute. Materialul compozit final se caracterizează prin stabilitate termică îmbunătățită (temperatura la viteza maximă de descompunere crește cu 20 °C), rigiditatea și rezistența la tracțiune la rupere îmbunătățite cu 10% și respectiv 15%, în timp ce curgerea și rezistența la șoc sunt mai scăzute cu 25% și respectiv 15%.
Exemplul 3
Procedeul de obținere a compoziției a fost similar celui descris în Exemplul 1 cu deosebirea că într-un amestecător rotativ gravitațional, s-au amestecat la temperatura camerei 60% PP cu 40% pulbere de deșeu de plastic CR-39, cu dimensiuni de particule 63-500 pm (prin sitare granulometrică), timp de 15 minute. Materialul compozit final se caracterizează prin stabilitate termică îmbunătățită (temperatura la viteza maximă de descompunere crește cu 30 °C), rigiditate similară PP, rezistență la șoc nemodificată, ICT și rezistența la tracțiune la rupere mai scăzute cu 40% și respectiv 20%, față de PP. La un conținut de 40% pulbere de deșeu, densitatea crește doar cu 13%, față de o creștere cu 34-36% în cazul PP cu 40% talc.
Exemplul 4
Pulberea de deșeu de material plastic termorigid CR-39, cu umiditate 44% și dimensiune particule de aprox. 1 mm, s-a usucat 2 ore la 120 °C, într-o etuvă cu circulație de aer, până la un conținut de substanțe volatile de 0,24% (rezultat TGA, la 100 °C), apoi s-a macinat într-o moară cu știfturi, obținându-se o pulbere cu dimensiuni de particule 63-500 pm (prin sitare granulometrică), apoi 15% din pulberea de deșeu obținută s-a amestecat cu 85% ABS, într-un amestecător rotativ gravitațional, la temperatura camerei, timp de 12 minute, după care, amestecul rezultat s-a omogenizat în topitură într-un extruder dublu-șnec echisens, la o turație a melcilor principali de 80 rpm și o temperatură pe capul de extrudare de 235 ± 5 °C, firele extruse fiind preluate de o bandă transportoare, răcite cu aer și apoi granulate într-un granulator montat în flux cu extruderul, rezultând granule de compozit care, după uscare 2 ore
la 80 °C, s-au utilizat la obținerea de epruvete injectate, la temperatura de 240 ± 5 °C și temperatura matriței de 60 ± 5 °C. Epruvetele injectate sunt conforme, fără contracții sau bavuri dar cu aspect „marmorat”al suprafeței. Fața de ABS, materialul compozit final se caracterizează prin rezistență la tracțiune la rupere mai mică cu 14%, rezistență la șoc mai mică de cca 7 ori, stabilitate termică și rigiditate nemodificate.
Exemplul 5
Procedeul de obținere a compoziției a fost similar celui descris în Exemplul 4 cu deosebirea că într-un amestecător rotativ gravitațional, s-au amestecat la temperatura camerei 75% ABS cu 25% pulbere de deșeu de plastic CR-39, cu dimensiuni de particule 63-500 pm (prin sitare granulometrică), timp de 15 minute. Materialul compozit final se caracterizează prin stabilitate termică și rigiditate similare ABS, rezistență la șoc mai mică de aprox. 10 ori, ICT și rezistență la tracțiune la rupere mai scăzute cu 50% și respectiv 25%, față de ABS. Densitatea compozitului crește doar cu 6%.
Exemplu pentru utilizarea materialului compozit
Compozitul obținut se poate prelucra prin injecție la temperatura de 190-240 °C și temperatura matriței de 60-70 °C, conducând la obținerea de piese din materiale compozite cu o stabilitate termică și proprietăți fizico-mecanice echilibrate, similare sau chiar îmbunătățite, cu 5-10%, în ceea ce privește stabilitatea termică, cu cca 10%, în ceea ce privește rigiditatea, cu 15-90% în ceea ce privește rezistența la tracțiune și cu un aspect de suprafață corespunzător, față de matricea termoplastică.
Claims (3)
- COMPOZIȚIE PE BAZA DE POLIMER TERMOPLASTIC SI DESEU CR-39 REZULTAT DE LA PRECLUCRAREA LENTILELOR DE OCHELARIREVENDICĂRI1. Compoziție pe bază de polimer termoplastic și deșeu de material plastic termorigid CR-39, rezultat în urma procesului de prelucrare prin frezare (umedă și uscată) a lentilelor de ochelari, caracterizată prin aceea că este constituită din următoarele componente, exprimate în procente gravimetrice: 60% ... 95% polimer termoplastic, ales dintre poliolefme, polimeri și copolimeri stirenici, polimeri vinilici, poliesteri, poliacrilați și poliamide și 5% ... 40%, deșeu de material plastic termorigid CR-39.
