Reciklált PET értéknövelő újrahasznosítása égésgátolt nanokompozitok fejlesztésével
Reciklált PET értéknövelő újrahasznosítása égésgátolt nanokompozitok fejlesztésével
Domján Júlia BSc IV. évf.,
e-mail: domjanjulia@gmail.com
Konzulensek: Dr. Bordácsné Dr. Bocz Katalin, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
e-mail: boczkatalin@gmail.com
Dr. Ronkay Ferenc, Polimertechnikai tanszék
e-mail: ronkay@pt.bme.hu
Egyik legnagyobb mennyiségben gyártott polimer a poli(etilén-tereftalát) (PET), amelyből jelenleg Európában évente mintegy 3,5 millió tonnát, míg Magyarországon évente 70 ezer tonnát dolgoznak fel1. Ezzel az elsők között szerepel a folyékony élelmiszeripari csomagolások piacán. A PET palackok – jellemzően rövid életciklusuk miatt – azonban a felhalmozódó műanyag hulladék jelentős hányadát is uralják. A fenntartható fejlődésre törekvés érdekében kiemelt feladattá válik, hogy a belőlük előállított használati cikkek gazdaságos újrahasznosításáról gondoskodjunk, a területen újabb és újabb műszaki megoldások, technológiák után folyik a kutatás.
A PET-ot kedvelt tulajdonságai (mechanikai szilárdság, mérettartás, kis vízfelvétel stb.) alapján műszaki poliészternek tekintjük. A hulladék PET megfelelő minőségű termékké történő újrafeldolgozását azonban számos paraméter hátráltatja, többek között a technológia alkalmazása során a termikus- és nyírási igénybevétel, amely a polimer degradációjához vezet. A legnagyobb problémát a legyártott termékek ridegsége és törékenysége jelenti. Az Európai Unió környezetvédelemmel és biztonságtechnikával kapcsolatos szigorú rendelkezései alapján ma már számos műszaki alkalmazási területen alapkövetelmény a műanyagok csökkentett éghetősége, esetleg teljes égésgátoltsága is, amely újabb kihívás elé állítja a fejlesztőket.
TDK munkám célja ezért a válogatott és tisztított PET darálék különböző kísérleti módszerekkel történő éghetőségi, mechanikai, termikus és morfológiai vizsgálata és ezek alapján egy optimális összetételű égésgátolt, esztétikus és értéknövelt reciklált PET nanokompozit kifejlesztése és jellemzése volt. Ennek érdekében részletes irodalomkutatást végeztem, ami alapján konzulensemmel összeállítottunk egy kísérlettervet. A kísérleti munka első körében az originális PET granulátumhoz hozzáadott halogénmentes, foszfortartalmú adalékok égésgátló hatékonyságát vetettem össze. A lehető legjobb mechanikai tulajdonságok elérése érdekében a PET lapokat minimális – mindössze 5 % – égésgátló tartalommal, extrudálással és fröccsöntéssel gyártottam le különböző szinergisták hozzáadásával, referenciaként pedig égésgátló nélküli mintákat is készítettem. Az így kapott próbatestek széleskörű analízisét elvégeztem, majd a legjobb éghetőségi kategóriába történő besorolás alapján leszűkítettem a hozzáadott nanoadalékok körét. Az égésgátló hatékonyság mellett természetesen a feldolgozhatóságot és a mechanikai tulajdonságokat is figyelembe kellett vennem, ennek megfelelően választottam ki a legjobb szinergistát, majd harmadik körben a nanokompozit összetétel-optimalizálását hajtottam végre. A legutolsó kísérletsorozathoz pedig már reciklált PET darálékot használtam fel a végső termék esztétikájához szükséges fekete színezék hozzáadása mellett.
Bízom benne, hogy a kutatásom során kifejlesztett nanokompozit előnyös tulajdonságai révén a jelen és a jövő műanyaghulladék-gazdálkodási problémáira megoldást kínáló, értékes műszaki alapanyaggá válhat.
Irodalom:
1. Buzási, Lné: Műanyag-feldolgozás Magyarországon 2012-ben. Műanyag és Gumi, 50/7, 241-249 (2013)
