Multifaceted Evaluation of Changes in Physical Properties of Recycled Plastics by Advanced Recycling Process and Influencing Microstructural Changes (Part 3): Example of Application to Recycled Polypropylene Derived from Automotive Offcuts without Fillers

Význam tématu

Recyklace termoplastických materiálů, zejména polypropylenu (PP) z automobilového průmyslu, je klíčová pro snižování odpadu a podporu oběhového hospodářství. Detailní analýza změn mikrostruktur a mechanických vlastností recyklátů umožňuje optimalizovat procesy recyklace a dosáhnout materiálů srovnatelných s novými plasty.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit efekt nového pokročilého recyklačního procesu na skutečný recyklovaný PP získaný z automobilových odřezků bez plnidel. Studie porovnávala materiály zpracované s využitím tohoto procesu a bez něj.

Použitá metodika a instrumentace

Pro komplexní hodnocení byly použity následující postupy:

• Tenzní testy: AGX-V2 univerzální zkušební stroj s digitálním extenzometrem TRViewX
• Tvrdost (HIT): DUH-210 dynamic ultra micro hardness tester
• Termická analýza: DSC-60 Plus DSC při 10 °C/min v atmosféře dusíku
• Infračervená spektroskopie a obrazová analýza: AIRsight IR/Raman mikroskop a FTIR pro identifikaci cizích částic
• Mapování polymerních struktur: IRXross a AIRsight pro poměr šroubovitých a paralelních struktur

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukázala pokles modulu pružnosti a tvrdosti u vzorků po pokročilém recyklačním procesu. Teplota počátku krystalizace se snížila, což odráží zpoždění krystalizace z důvodu zvýšených polymerních entanglementů. FTIR odhalil přítomnost PE cizího materiálu, který pravděpodobně snižoval tažnost materiálu. Mapování struktury potvrdilo vyšší podíl šroubovitých řetězců u vzorků po pokročilém zpracování, naznačující lepší relaxaci polymerů a vznik mezivrstvových sítí s tie molekulami.

Přínosy a praktické využití metody

Multifaktoriální hodnocení kombinuje mechanické, termické i spektrální metody a poskytuje ucelený pohled na mikrostrukturu recyklátů. Tento přístup umožňuje výrobním i výzkumným laboratořím přesnější kontrolu kvality recyklovaných plastů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření hodnocení na další typy plastů a kompozitních materiálů
• Integrace EDX nebo jiných technik pro analýzu anorganických nečistot
• Optimalizace recyklačních procesů na základě zpětné vazby z multifaktoriálních dat

Závěr

Komplexní metodika zahrnující tenzní testy, mikropevnostní měření, DSC a FTIR je efektivní pro hodnocení reálných recyklovaných PP i v přítomnosti cizích látek. FTIR se osvědčil ve vyhledání a identifikaci nečistot, další vývoj by měl zahrnovat metody pro analýzu anorganických složek.

Reference

1) Present and future of waste plastics: plastic resource circulation in sustainable society, The Japan Institute of Energy, s. 147