پلاستیک های بازیافتی در تولید لوله
بازیافت زبالههای پلاستیکی یک موضوع مهم در زمینه بازیافت قطعات پلیمری محسوب میشود. اگر چه پلاستیک های بازیافت شده تمامی خواص ماده پلیمری اولیه را حفظ نخواهند کرد اما با استفاده از دستگاه فرآوری مناسب و مواد افزودنی مختلف می‌توان این خواص را تا حد قابل قبولی بهبود بخشید. به‌عنوان مثال آنتی اکسیدان‌ها می‌توانند سبب توقف یا کاهش از بین رفتن خواص مکانیکی ناشی از تخریب ترمومکانیکی (ThermoMechanical Degradation) در طول فرآیند شوند. همچنین پرکننده‌ها و اصلاح‌کننده‌ها به‌نوبه‌خود می‌توانند، برخی از خصوصیات مانند مدول یا مقاومت ضربه‌ای را بهبود بخشند. این مواد بازیافتی پس از طی مراحل فرآوری، قابل استفاده مجدد برای بسیاری از کاربردها مانند تولید لوله، ورق، ترموفرمینگ، قطعات خودرو و... خواهندبود. ما در این مقاله قصد داریم به بررسی کاربرد مواد پلاستیک های بازیافتی در تولید لوله بپردازیم.
استفاده از پلاستیک های بازیافتی در تولید لولهپلی اتیلن بازیافتی | rPE
طبق تحقیقات انجام شده توسط دینچوا و همکارانش، بازیافت پلی اتیلن حاصل از ضایعات بسته‌بندی‌های پلاستیکی، به‌منظور درک تأثیر دستگاه بازیافت پلاستیک و شرایط آن بر روی خواص مواد بازیافت شده، مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، تأثیر مواد افزودنی مانند آنتی اکسیدان‌ها، پرکننده‌ها و اصلاح‌کننده‌ها بر روی خواص مکانیکی و فرآیندپذیری این پلیمر بررسی شد.سپس خواص بهترین ترکیب به‌دست آمده از آزمایش، با ویژگی‌های مکانیکی و فرآیندپذیری پلی اتیلن خالص گرید لوله، مقایسه شد. در نهایت به این نتیجه رسیدند که (RPE (Recycled PE یا پلی اتیلن بازیافتی حاصل از ضایعات بسته‌بندی‌های پلاستیکی می‌تواند برای تولید لوله فشار ضعیف مورد استفاده قرار گیرد.همچنین طی تحقیقاتی ثابت شد که استفاده از ترکیب پلی اتیلن بازیافتی و پلیمر پلی پروپیلن غیربازیافتی (PP/rPET) برای تولید صنعتی لوله می‌تواند بسیار سودمند و مفید واقع شود. این ترکیب مقاومت خمشی را به‌طور قابل توجهی بهبود بخشیده و خواص و استحکام ضربه‌ای را به‌خطر نمی‌اندازد.
پلی اتیلن پرچگال یا HDPE بازیافتی
سال‌ها است که صنعت لوله‌های پلاستیکی از HDPE بازیافتی برای تولید لوله استفاده می‌کند. لوله‌های مورد استفاده در زمین‌های زراعی و لوله‌های زیرزمینی دیگر می‌توانند از ۴۰ درصد رزین بازیافتی HDPE ساخته شوند.
استفاده از بطری‌های بازیافتی برای لوله‌های کشاورزی
از بطری‌های دور انداخته شده برای تولید بسته‌بندی و بطری‌های جدید می‌توان استفاده کرد اما کاربرد این بطری‌های قدیمی برای ساخت لوله از اهمیت بیشتری برخوردار است. به همین دلیل در صنعت کشاورزی، برای ساخت لوله‌های انتقال آب اضافی، از بطری‌های شیر یا بطری‌های مواد شوینده بازیافتی استفاده می‌کنند. این لوله‌های پلی اتیلنی بازیافتی از تبیخر و نفوذ آب در خاک جلوگیری می‌کند و سبب بهبود تولید محصولات کشاورزی میشود.
کاربرد محصولات وینیلی بازیافتی در تولید لوله
بطری‌های وینیلی بازیافتی
برای این منظور آقای جیمز سامرز و همکارانش تحقیقاتی انجام دادند. در این تحقیق بطری‌های دور ریخته شده در سطح شهر را جمعآوری کردند.سپس بطری‌ها به‌صورت دستی جدا شدند تا فقط بطری‌هایی را که حاوی ترکیبات وینیل بودند کنار بگذارند. روی این بطری‌های جمعآوری شده، عمل جداسازی انجام دادند و آن‌ها را به روش‌های خاصی تمیز کردند.سپس تراشه‌های حاصل از این بطری‌های بازیافتی، شسته و خشک شدند. آن‌ها متوجه شدند افزایش میزان استفاده از بطری‌های بازیافتی در ترکیب لوله، استحکام کششی و مدول را کاهش می‌دهد.علت این امر به‌دلیل ساخت بطری‌ها با وینیل با وزن مولکولی پایین می‌باشد.بنابراین درصد بالای استفاده از مواد بازیافتی در این ترکیب استاندارها و خواص مورد نیاز را برآورده نمی‌کند. اما مشاهده شد که درصورت استفاده از ۳۰ درصد محتویات بازیافتی در ترکیب لوله، می‌توان خواص منحصربه‌فردی ارائه کرد.همچنین داده‌های حاصل از خواص فیزیکی و مکانیکی نشان داد که ترکیب لوله ساخته شده از بطری‌های وینیلی زبالههای شهری، بهطورکلی دارای خواص مناسبی برای برخی از کاربردهای لوله می‌باشد.
بطری‌های دور ریخته شده وینیلی برای لوله و اتصالات شهری
خواص لوله‌های ساخته شده با این پلاستیک های بازیافتی کاملا قابل مقایسه با لوله‌های ساخته شده با مواد خالص غیربازیافتی بود. در تحقیقات آقای سامرز و همکارانش، مشاهده شد که با افزایش میزان استفاده از این پلاستیک های بازیافتی مدول کاهش پیدا می‌کند. این امر به‌دلیل وجود مقادیری از اصلاح‌کننده‌های ضربه و رزین‌های وینیلی با وزن مولکولی کم، در بطری‌های پلاستیکی جمعآوری شده، اتفاق می‌افتد. همچنین اگر تمام لوله از مواد بازیافتی ساخته شود خواص و استانداردهای لازم برای ساخت لوله کارآمد به‌دست نمی‌آید. بنابراین وجود مواد خالص هم از اهمیت زیادی برخوردار است. از طرفی به‌منظور دستیابی به مقاومت خمشی مورد نیاز بهتر است که لوله تماماً از مواد خالص ساخته نشود.
ضایعات سایدینگ
سایدینگ درواقع به پوشش‌هایی گفته میشود که روی دیوارهای اطراف ساختمان‌ها قرار می‌گیرد و معمولا از پی وی سی سخت (Rigid PVC) ساخته می‌شوند. طبق آزمایش انجاد داده شده توسط جیمز سامِرز و همکارانش سایدینگ‌های وینیلی جمعآوری شده از سطح شهر ابتدا جداسازی و پاک‌سازی می‌شوند. سپس تراشه‌های حاصل از این پلاستیک بازیافتی به‌میزان ۲۰ درصد با پودر خالص لوله مخلوط میشود. آن‌ها متوجه شدند که خواص به‌دست آمده با ۲۰ درصد سایدینگ بازیافتی برای تولید لوله مناسب است. با این وجود به‌دلیل استفاده از اصلاح‌کننده‌های ضربه در سایدینگ‌های ساخته شده با ترکیبات وینیلی، افزایش میزان استفاده از پلاستیک بازیافتی سایدینگ تا ۵۰ الی ۱۰۰ درصد، سبب کم‌تر‌شدن مدول و مقاومت کششی از حد استاندارد تعیین شده برای لوله میشود.
سیم و کابل‌های وینیلی بازیافت شده
برای این منظور سیم و کابل‌های حاصل از زبالههای ساختمانی را جمعآوری کرده و برای عملیات خردکردن آماده می‌کنند. عملیات خردکردن فرآیندی است که به‌منظور خردکردن و جداسازی عایق پلاستیکی از سیم مسی انجام میشود. پس از آن وینیل موجود توسط فرآیندهای مشخص جداسازی و پاک‌سازی میشود. درنهایت سیم وینیلی و کابل بازیافت شده به‌میزان ۵ تا ۲۰ درصد برای ترکیب با پودر خالص لوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. خواص فیزیکی حاصل نشان می‌دهد که لوله ساخته شده از ترکیب سیم و کابل بازیافتی بهطورکلی دارای خواص مناسبی برای برخی از کاربردهای لوله است.
نتیجه
لوله‌های تولید شده با استفاده از پلاستیک های بازیافتی ی‌توانند استانداردهای لوله تولید شده توسط پلیمر غیربازیافتی را داشته باشند.
همچنین بازیافت مواد پلاستیکی و پلاستیک های بازیافتی یکی از بهترین راه‌ها برای کاهش مشکلات پلاستیک‌ها و زبالههای شهری است.
از طرفی با بررسی آزمایشات و مقایسات انجام شده، مشاهده شد. محصولات بازیافت شده خواص نسبتاً مناسبی را برای تولید لوله یا کاربردهای مختلف دیگر ارائه می‌دهند. همچنین مشاهده کردیم که وینیل موجود در زبالههای شهری می‌تواند بازیافت شود.
برای برخی از کاربردهای لوله مانند لوله و اتصالات شهری با خواص و ظاهر مناسب مورد استفاده قرار گیرد. علاوه براین سیم و کابل‌های وینیلی می‌توانند در تولید لوله تخلیه با ظاهر و خواص خوب، بازیافت شوند.
نوشته: فاطمه ارشادی
