Name: the effect of construction and demolition waste plastic fractions on wood-polymer composite properties
Uploaded: 2020-06-07T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties at JoVE.com

Forfatterne anerkjenner støtten fra forskningsplattformen LUT RESOURCE (Resource efficient production processes and value chains) koordinert av LUT University og life IP on waste – Mot en sirkulær økonomi i Finland (LIFE-IP CIRCWASTE-FINLAND) prosjekt (LIFE 15 IPE FI 004). Midler til prosjektet ble mottatt fra EUs life integrated program, selskaper og byer.

1. Identifikasjon og forbehandling
<ol><li>Identifiser polymerer i plast med det bærbare nær-infrarøde (NIR) spektroskopiverktøyet i spektralområdet på 1600–2400 nm. Kontakt polymeren med spektroskopiverktøy og bestem polymeren ved den målte refleksjonen.<ol>
<li>Ifølge identifikasjonskurven av spektroskopi, analyser identifikasjonsresultatene fra skjermen i laboratoriet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Basert på identifikasjonsresultatet sorterer materialer mellom polymerene og måler deres respektive vekter. ME...

<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>

De mekaniske egenskapene til WPC spiller en viktig rolle i å bestemme egnetheten til disse produktene i ulike applikasjoner. WPC består av tre hovedingredienser: plast, tre og tilsetningsstoffer. De mekaniske egenskapene til fiberbaserte kompositter avhenger av lengden på den brukte fiberen, hvor "kritisk fiberlengde" er begrepet som brukes til å indikere tilstrekkelig forsterkning25. I tillegg til egenskapene til ingrediensene er kvaliteten på råvarer den viktige faktoren for ytelsen til WP...

Global avfallsproduksjon har vokst betydelig gjennom historien og er spådd å øke med titalls prosenter i fremtiden med mindre tiltak blir tatt1. Spesielt har høyinntektsland generert mer enn en tredjedel av verdens avfall, selv om de står for bare 16% av den globale befolkningen1. Byggebransjen er en betydelig produsent av dette avfallet på grunn av rask urbanisering og befolkningsvekst. Ifølge estimater er omtrent en tredjedel av det globale fastavfallet dannet av bygge- og rivningsprosjekter; Eksakte verdier fra forskjellige områder mangler imidlertid2. I Den europeiske union (EU) er mengden bygge- og rivningsavfall (CDW) ca. 25 %–30 % av den totale avfallsproduksjonen3– og omfatter verdifulle og betydelige sekundære råvarer, som plast. Uten organisert innsamling og styring kan plast forurense og påvirke økosystemene negativt. I 2016 ble det generert 242 millioner tonn plastavfall i verden1. Andelen plast resirkulert i Europa var bare 31,1%4.
Ressursknapphet har skapt et behov for å endre praksis mot en sirkulær økonomi, der målet er å bruke avfall som kilde til sekundære ressurser og gjenvinne avfall for gjenbruk. Økonomisk vekst og minimale miljøpåvirkninger vil bli skapt av den sirkulære økonomien, som er et populært konsept i Europa. Eu-kommisjonen vedtok en handlingsplan for EU for en sirkulær økonomi, som satte mål og indikatorer for bidrag5.
Strengere miljøforskrifter og lover bidrar til at byggebransjen legger mer innsats i avfallshåndtering og materialgjenvinningsproblemer. Den europeiske union (EU) har for eksempel satt mål for materiell utvinning. Fra år 2020 og utover, bør materialgjenvinningshastigheten til ikke-farlig CDW være 70%6. Sammensetningen av CDW kan variere mye på tvers av geografiske steder, men noen vanlige egenskaper kan identifiseres, inkludert for eksempel plast som er et potensielt og verdifullt råmateriale for trepolymerkompositter. Reutiliseringen av plast er et konkret skritt mot en sirkulær økonomi der jomfruplastpolymerer erstattes av resirkulert polymer.
Komposittmaterialer er et flerfasesystem, bestående av et matrisemateriale og forsterkende fase. Trepolymer kompositt (WPC) inneholder vanligvis polymerer som matrise, trematerialer som forsterkning, og tilsetningsstoffer for å forbedre vedheft, for eksempel koblingsmidler og smøremidler. WPC kan være kjent som et miljøvennlig materiale fordi råmaterialet kan hentes fra fornybare materialer, som polylaktisk syre (PLA) og tre. Ifølge den nyeste innovasjon7 kantilsetningsstoffene til WPC være basert på fornybare kilder. I tillegg kan kilden til råstoffet resirkuleres (ikke-jomfruelige) materialer, som er et økologisk og teknisk overlegent alternativ8. For eksempel har forskere studert ekstrudert WPC som inneholder CDW, og fant ut at egenskapene til CDW-baserte kompositter var på et akseptabeltnivå 9. Utnyttelse av resirkulerte råvarer som komponent for WPC er også akseptabelt fra miljøaspektet, som bevist av flere vurderinger. Samlet sett har det vist seg at bruk av CDW i WPC-produksjon kan redusere miljøpåvirkningene til CDW-ledelsen10. I tillegg har det blitt funnet at bruk av resirkulert polypropylenplast (PP) plast i WPC har potensial til å redusere global oppvarming11.
Mengden tilgjengelige resirkulerte polymerer vil øke i fremtiden. Global plastproduksjon har økt ca 9% per år, i gjennomsnitt, og det forventes at denne økningen vil fortsette i fremtiden12. De mest generelle plastpolymertypene er blant annet polypropylen (PP) og polyetylen (PE). Aksjene i total etterspørsel etter PE og PP var henholdsvis 29,8% og 19,3%, i Europa i 20174. Det globale markedet for resirkulering av plast forventes å vokse med en årlig vekstrate på 5,6 % i perioden 2018–202613. En av de viktigste bruksområdene der plast brukes er bygging og konstruksjon. For eksempel var nesten 20% av den totale etterspørselen etter europeisk plast forbundet med bygge- og anleggsapplikasjoner4. Fra et økonomisk perspektiv er bruk av resirkulerte polymerer i WPC-produksjon et interessant alternativ, noe som fører til produksjon av materialer med lave kostnader. Tidligere forskning har vist at fysiske effekter har en sterkere innflytelse på ekstruderte materialer laget av sekundær plast i forhold til det tilsvarende jomfrumaterialet, men egenskaper avhenger av plastkilden14. Bruken av resirkulert plast reduserer imidlertid styrken til WPC på grunn av lavere kompatibilitet15. Variasjon mellom strukturene i plastpolymerer forårsaker bekymringer for gjenbruk og resirkulering, noe som bidrar til viktigheten av plastsortering basert på polymeren.
Denne studien har til hensikt å vurdere utnyttelsen av plastmateriale fra CDW som råstoff for WPC. Polymerfraksjonene som vurderes i studien er akrylnitril butadienstyrne (ABS), polypropylen (PP) og polyetylen (PE). Disse er kjent som universelle plastfraksjoner i CDW. Polymerfraksjonene behandles med generelle produksjonsprosesser, som agglomerasjon og ekstrudering, og testes med universelle mekaniske egenskapstester. Hovedmålet med studien er å oppdage hvordan egenskapene til WPC ville endre hvis resirkulerte polymerer ble brukt som råstoff i matrise i stedet for primære jomfrupolymerer.
Basert på det (lokale) avfallshåndteringssenteret (Etelä-Karjalan Jätehuolto Oy), ble det vist hvordan plastrik CDW lagres. Det ble vist at en stor mengde plastmateriale er inkludert og noen eksempler på CDW plastpolymerer ble vist. Forskere samlet de mest egnede polymerer for videre behandling, som ABS, PP, og PE. De ønskede polymerene (PE, PP, ABS) ble identifisert ved hjelp av bærbar nær infrarød (NIR) spektroskopi. Eksempler på WPC-produkter ble presentert der innsamlede plastmaterialer kunne benyttes som råstoff. Definisjonen av kompositt og dens fordeler ble forklart.

<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

Bygge- og rivingsavfall (CDW), inkludert verdifulle materialer som plast, har en bemerkelsesverdig innflytelse på avfallssektoren. For at plastmaterialer skal gjenbrukes, må de identifiseres og skilles i henhold til polymersammensetningen. I denne studien ble identifiseringen av disse materialene utført ved hjelp av nær-infrarød spektroskopi (NIR), som identifiserte materiale basert på deres fysiske-kjemiske egenskaper. Fordelene med NIR-metoden er en lav miljøpåvirkning og rask måling (innen få sekunder) i spektralområdet på 1600-2400 nm uten spesiell prøveforberedelse. Begrensninger inkluderer manglende evne til å analysere mørke materialer. De identifiserte polymerene ble benyttet som en komponent for trepolymer kompositt (WPC) som består av en polymermatrise, rimelige fyllstoffer og tilsetningsstoffer. Komponentene ble først forsterket med et agglomerasjonsapparat, etterfulgt av produksjon ved ekstrudering. I agglomerasjonsprosessen var målet å sammensatte alle materialer for å produsere jevnt fordelte og granulerte materialer som pellets. Under agglomerasjonsprosessen ble polymeren (matrisen) smeltet og fyllstoffer og andre tilsetningsstoffer ble deretter blandet inn i smeltet polymer, og var klar for ekstruderingsprosessen. I ekstruderingsmetoden ble varme- og skjærkrefter påført et materiale i sylinderen til en konisk motroterende toskruetype ekstruder, noe som reduserer risikoen for å brenne materialene og senke skjærblanding. Den oppvarmede og skjærte blandingen ble deretter formidlet gjennom en dør for å gi produktet ønsket form. Ovennevnte protokoll viste potensialet for gjenbruk av CDW-materialer. Funksjonelle egenskaper må verifiseres i henhold til standardiserte tester, for eksempel flexural, strekkfasthet og slagstyrketester for materialet.

For å undersøke effekten av CDW plastpolymer på de mekaniske egenskapene til WPC, ble tre forskjellige polymertyper som en matrise studert. Tabell 1 presenterer sammensetningen av materialer og tabell 2 rapporterer produksjonsprosessene. Materialet til CDW-PP krever høyere behandlingstemperatur for verktøy, men tilsvarende var smeltetrykket lavere sammenlignet med de andre materialene (CDW-ABS og CDW-PE).
Figur 1 presenterer ...

Watch this Scientific Journal Video about The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties at JoVE.com

The Effect of Construction and Demolition Waste Plastic Fractions on Wood-Polymer Composite Properties

Sekundære materialstrømmer har vist seg å inkludere potensielle råvarer til produksjon. Presentert her er en protokoll der CDW-plastavfall som råmateriale identifiseres, etterfulgt av ulike behandlingstrinn (agglomerasjon, ekstrudering). Som et resultat ble et komposittmateriale produsert, og mekaniske egenskaper ble analysert.

Effekten av konstruksjon og riving avfall plast fraksjoner på trepolymer kompositt egenskaper

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

Avfallsopphopning har vokst betydelig. For eksempel er byggebransjen en betydelig produsent av avfall. Vi må finne en praktisk måte å utnytte denne verdifulle pro materiale belastning.Konstruksjon og riving avfall inkluderer plast, verdifullt råstoff for tre-polymer kompositter. Denne resirkulerte plasten kan erstattes av trepolymerer hvis den er i stand til å bli riktig identifisert og behandlet. For å identifisere polymerer i plast, kontakt polymeren av interesse med et bærbart nær infrarødt spektroskopiverktøy i 1600 til 2400 nanometerspektralområdet og bestemme hvilken type polymer ved den målte refleksjonen.Bruk spektroskopiidentifikasjonskurven til å analysere laboratorieresultatene og sortere materialene mellom polymerene basert på identifikasjonsresultatene. For å utføre størrelsesreduksjon for de valgte plastmaterialene plasserer du det identifiserte og oppsamlede materialet i et enkelt aksel shredding system utstyrt med en knuser shredder apparat og knuse plastmaterialer ved en lav hastighet knuse og med en fem millimeter shiv. Når materialet er homogent måle materialmengder for komposittene og presentere materialene i sine relative mengder plast, tre, koblingsmiddel, og smøremiddel.For trepolymer kompositt materiale behandling med ekstrudering teknologi, etter størrelsesreduksjon behandling bland alle komponentene i prosessen i en turbo mikser og kjøligere apparat og agglomerate materialene i turbo mikseren til temperaturen på materialene når 200 grader Celsius. På grunn av de kombinerte effektene av temperatur og friksjon granulat materialer vil bli dannet på slutten av behandlingen. På slutten av behandlingen avkjøles materialene i fire til syv minutter i et kjøligere apparat før du evakuerer materialet fra prosessoren og samler det agglomererte materialet.I kontrollpanelet på ekstruderingsmaskinen satt den gjennomsnittlige fattemperaturen til mellom 167 og 181 Celsius og gjennomsnittlig verktøytemperatur til mellom 183 og 207 grader Celsius. Smeltetemperaturen bør stilles inn mellom 164 og 177 grader celsius. Og fargetrykket bør være mellom 3,7 og 5,9 megapascals.Juster parametrene etter behov. Som resirkulert materiale er heterogene og prosessen krever profesjonell kontroll. Og bruk en konisk teller roterende twin skrue ekstruder med en 15 kilo per time materiale utgang for å sammensatte komponentene.Etter ekstruderingsprosessen kan profilmaterialet til kompositten genereres. For å forberede prøver for en flexural eiendomstest, bruk en glidende bordsag til å kutte 800 med 50 med 20 millimeter prøver fra de ekstruderte profilene. For en strekkegenskapstest bruk datamaskinens numeriske kontroller for å sette materialet utfører til en dumbbell form og kuttet 150 av 20 av fire millimeter prøver fra ekstruderte materialer.For å så testprøver fra ekstruderte materialer for en slagstyrketest, bruk glidebordsagen til å kutte prøvene i 80 med 10 av fire millimeter stykker. Plasser deretter testmaterialet i et 23 grader celsius og 50% relativ fuktighetsforholdskammer til en konstant masse er nådd. For å utføre en flexural styrke og modulus test for hver av 20 prøver plassere en flexural test prøve i testapparatet ved støtte av to punkter og klikk test start å bruke en forhåndslast på 15 newtons og en testhastighet på 10 millimeter per minutt til midten av prøven.Testen stopper automatisk etter at resultatet er spilt inn. Fjern eksemplet fra støtteverktøyene, og plasser en ny prøve på verktøyene. For å utføre en strekkfasthet og modulustest for 20 maskinerte dumbbellformede prøver, sett strekktestprøven mellom testverktøyene og fest noematiske klemmer for å holde prøven i verktøyene under testen.Start testen fra datamaskinens kontrollpanel med en forhåndslast på 10 newtons og en testhastighet på to millimeter per minutt og fest og forlengelsesmålerverktøy umiddelbart etter teststarten. På slutten av resten fjerne testprøven og angi en ny prøve på verktøyene. For å utføre en slagstyrketest plasserer du en 10 med fire millimeter prøve mellom støttene til en slagtester og tilbakestille kraften.Slipp deretter slaghammeren med en slagkraft på fem kilapond centimeter. Når alle testene er fullført, beregner du gjennomsnittsverdien for hvert sett med testede prøver. For å undersøke effekten av konstruksjon og riving waster plast polymer på de mekaniske egenskapene til trepolymer kompositter tre forskjellige polymertyper ble studert som en matrise ved hjelp av tre forskjellige behandlingsparametere.De høyeste flexural styrkeverdiene ble oppnådd med materialet som inneholder en resirkulert ABS-polymer i en matrise. og nesten kongruent høy styrke kvalitet ble oppnådd i materialet der resirkulert polyetylen polymer ble brukt i en matrise. De laveste flexural styrkene ble oppnådd med materialet som inneholder en resirkulert polypropylenpolymer i en matrise.Lignende resultater observeres også for flexural modulus av materialer som ble målt samtidig med styrkeegenskapen. Med resirkulert polyetylen materialer viser en betydelig lavere modulus verdi i forhold til verdien av resirkulert ABS polymer. Materialene som brukte resirkulert ABS og polyetylen har en nesten kongruent strekkfasthet.Mens den svakeste strekkfasthet ble oppnådd med materialet som inneholder en resirkulert polypropylen polymer i en matrise. Lignende resultater ble observert for strekkmodulanalysen. Videre var slagstyrkene til resirkulerte ABS- og polypropylenpolymerer nesten de samme.Men en større slagstyrke ble oppnådd med resirkulert polyetylenpolymer som hadde den beste slagstyrkeegenskapen i denne studien. Det er viktig å sikre at materialer identifiseres og sorteres før behandlingen og å modellere riktig materialforhold av alle materialer før produksjonstrinnene. Ved hjelp av denne protokollen som demonstrert flere andre funksjonelle egenskaper som fuktighet motstand og styrke etter syklus behandling kan også undersøkes.Som demonstrert kan avfallsmaterialer reutnyttes som råstoff. I fremtidige studier bør ny råvarestrøm evalueres og deres egenskaper bør testes i nye produkter.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Environment