- 2. Procedeu pentru obținerea compoziției conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, deșeul de material plastic termorigid CR-39, se usucă 2 ore la 120 °C, într-o etuvă cu circulație de aer, până la un conținut de substanțe volatile < 0,3%, apoi se macină într-o moară cu știfturi pentru obținerea unei pulberi cu dimensiuni de particule < 500 pm, care apoi se amestecă cu polimerul termoplastic, uscat în prealabil 2 ore la 80 °C, sub vid sau într-o etuvă cu circulație de aer sau conform indicațiilor din fișa tehnică, într-un amestecător rotativ gravitațional, la temperatura camerei, timp de 10-15 minute, după care, amestecul rezultat se omogenizează în topitură într-un extruder dublu-șnec echisens, la o turație a melcilor principali de 80-100 rpm și o temperatură pe capul de extrudare de 180235 °C sau în condiții de prelucrare specificate în fișa tehnică a polimerului termoplastic folosit, firele extrase fiind preluate de o bandă transportoare, răcite cu aer și apoi granulate într-un granulator montat în flux cu extraderal, rezultând granule de compozit care, după uscare 2 ore la 80 °C, se utilizează la obținerea de piese injectate.
- 3. Procedeu de utilizare a compoziției conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, procesul de prelucrare prin injecție, se desfășoară la temperatura de 190-240 °C și temperatura matriței de 60-70 °C, conducând la obținerea de piese din materiale compozite cu o stabilitate termică și proprietăți fizico-mecanice echilibrate, similare sau chiar îmbunătățite, cu 5-10%, în ceea ce privește stabilitatea termică, cu cca 10%, în ceea ce privește rigiditatea, cu 15-90% în ceea ce privește rezistența la tracțiune și cu un aspect de suprafață corespunzător, față de matricea termoplastică.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202200134A RO137652A2 (ro) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202200134A RO137652A2 (ro) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO137652A2 true RO137652A2 (ro) | 2023-09-29 |
Family
ID=88189539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202200134A RO137652A2 (ro) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO137652A2 (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2026008698A1 (en) | 2024-07-05 | 2026-01-08 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Pretreatment of thermosetting spectacle lens wastes for recycling |
-
2022
- 2022-03-18 RO ROA202200134A patent/RO137652A2/ro unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2026008698A1 (en) | 2024-07-05 | 2026-01-08 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Pretreatment of thermosetting spectacle lens wastes for recycling |
| WO2026007095A1 (en) * | 2024-07-05 | 2026-01-08 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Pretreatment of thermosetting spectacle lens wastes for recycling |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3019609C (en) | Cellulosic composites comprising wood pulp | |
| Ragaert et al. | Upcycling of contaminated post‐industrial polypropylene waste: A design from recycling case study | |
| Nourbakhsh et al. | Effects of particle size and coupling agent concentration on mechanical properties of particulate-filled polymer composites | |
| Horta et al. | Study of wood-plastic composites with reused high density polyethylene and wood sawdust | |
| Titone et al. | Mechanical recycling of new and challenging polymer systems: A brief overview | |
| Sliwa et al. | Mechanical and interfacial properties of wood and bio-based thermoplastic composite | |
| Kajaks et al. | Physical and mechanical properties of composites based on polypropylene and timber industry waste | |
| CN110229417A (zh) | 一种基于人造大理石废渣填料的塑料制品及制备方法 | |
| Gulitah et al. | Effect of plastic content ratio on the mechanical properties of wood-plastic composite (WPC) made from three different recycled plastic and acacia fibres | |
| JP2022067284A (ja) | 複合プラスチック材料 | |
| Alsewailem et al. | Effect of contaminants and processing regime on the mechanical properties and moldability of postconsumer polyethylene terephthalate bottles | |
| Maspoch et al. | Characterisation of filled and recycled PA6 | |
| CN1191874A (zh) | 纤维树脂复合构件组合物及其制造方法 | |
| RO137652A2 (ro) | Compoziţie pe bază de polimer termoplastic şi deşeu cr-39 rezultat de la prelucrarea lentilelor de ochelari | |
| US12152131B2 (en) | Cellulosic composites comprising wood pulp | |
| CN107090155A (zh) | 一种利用印刷电路板非金属粉增强木塑复合材料的方法 | |
| Simon-Stőger et al. | A journey into recycling of waste elastomers via a novel type of compatibilizing additives. | |
| Bledzki et al. | Extrusion and injection moulded microcellular wood fibre reinforced polypropylene composites | |
| KR20220006586A (ko) | 높은 기계적 성능을 갖는 역청 집성체용 첨가제 제조방법 | |
| KR20210096363A (ko) | 경도 및 강도가 우수한 폐플라스틱 재활용 성형물 제조방법 | |
| Pakeyangkoon et al. | Mechanical properties of acrylate-styrene-acrylonitrile/bagasse composites | |
| ALEXANDRESCU et al. | Biodegradable polymeric composite based on recycled polyurethane and rubber wastes: Material for green shoe manufacturing | |
| Ge et al. | The effects of processing parameters and ac foaming agent on the mechanical properties and morphology of foamed wood-polylactic acid (PLA) composites | |
| Stelescu et al. | Studies on the development of new sustainable materials based on recycled low-density polyethylene | |
| WO2023108246A1 (pt) | Processo de obtenção de pellets a partir da reciclagem resíduos têxteis sintéticos e resíduos têxteis naturais para moldagem por injeção |