Mekaanisen kierrätyksen vaikutus HDPE:n prosessoitavuuteen
Björkqvist, Isabella (2019)
Björkqvist, Isabella
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905067893
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905067893
Tiivistelmä
Opinnäytetyö on tehty Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n Materiaalien prosessointi ja kiertotalouden ratkaisut -tutkimusryhmässä Tampereella. Työ liittyy läheisesti VTT:n vuonna 2019 toteuttamaan investointiin, jonka tarkoituksena on parantaa Tampereella sijaitsevan polymeeri-pilot-tutkimusympäristön laitekantaa. Investoinnilla pyritään lisäämään erityisesti muovin mekaanisen kierrätyksen sekä siihen liittyvien kemiallisten prosessien kehittämisen tutkimusvalmiutta.
Opinnäytetyön tavoitteena oli eri menetelmin etsiä mekaanisen kierrätyksen vaikutusta kierrätettyjen muovipullojen korkeatiheyksisen polyeteenin (HDPE) prosessoitavuuteen, joka on oleellinen tieto polyeteenin kierrätyksen tehostamisen kannalta. HDPE on yksi muoviteollisuudessa yleisimmin käytetyistä muovilaaduista, ja lisäksi polyeteenin (PE) kemialliset ominaisuudet mahdollistavat mm. reaktiivisen ekstruusion avulla tehtäviä polymeeriketjujen muokkauksia. Nämä seikat tekevät HDPE:n erityisen kiinnostavaksi VTT:n uudistetun tutkimusinfran käytön kannalta.
Tässä opinnäytetyössä mekaanisen kierrätyksen vaikutuksia tutkittiin differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä, sulaindeksilaitteella sekä kapillaarireometrillä. Tutkittavat HDPE-pullot rouhittiin, pestiin, kuivattiin sekä lopuksi ekstrudoitiin ja granuloitiin seitsemässä peräkkäisessä syklissä mekaanista kierrätysprosessia simuloiden. Näytteet analysoitiin ja tuloksia verrattiin ennen simuloitua kierrätystä otettujen näytteiden tuloksiin.
Sulaindeksin mukaan HDPE:n viskositeetti kasvaa kierrätyskertojen myötä, ja myös kapillarireometrillä tehdyt tutkimukset vahvistivat tätä tietoa. Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä tehtyjen hapetuksen kestävyystestien mukaan HDPE voi kestää noin kymmenen kierrätyskertaa ilman stabilointiaineiden lisäämistä.
Saadut tulokset palvelevat VTT:tä uusien tutkimuslaitteiden ominaisuuksien tarkemmassa määrittelyssä sekä tulevan tutkimustyön aloittamisessa. Opinnäytetyö vahvistaa ja täydentää kirjallisuudesta saatavia tietoja VTT:n tarvitsemalla tavalla.
Opinnäytetyön tavoitteena oli eri menetelmin etsiä mekaanisen kierrätyksen vaikutusta kierrätettyjen muovipullojen korkeatiheyksisen polyeteenin (HDPE) prosessoitavuuteen, joka on oleellinen tieto polyeteenin kierrätyksen tehostamisen kannalta. HDPE on yksi muoviteollisuudessa yleisimmin käytetyistä muovilaaduista, ja lisäksi polyeteenin (PE) kemialliset ominaisuudet mahdollistavat mm. reaktiivisen ekstruusion avulla tehtäviä polymeeriketjujen muokkauksia. Nämä seikat tekevät HDPE:n erityisen kiinnostavaksi VTT:n uudistetun tutkimusinfran käytön kannalta.
Tässä opinnäytetyössä mekaanisen kierrätyksen vaikutuksia tutkittiin differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä, sulaindeksilaitteella sekä kapillaarireometrillä. Tutkittavat HDPE-pullot rouhittiin, pestiin, kuivattiin sekä lopuksi ekstrudoitiin ja granuloitiin seitsemässä peräkkäisessä syklissä mekaanista kierrätysprosessia simuloiden. Näytteet analysoitiin ja tuloksia verrattiin ennen simuloitua kierrätystä otettujen näytteiden tuloksiin.
Sulaindeksin mukaan HDPE:n viskositeetti kasvaa kierrätyskertojen myötä, ja myös kapillarireometrillä tehdyt tutkimukset vahvistivat tätä tietoa. Differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrillä tehtyjen hapetuksen kestävyystestien mukaan HDPE voi kestää noin kymmenen kierrätyskertaa ilman stabilointiaineiden lisäämistä.
Saadut tulokset palvelevat VTT:tä uusien tutkimuslaitteiden ominaisuuksien tarkemmassa määrittelyssä sekä tulevan tutkimustyön aloittamisessa. Opinnäytetyö vahvistaa ja täydentää kirjallisuudesta saatavia tietoja VTT:n tarvitsemalla tavalla.