Unit 1

Wood

SCIENTISTS IN ACTION

Waste Water Derived Electroactive Microbial Biofilms: Growth, Maintenance, and Basic Characterization

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup ...

Methods for Facilitating Microbial Growth on Pulp Mill Waste Streams and Characterization of the Biodegradation Potential of Cultured Microbes

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high ...

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

Design og bygging av en Urban Avrenning Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

A Bending Test for Determining the Atterberg Plastic Limit in Soils

En Bending Test for Bestemme Atterberg Plastic Limit i Soils

The thread rolling test is the most commonly used method to determine the plastic limit (PL) in soils. It has been widely criticized, because a ...

Evaluating the Effect of Environmental Chemicals on Honey Bee Development from the Individual to Colony Level

Evaluere effekten av miljø Kjemikalier på Honey Bee utvikling fra den enkelte til Colony nivå

The presence of pesticides in the beekeeping environment is one of the most serious problems that impacts the life of a honey bee. Pesticides can be ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Ekstraksjon av organisk klorpesticider fra plastpellets og plasttypeanalyse

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

The Effect of the Application of Thyme Essential Oil on Microbial Load During Meat Drying

Effekten av anvendelsen av timian essensielle oljen på mikrobiell belastning under kjøtt tørking

Meat is a high protein meal that is used in the preparation of jerky, a popular food snack, where preservation and safety are important. To assure food ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

Optimalisert prosedyre for å bestemme adsorpsjon av Phosphonates på detaljert Ferric hydroksid bruker miniatyriserte fosfor vilje metode

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Byggingen av en rimelig Mobile inkubator for feltet og laboratoriebruk

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...

Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline

Måle formen og størrelsen på aktivslam partikler immobilisert i Agar med en åpen kildekode programvare rørledning

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and ...