مرجع پلیمر در بازار ایران: بازيافت پلي پروپيلن مصرفي در بدنه باتري هاي اسيد سربي با استفاده از ترکيب پايدارکننده هاي گرمايي و کوپليمر اتيلن پروپيلن تازه
استاد راهنما: محمود معصومی
استاد مشاور: روح اله باقري
دانشجوي كارشناسي ارشد: علی بخشی
دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشکده مهندسي شيمي
در این مطالعه آمیزه هایی از پلی پروپیلن تازه و بازیافتی بدنه های باتری های اسید سربی با نسبت های وزنی مختلف توسط اکسترودر تک مارپیچه تهیه شد. اندازه گیری شاخص جریان مذاب (MFI) و شاخص کربونیل برای بررسی میزان تخریب نمونه ها در طی فرآیند اکستروژن مورد مطالعه قرار گرفت، همچنین زمان القاء اکسیداسیونی (OIT) نمونه ها هم مورد بررسی قرار گرفت.
از ارزیابی XRF برای شناسایی ناخالصی های فلزی موجود در پلی پروپیلن بازیافتی استفاده شد. به منظور پایدار سازی آمیزه ها در طی فرآیند اکستروژن و کاهش میزان تخریب پلیمر، از یک پایدارکننده گرمایی فنولی و یک پایدارکننده گرمایی فسفیتی به همراه غیرفعال کننده های فلزی استفاده گردید، همچنین تأثیر غیرفعال کننده های فلزی مختلف هم با این پایدارکننده های گرمایی مورد بررسی قرار گرفت.
از روش طراحی آزمایشات برای تعیین ترکیب بهینه پایدارکننده ها در آمیزه 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه استفاده شد، همچنین تأثیر شرایط فرآیندی از قبیل دور مارپیچ و چیدمان دمایی اکسترودر هم بر این آمیزه مورد مطالعه قرارگرفت. نتایج آزمون MFI و اندازه گیری شاخص کربونیل نشان داد در حالت پایدارنشده افزودن پلی پروپیلن تازه به پلی پروپیلن بازیافتی بهبودی را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن نشان نمی دهد و حتی افزودن مقدار کمی پلی پروپیلن بازیافتی بر پلی پروپیلن تازه تأثیر فاسدکننده ای را دارد. همچنین ترکیب استئارات کلسیم با پایدارکننده های گرمایی تأثیر بیشتری را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن دارد. غیرفعال کننده فلزی تجاری و استئارات روی به همراه ضداکسنده های گرمایی بهبودی را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن نشان ندادند.
همچنین نتایج نشان داد با افزایش دور مارپیج، کاهش اندکی در دمای مذاب نمونه پایدارشده با ترکیب بهینه پایدارکننده ها مشاهده می شود، همچنین با افزایش دور مارپیچ و افزایش چیدمان دمایی اکسترودر میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن افزایش می یابد. دور مارپیچrpm 100 و دمای فرآیندی زیر ?200 شرایط فرآیندی مطلوب برای آمیزه 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه حاوی ترکیبات بهینه پایدارکننده ها می باشد. نتایج مربوط به اندازه گیری شاخص کربونیل نشان داد پایدارسازی نمونه ها، میزان تشکیل گروه های کربونیل را کاهش می دهند.
نتایج طراحی آزمایشها نشان داد که عامل پایدارکننده گرمایی فنولی بیشترین تأثیر را در کاهش میزان تخریب پلیمر در طی فرآیند اکستروژن دارد. نتایج بدست آمده از استحکام ضربه نشان داد استحکام ضربه نمونه شامل ترکیب درصد60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه حاوی ترکیبات بهینه پایدارکننده بسیار نزدیک به استحکام ضربه پلی پروپیلن %100 تازه می باشد، در حالیکه استحکام ضربه همین نمونه در غیاب ترکیبات پایدارکننده مشابه با استحکام ضربه پلی پروپیلن %100 بازیافتی می باشد. همچنین نتایج بدست آمده از آزمون کشش نشان داد نمونه پایدار شده با ترکیب بهینه پایدارکننده ها در مقایسه با نمونه های پایدارنشده، رفتار چقرمه تر و تنش تسلیم بالاتر وکرنش در شکست بالاتری را دارد. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت آمیزه تهیه شده با نسبت 60 به 40 از پلی پروپیلن بازیافتی و تازه به همراه ترکیب بهینه پایدارکننده ها خواص مکانیکی مشابه با پلی پروپیلن تازه از خود نشان می دهد بطوریکه امکان استفاده از آن به جای مواد تازه در ساخت بدنه باتری های اسید سربی و مصارف صنعتی فراهم می گردد.
مقاله چاپ شده در ارتباط با پایان نامه:
