Name: the effect of construction and demolition waste plastic fractions on wood-polymer composite properties
Uploaded: 2020-06-07T13:00:00
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Gli autori riconoscono il sostegno della piattaforma di ricerca LUT RESOURCE (Resource efficient production processes and value chains) coordinata dall'Università LUT e dal progetto Life IP on waste - Verso un'economia circolare in Finlandia (LIFE-IP CIRCWASTE-FINLAND) (LIFE 15 IPE FI 004). I finanziamenti per il progetto sono stati ricevuti dal programma, dalle aziende e dalle città dell'UE Life Integrated.

1. Identificazione e pre-trattamento
<ol><li>Identificare i polimeri in plastica con lo strumento di spettroscopia portatile a quasi infrarosso (NIR) nella gamma spettrale di 1600-2400 nm. Contattare il polimero con lo strumento spettroscopia e determinare il polimero mediante la riflettanza misurata.<ol>
<li>In base alla curva di identificazione della spettroscopia, analizzare i risultati dell'identificazione dallo schermo in laboratorio.</li>
	</ol>
</li>
	<li>In base al risultato dell'identificazione, ordinare i mat...

<ol>
	<li>The World Bank. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+a+Waste+2.0:+A+Global+Snapshot+of+Solid+Waste+Management+to+2050.">What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050.</a> International Bank for Reconstruction and Development/The World Bank. , (2018).</li><li>Llatas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+quantifying+construction+waste+in+projects+according+to+the+European+waste+list.">A model for quantifying construction waste in projects according to the European waste list.</a> Waste Management. 31, 1261-1276 (2011).</li><li>Waste streams, Construction and Demolition Waste (CDW). European Commission (EC) Available from: <a target="_blank" href="https://ec.europa.eu/environment/waste/construction_demolition.htm">https://ec.europa.eu/environment/waste/construction_demolition.htm</a> (2019)</li><li>Plastics - the Facts 2018. PlasticsEurope Available from: <a target="_blank" href="https://www.plasticseurope.org/application/files/6315/4510/9658/Plastics_the_facts_2018_AF_web.pdf">https://www.plasticseurope.org/application/files/6315/4510/9658/Plastics_the_facts_2018_AF_web.pdf</a> (2018)</li><li>European Commission (EC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Communication+from+the+Commission+to+the+European+Parliament,+the+Council+the+European+Economic+and+Social+Committee+and+the+committee+and+the+Committee+of+the+Regions,+COM.">Communication from the Commission to the European Parliament, the Council the European Economic and Social Committee and the committee and the Committee of the Regions, COM.</a> European Commission (EC). , (2015).</li><li>Directive 2008/98/EC. European Union (EU) Available from: <a target="_blank" href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32008L0098&amp;from=EN">https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32008L0098&amp;from=EN</a> (2008)</li><li>Anugwom, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lignin+as+a+functional+additive+in+a+biocomposite:+Influence+on+mechanical+properties+of+polylactic+acid+composites.">Lignin as a functional additive in a biocomposite: Influence on mechanical properties of polylactic acid composites.</a> Industrial Crops &amp; Products. 140, 111704 (2019).</li><li>Sommerhuber, P. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+cycle+assessment+of+wood-plastic+composites:+Analysing+alternative+materials+and+identifying+an+environmental+sound+end-of-life+option.">Life cycle assessment of wood-plastic composites: Analysing alternative materials and identifying an environmental sound end-of-life option.</a> Resources, Conservation and Recycling. 117, 235-248 (2017).</li><li>Hyv&#228;rinen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+the+use+of+construction+and+demolition+waste+on+the+mechanical+and+moisture+properties+of+a+wood-plastic+composite.">The effect of the use of construction and demolition waste on the mechanical and moisture properties of a wood-plastic composite.</a> Composites Structures. 210, 321-326 (2019).</li><li>Liikanen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+and+demolition+waste+as+a+raw+material+for+wood+polymer+composites+-+Assessment+of+environmental+impacts.">Construction and demolition waste as a raw material for wood polymer composites - Assessment of environmental impacts.</a> Journal of Cleaner Production. 225, 716-727 (2019).</li><li>V&#228;ntsi, O., K&#228;rki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+assessment+of+recycled+mineral+wool+and+polypropylene+utilized+in+wood+polymer+composites.">Environmental assessment of recycled mineral wool and polypropylene utilized in wood polymer composites.</a> Resources, Conservation and Recycling. 104, 38-48 (2015).</li><li>Geyer, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production,+use+and+fate+of+all+plastics+ever+made.">Production, use and fate of all plastics ever made.</a> Science Advances. 3, 1-5 (2017).</li><li>Global Plastic Recycling Market: Snapshot. Transparency Market Research Available from: <a target="_blank" href="https://www.transparencymarketresearch.com/plastic-recycling-market.html">https://www.transparencymarketresearch.com/plastic-recycling-market.html</a> (2018)</li><li>Turku, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durability+of+wood+plastic+composites+manufactured+from+recycled+plastic.">Durability of wood plastic composites manufactured from recycled plastic.</a> Heliyon. 4, (2018).</li><li>Turku, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+wood+plastic+composites+manufactured+from+recycled+plastic+blends.">Characterization of wood plastic composites manufactured from recycled plastic blends.</a> Composite Structures. 161, 469-476 (2017).</li><li>National Standards Authority of Ireland. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CEN+-+EN+15534-1:2014+++A1:2017,+Composites+made+from+cellulose-based+materials+and+thermoplastics+(usually+called+wood-polymer+composites+(WPC)+or+natural+fibre+composites+(NFC))+-+Part+1:+Test+methods+for+characterisation+of+compounds+and+products.">CEN - EN 15534-1:2014 + A1:2017, Composites made from cellulose-based materials and thermoplastics (usually called wood-polymer composites (WPC) or natural fibre composites (NFC)) - Part 1: Test methods for characterisation of compounds and products.</a> National Standards Authority of Ireland. , (2014).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EN+310:1993,+Wood-based+panels+-+Determination+of+modulus+of+elasticity+in+bending+and+of+bending+strength.">EN 310:1993, Wood-based panels - Determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength.</a> International Organization for Standardization. , (1993).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EN+ISO+527+2,+Plastics+-+Determination+of+tensile+properties+-+Part+2:+Test+conditions+for+moulding+and+extrusion+plastics.">EN ISO 527 2, Plastics - Determination of tensile properties - Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics.</a> International Organization for Standardization. , (2012).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EN+ISO+179-1,+Plastics+-+Determination+of+Charpy+impact+properties+-+Part+1:+Non-instrumented+impact+test.">EN ISO 179-1, Plastics - Determination of Charpy impact properties - Part 1: Non-instrumented impact test.</a> International Organization for Standardization. , (2010).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EN+ISO+291,+Plastics+-+Standard+atmospheres+for+conditioning+and+testing.">EN ISO 291, Plastics - Standard atmospheres for conditioning and testing.</a> International Organization for Standardization. , (2008).</li><li>Klyosov, A. A., Klyosov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composition+of+Wood-Plastic+Composite+Deck+Boards:+Thermoplastic.">Composition of Wood-Plastic Composite Deck Boards: Thermoplastic.</a> Wood-plastic composites. , 50-74 (2007).</li><li>Martikka, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+durability+of+wood-mixed+waste+plastic+composites+with+compatibilizers.">Improving durability of wood-mixed waste plastic composites with compatibilizers.</a> IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 490, 1-9 (2019).</li><li>Martikka, O., K&#228;rki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promoting+recycling+of+mixed+waste+polymers+in+wood-polymer+composites+using+compatibilizers.">Promoting recycling of mixed waste polymers in wood-polymer composites using compatibilizers.</a> Recycling. 4, (2019).</li><li>Keener, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maleated+coupling+agents+for+natural+fibre+composites.">Maleated coupling agents for natural fibre composites.</a> Composites: Part A. 35, 357-362 (2004).</li><li>Sain, M., Pervaiz, M., Oksman Niska, K., Sain, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+wood-polymer+composites.">Mechanical properties of wood-polymer composites.</a> Wood-polymer composites. , 101-117 (2008).</li><li>Rocha, D. B., Rosa, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+effect+of+starch+coated+fibers+for+recycled+polymer/wood+composites.">Coupling effect of starch coated fibers for recycled polymer/wood composites.</a> Composites: Part B. 172, 1-8 (2019).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EN+ISO+178:2010,+Plastics+-+Determination+of+flexural+properties.">EN ISO 178:2010, Plastics - Determination of flexural properties.</a> International Organization for Standardization. , (2010).</li><li>Klyosov, A. A., Klyosov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexural+Strength+(MOR)+and+Flexural+Modulus+(MOE)+of+Composite+Materials+and+Profiles.">Flexural Strength (MOR) and Flexural Modulus (MOE) of Composite Materials and Profiles.</a> Wood-plastic composites. , 225-318 (2007).</li></ol>

Le proprietà meccaniche di WPC svolgono un ruolo importante nel decidere l'idoneità di questi prodotti in varie applicazioni. WPC è costituito da tre ingredienti principali: plastica, legno e additivi. Le proprietà meccaniche dei compositi a base di fibre dipendono dalla lunghezza della fibra utilizzata, dove "lunghezza critica della fibra" è il termine utilizzato per indicare un rinforzosufficiente 25. Oltre alle proprietà degli ingredienti, la qualità delle materie prime è il fattore imp...

La produzione globale di rifiuti è cresciuta in modo significativo nel corso della storia e si prevede che aumenterà di decine di percentuali in futuro, a meno che non si zioniun'azione 1. In particolare, i paesi ad alto reddito hanno generato più di un terzo dei rifiuti mondiali, sebbene essi rappresentano solo il 16% della popolazione mondiale1. Il settore delle costruzioni è un produttore significativo di questi rifiuti a causa della rapida urbanizzazione e della crescita della popolazione. Secondo le stime, circa un terzo dei rifiuti solidi globali è costituito da progetti di costruzione e demolizione; tuttavia, i valori esatti provenienti da aree diverse sonomancanti 2. Nell'Unione europea (UE), la quantità di rifiuti da costruzione e demolizione (CDW) è di circa il 25%-30% della produzione totale dirifiuti 3e comprende materie prime secondarie preziose e significative, come la plastica. Senza la raccolta e la gestione organizzate, la plastica può contaminare e influenzare negativamente gli ecosistemi. Nel 2016 sono state generate 242 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica nel mondo1. La quota di plastica riciclata in Europa era solo del 31,1%4.
La scarsità di risorse ha creato la necessità di cambiare le pratiche verso un'economia circolare, in cui gli obiettivi sono di utilizzare i rifiuti come fonte di risorse secondarie e recuperare i rifiuti per il riutilizzo. La crescita economica e l'impatto ambientale minimizzato saranno creati dall'economia circolare, che è un concetto popolare in Europa. La Commissione europea ha adottato un piano d'azione dell'Unione europea per un'economia circolare, che ha fissato obiettivi e indicatori per icontributi 5.
Norme e leggi ambientali più severe stanno contribuendo al settore delle costruzioni che si sta ade utilizzando maggiori sforzi nella gestione dei rifiuti e nelle questioni relative al riciclaggio dei materiali. Ad esempio, l'Unione europea (UE) ha fissato obiettivi per il recupero dei materiali. A partire dal 2020, il tasso di recupero materiale di CDW non pericolosi dovrebbe essere del 70%6. La composizione della CDW può variare ampiamente da una posizione geografica all'altra, ma è possibile identificare alcune caratteristiche comuni, tra cui, ad esempio, la plastica che è una materia prima potenziale e preziosa per i compositi del polimero di legno. Il riutilizzo della plastica è un passo concreto verso un'economia circolare in cui i polimeri in plastica vergine vengono sostituiti da polimeri riciclati.
I materiali compositi sono un sistema multi-fase, costituito da un materiale a matrice e da una fase di rinforzo. Il composito polimero di legno (WPC) contiene tipicamente polimeri come matrice, materiali legnosi come rinforzo e additivi per migliorare l'adesione, come agenti di accoppiamento e lubrificanti. Il WPC può essere conosciuto come un materiale rispettoso dell'ambiente perché la materia prima può essere fonte da materiali rinnovabili, come l'acido polilattico (PLA) e il legno. Secondo l'ultima innovazione7, gli additivi di WPC possono essere basati su fonti rinnovabili. Inoltre, la fonte della materia prima può essere riciclata (non vergine), che è un'alternativa ecologicamente e tecnicamente superiore8. Ad esempio, i ricercatori hanno studiato il WPC estruso che contiene CDW e hanno scoperto che le proprietà dei compositi basati su CDW erano a un livelloaccettabile 9. Anche l'utilizzo di materie prime riciclate come componente per il WPC è accettabile dal punto di vista ambientale, come dimostrato da diverse valutazioni. Nel complesso, è stato dimostrato che l'utilizzo di CDW nella produzione di WPC può diminuire le influenze ambientali della gestione CDW10. Inoltre, è stato scoperto che l'utilizzo di plastica riciclata in polipropilene (PP) in WPC ha il potenziale per ridurre il riscaldamento globale11.
La quantità di polimeri riciclati disponibili aumenterà in futuro. La produzione globale di plastica è aumentata in media di circa il 9% rispetto all'anno, e si prevede che questo incremento continuerà neiprossimi 12. I tipi di polimero plastico più generali sono, tra l'altro, il polipropilene (PP) e il polietilene (PE). Le quote della domanda totale di PE e PP sono state rispettivamente del 29,8% e del 19,3%, in Europa nel 20174. Il mercato globale del riciclo della plastica dovrebbe crescere a un tasso di crescita annuo del 5,6% nel periodo 2018-202613. Una delle principali applicazioni in cui viene utilizzata la plastica è la costruzione e la costruzione. Ad esempio, quasi il 20% della domanda totale di plastica europea è stata associata alle applicazioni edilizie e edilizie4. Da un punto di vista economico, l'uso di polimeri riciclati nella produzione WPC è un'alternativa interessante, che porta alla produzione di materiali a basso costo. Ricerche precedenti hanno dimostrato che gli effetti fisici hanno un'influenza più forte sui materiali estrusi realizzati in plastica secondaria rispetto al materiale vergine corrispondente, ma le proprietà dipendono dalla fonte plastica14. Tuttavia, l'uso di plastica riciclata diminuisce la forza di WPC a causa della minore compatibilità15. La variazione tra le strutture dei polimeri plastici causa preoccupazioni per il riuso e il riciclaggio, che contribuiscono all'importanza dello smistamento della plastica basato sul polimero.
Questo studio intende valutare l'utilizzo del materiale plastico da CDW come materia prima per WPC. Le frazioni polimere valutate nello studio sono acrilonitrile butadiene styrene (ABS), polipropilene (PP) e polietilene (PE). Queste sono note come frazioni di plastica universali all'interno di CDW. Le frazioni polimere sono trattate con processi di produzione generali, come l'agglomerazione e l'estrusione, e vengono testate con test di proprietà meccanica universali. L'obiettivo primario dello studio è quello di scoprire come le proprietà del WPC cambierebbe se i polimeri riciclati fossero utilizzati come materia prima in matrice invece che come polimeri vergini primari.
Sulla base del centro di gestione dei rifiuti (locale) (Etel-Karjalan J'tihuolto Oy), è stato mostrato come viene immagazzinato cdW ricco di plastica. È stato dimostrato che è inclusa una grande quantità di materiale plastico e sono stati mostrati alcuni esempi di polimeri plastici CDW. I ricercatori hanno raccolto i polimeri più adatti per un'ulteriore elaborazione, come ABS, PP e PE. I polimeri desiderati (PE, PP, ABS) sono stati identificati mediante spettroscopia portatile vicino all'infrarosso (NIR). Sono stati presentati esempi di prodotti WPC in cui i materiali plastici raccolti potevano essere utilizzati come materia prima. La definizione del composito e i suoi vantaggi sono stati spiegati.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agglomeration</td>
			<td>Plasmec</td>
			<td>TRL100/FV/W</td>
			<td>apparatus of turbomixer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agglomeration</td>
			<td>Plasmec</td>
			<td>RFV 200</td>
			<td>apparatus of cooler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CNC router</td>
			<td>Recontech</td>
			<td>F2 - 1325 C</td>
			<td>CNC machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Condition chamber</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>HPP260</td>
			<td>constant climate chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coupling agent</td>
			<td>DuPont</td>
			<td>Fusabond E226</td>
			<td>commercial coupling agent additive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crusher 1 (crusher/shredder )</td>
			<td>Untha</td>
			<td>Untha LR 630</td>
			<td>10-20 mm sieve</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crusher 2 (low-speed crusher)</td>
			<td>Shini</td>
			<td>Shini SG-1635N-CE</td>
			<td>5 mm sieve, granulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extruder</td>
			<td>Weber</td>
			<td>Weber CE 7.2</td>
			<td>conical counter-rotating twin-screw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubricant</td>
			<td>Struktol</td>
			<td>TPW 113</td>
			<td>commercial lubricant additive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIR spectroscopy</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Thermo Scientific microPHAZIR PC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recycled material ABS from CDW</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recycled material PE from CDW</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recycled material PP from CDW</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sliding table saw</td>
			<td>Altendorf</td>
			<td>F-90</td>
			<td>circular saw/sliding table saw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testing apparatus</td>
			<td>Zwick</td>
			<td>5102</td>
			<td>impact tester</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testing machine</td>
			<td>Zwick Roell</td>
			<td>Z020</td>
			<td>allround-line materials testing machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wood flour (Spruce) material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WPC example material</td>
			<td>UPM Profi</td>
			<td></td>
			<td>Decking board</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the effect of construction and demolition waste plastic fractions on wood-polymer composite properties

I rifiuti da costruzione e demolizione (CDW), compresi i materiali preziosi come la plastica, hanno una notevole influenza sul settore dei rifiuti. Affinché i materiali plastici possano essere nuovamente utilizzati, devono essere identificati e separati in base alla loro composizione polimerica. In questo studio, l'identificazione di questi materiali è stata eseguita utilizzando la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIR), che ha identificato il materiale in base alle loro proprietà fisico-chimiche. I vantaggi del metodo NIR sono un basso impatto ambientale e una misurazione rapida (entro pochi secondi) nell'intervallo spettrale di 1600-2400 nm senza una speciale preparazione del campione. Le limitazioni includono la sua incapacità di analizzare i materiali scuri. I polimeri identificati sono stati utilizzati come componente per il composito del polimero di legno (WPC) costituito da una matrice polimerica, riempitivi a basso costo e additivi. I componenti sono stati prima composti con un apparato di agglomerazione, seguito dalla produzione da estrusione. Nel processo di agglomerazione, l'obiettivo era quello di composto tutti i materiali per produrre materiali distribuiti uniformemente e granulati come pellet. Durante il processo di agglomerazione, il polimero (matrice) è stato fuso e riempitivi e altri additivi sono stati poi mescolati nel polimero fuso, essendo pronti per il processo di estrusione. Nel metodo di estrusione, le forze di calore e taglio sono state applicate a un materiale all'interno della canna di un estrusore di tipo a doppia vite conica, che riduce il rischio di bruciare i materiali e la miscelazione di taglio inferiore. La miscela riscaldata e tosata è stata poi trasmessa attraverso un da dito per dare al prodotto la forma desiderata. Il protocollo sopra descritto ha dimostrato il potenziale di ri-utilizzo dei materiali CDW. Le proprietà funzionali devono essere verificate in base ai test standardizzati, come i test di flessione, tensione e resistenza all'impatto del materiale.

Per studiare l'effetto del polimero plastico CDW sulle proprietà meccaniche del WPC, sono stati studiati tre diversi tipi di polimeri come matrice. La tabella 1 presenta la composizione dei materiali e la tabella 2 riporta i processi di produzione. Il materiale di CDW-PP richiede una temperatura di trattamento più elevata per gli utensili, ma, di conseguenza, la pressione di fusione era inferiore rispetto agli altri materiali (CDW-ABS e CDW-PE).
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The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties

È stato dimostrato che i flussi di materiale secondario includono potenziali materie prime per la produzione. Presentato qui è un protocollo in cui vengono identificati i rifiuti di plastica CDW come materia prima, seguiti da varie fasi di lavorazione (agglomerazione, estrusione). Di conseguenza, è stato prodotto un materiale composito e sono state analizzate le proprietà meccaniche.

L'effetto delle frazioni di plastica dei rifiuti di costruzione e demolizione sulle proprietà composite wood-Polymer

Construction and demolition waste (CDW), including valuable materials such as plastics, have a remarkable influence on the waste sector. In order for ...

L'accumulo di rifiuti è cresciuto in modo significativo. Ad esempio, il settore delle costruzioni è un importante produttore di rifiuti. Dobbiamo trovare un modo pratico per sfruttare questo prezioso ceppo pro materiale.I rifiuti di costruzione e demolizione includono plastica, materia prima preziosa per compositi legno-polimeri. Questa plastica riciclata può essere sostituita con polimeri di legno se è in grado di essere correttamente identificata e lavorata. Per identificare i polimeri in plastica contattare il polimero di interesse con uno strumento portatile di spettroscopia vicino all'infrarosso nell'intervallo spettrale da 1600 a 2400 nanometri e determinare il tipo di polimero in base alla riflettanza misurata.Utilizzare la curva di identificazione della spettroscopia per analizzare i risultati di laboratorio e ordinare i materiali tra i polimeri in base ai risultati identificativi. Per eseguire la riduzione delle dimensioni per i materiali plastici selezionati posizionare il materiale identificato e raccolto in un unico sistema di triturazione dell'albero dotato di un apparato trituratore frantoio e schiacciare i materiali plastici a bassa velocità e con uno shiv di cinque millimetri. Quando il materiale è omogeneo misurare le quantità di materiale per i compositi e presentare i materiali nelle loro quantità relative di plastica, legno, agente di accoppiamento e lubrificante.Per la lavorazione del materiale composito legno-polimero con tecnologia di estrusione, dopo la riduzione delle dimensioni il trattamento mescola tutti i componenti del processo in un miscelatore turbo e un apparato più freddo e agglomera i materiali nel miscelatore turbo fino a quando la temperatura dei materiali raggiunge i 200 gradi Celsius. A causa degli effetti combinati della temperatura e dei materiali del granulo di attrito si formeranno alla fine del trattamento. Al termine del trattamento raffreddare i materiali per quattro o sette minuti in un apparecchio più freddo prima di evacuare il materiale dal processore e raccogliere il materiale agglomerato.Nel pannello di controllo della macchina per l'estrusione impostare la temperatura media della canna tra 167 e 181 Celsius e le temperature medie dell'utensile tra 183 e 207 gradi Celsius. La temperatura di fusione deve essere impostata tra 164 e 177 gradi celsius. E le pressioni del colorante dovrebbero essere tra 3,7 e 5,9 megapascal.Regolare i parametri in base alle esigenze. Poiché il materiale riciclato è eterogeneo e il processo richiede un controllo professionale. E utilizzare un contatore conico che ruota l'estrusore a doppia vite con un'uscita di materiale di 15 chilogrammi all'ora per compound i componenti.Dopo il processo di estrusione è possibile generare il materiale del profilo del composito. Per preparare i campioni per un test di proprietà flessiva utilizzare una sega da tavolo scorrevole per tagliare 800 per 50 per 20 campioni millimetri dai profili estrusi. Per un test della proprietà di trazione utilizzare i controlli numerici computer per impostare le prestazioni del materiale su una forma manubrio e tagliare 150 per 20 per quattro campioni millimetri dai materiali estrusi.Per vedere campioni di prova dei materiali estrusi per una prova di resistenza all'impatto utilizzare la sega da tavolo scorrevole per tagliare i campioni in pezzi da 80 per 10 per quattro millimetri. Quindi posizionare il materiale di prova in una camera di condizione di umidità relativa di 23 gradi celsius e 50% fino a raggiungere una massa costante. Per eseguire una prova di resistenza flessione e modulo per ciascuno dei 20 campioni posizionare un campione di prova flessivo nell'apparato di prova a supporto di due punti e fare clic sul test per iniziare ad applicare un precarico di 15 newton e una velocità di prova di 10 millimetri al minuto al centro del campione.Il test si fermerà automaticamente dopo aver registrato il risultato. Rimuovere l'esempio dagli strumenti di supporto e inserire un nuovo campione negli strumenti. Per eseguire una prova di resistenza alla trazione e modulo per 20 campioni lavorati a forma di manubrio, impostare il campione di prova di trazione tra gli utensili di prova e attaccare morsetti noematici per mantenere il campione negli utensili durante la prova.Avviare il test dal pannello di controllo del computer con un precarico di 10 newton e una velocità di prova di due millimetri al minuto e collegare e prolungare l'utensile del misuratore immediatamente dopo l'inizio del test. Alla fine del resto rimuovere l'esempio di test e impostare un nuovo campione sugli strumenti. Per eseguire un test di resistenza all'impatto, posizionare un campione di 10 per quattro millimetri tra i supporti di un tester di impatto e ripristinare la forza.Quindi rilasciare il martello d'impatto con una forza d'impatto di cinque centimetri di kilapond. Una volta completate tutte le prove, calcolare il valore medio per ogni serie di campioni testati. Per studiare gli effetti del polimero plastico di waster di costruzione e demolizione sulle proprietà meccaniche dei compositi polimerici di legno sono stati studiati tre diversi tipi di polimeri come matrice utilizzando tre diversi parametri di lavorazione.I più alti valori di resistenza flessione sono stati raggiunti con il materiale contenente un polimero ABS riciclato in una matrice. e quasi congruente alta resistenza è stata raggiunta nel materiale in cui il polimero di polietilene riciclato è stato utilizzato in una matrice. I più bassi punti di forza flessione sono stati raggiunti con il materiale contenente un polimero di polipropilene riciclato in una matrice.Risultati simili si osservano anche per il modulo flessurale dei materiali che è stato misurato contemporaneamente alla proprietà di resistenza. Con i materiali in polietilene riciclati che presentano un valore del modulo significativamente inferiore rispetto al valore del polimero ABS riciclato. I materiali che utilizzavano ABS riciclato e polietilene hanno una resistenza alla trazione quasi congruente.Mentre la resistenza alla trazione più debole è stata raggiunta con il materiale contenente un polimero di polipropilene riciclato in una matrice. Risultati simili sono stati osservati per l'analisi del modulo di trazione. Inoltre, i punti di forza dell'impatto dei polimeri riciclati in ABS e polipropilene erano quasi gli stessi.Ma una maggiore resistenza all'impatto è stata ottenuta con il polimero di polietilene riciclato che ha avuto la migliore proprietà di resistenza all'impatto in questo studio. È importante assicurarsi che i materiali vengano identificati e ordinati prima della lavorazione e modellare il corretto rapporto tra materiali di tutti i materiali prima delle fasi di produzione. Utilizzando questo protocollo come dimostrato si possono anche esaminare diverse altre proprietà funzionali come la resistenza all'umidità e la resistenza dopo il ciclo.Come dimostrato, i materiali di scarto possono essere riutilizzati come materia prima. Negli studi futuri, dovrebbe essere valutato il flusso di nuove materie prime e le loro proprietà dovrebbero essere testate in nuovi prodotti.

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