_ Revoluționarea materialelor plastice: reciclarea deșeurilor agricole crește performanța și durabilitate

Cercetătorii din Thailanda au fost pionieri în transformarea sticlelor de lapte HDPE reziduale în compozite de înaltă rigiditate, folosind armătura PALF pentru o creștere cu 162% a rezistenței la încovoiere și 204% a modulului. Această reciclare ecologică sporește proprietățile mecanice în timp ce captează carbonul, prezentând o cale promițătoare pentru materialele durabile.

Pentru a îndeplini Obiectivele de dezvoltare durabilă ale ONU prin reducerea producției de noi materiale plastice și utilizarea fibrelor naturale din deșeurile agricole. , această cercetare abordează potențialul reutilizarii sticlelor de lapte din polietilenă de înaltă densitate (HDPE). Scopul este de a crea compozite de înaltă rigiditate, cu temperatură de distorsiune la căldură ridicată (HDT) prin upcycling.

Matricea compozită utilizează polietilenă de înaltă densitate (rHDPE) reciclată, obținută din sticle de lapte uzate, în timp ce Materialele de umplutură de întărire sunt derivate din deșeurile de frunze de ananas, cuprinzând atât fibre (PALF) cât și materiale nefibroase (NFM). Cercetarea este publicată în revista Polymers.

Pentru a pregăti aceste compozite, se folosește un mixer cu două role pentru a amesteca rHDPE cu NFM și PALF, asigurând alinierea optimă a materialelor de umplutură în preimpregnatul rezultat. Ulterior, preimpregnatul este stratificat și comprimat în foi compozite. Încorporarea PALF ca material de umplutură de armare joacă un rol esențial în îmbunătățirea semnificativă a rezistenței la încovoiere și a modulului compozitului rHDPE.

Un rezultat deosebit de remarcabil este observat cu un conținut de PALF de 20% în greutate, ceea ce duce la un o creștere impresionantă de 162% a rezistenței la încovoiere și o creștere remarcabilă de 204% a modulului în comparație cu rHDPE curat.

În timp ce compozitul rHDPE/NFM prezintă, de asemenea, proprietăți mecanice îmbunătățite, deși într-o măsură mai mică decât armătura cu fibre, ambele compozite experimentați o ușoară reducere a rezistenței la impact. În special, adăugarea de NFM sau PALF crește substanțial temperatura de distorsiune termică (HDT), ridicând valorile HDT la aproximativ 84°C și 108°C pentru compozitele rHDPE/NFM și, respectiv, rHDPE/PALF. Acest lucru este în contrast puternic cu HDT de 71°C a rHDPE pur.

În plus, proprietățile generale ale ambelor compozite sunt îmbunătățite în continuare prin îmbunătățirea compatibilității lor prin utilizarea polietilenei modificate cu anhidridă maleică (MAPE). Examinarea suprafețelor de fractură de impact pe ambele compozite dezvăluie o compatibilitate sporită și alinierea clară a materialelor de umplutură NFM și PALF, evidențiind performanța îmbunătățită și respectarea mediului înconjurător ale compozitelor produse din materiale plastice reciclate întărite cu materiale de umplutură de deșeuri din frunze de ananas.

Proprietăți mecanice îmbunătățite. , în special rezistența la deformare la temperaturi normale sau ridicate, sporesc fezabilitatea utilizării produsului cu greutate redusă sau cu un design mai subțire. Acest lucru este crucial pentru aplicații precum piesele auto.

Această cercetare subliniază calea promițătoare de utilizare a materialelor reziduale pentru dezvoltarea durabilă a compozitelor, contribuind la obiectivul mai larg de reducere a impactului asupra mediului în industria materialelor plastice. De asemenea, contribuie la eliminarea carbonului prin sechestrarea carbonului în produsele durabile.

Profesorul asociat Kheng Lim Goh, consilier tehnic al studiului PALF-HDPE, consideră că reciclarea sticlelor de lapte HDPE cu fibre de frunze de ananas este un progres semnificativ. El este încântat că această abordare transformă deșeurile abundente în materiale compozite HDPE de înaltă rigiditate, cu proprietăți mecanice îmbunătățite, fiind promițătoare pentru diverse industrii, inclusiv biomedicală și auto.

Cu toate acestea, pentru a menține un lanț de aprovizionare durabil al PALF pentru producția HDPE de înaltă rigiditate care poate fi aplicată la viteză și la scară, fermierii de ananas trebuie să se pregătească și să se adapteze la efectele schimbărilor climatice, inclusiv precipitații neregulate, temperaturi extreme, secetă, eroziunea solului, buruieni invazive și dăunători durabili.

Atât fermierii, cât și oamenii de știință din culturi ar trebui să utilizeze informațiile din proiecțiile climatice, modelele de culturi și economice și datele empirice de teren pentru a identifica modul în care culturile de ananas pot rezista la uscăciune și la inadecvarea umiditatea solului. De asemenea, trebuie să exploreze opțiuni alternative pentru susținerea producției de ananas pentru a asigura o aprovizionare constantă de PALF pentru fabricarea de materiale compozite HDPE de înaltă rigiditate.

(Fluierul)