Wybrane właściwości biokompozytów na osnowie polimerów biodegradowalnych z dodatkiem biowęgla z osadów ściekowych

• Autorzy: Pudełko A. , Malińska K. , Postawa P. , Stachowiak T. , Weisser P.

Warianty tytułu

EN

Selected properties of biocomposites from biodegradable polymers with the addition of sewage sludge derived biochar

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biowęgiel z uwagi na swoje właściwości może znaleźć zastosowanie w produkcji kompozytów polimerowych jako napełniacz, który zmienia właściwości konwencjonalnych kompozytów oraz obniża koszty ich wytworzenia. Celem badań było określenie wpływu udziału biowęgla z komunalnych osadów ściekowych na wybrane właściwości biokompozytów na osnowie polimerów biodegradowalnych. Zakres badań obejmował wykonanie biokompozytów z masowym udziałem biowęgla 0, 10 i 20% na osnowie dwóch polimerów biodegradowalnych, tj. PLA (polilaktyd) i BIOPLAST GS2189 (tworzywo na bazie skrobi ziemniaczanej) oraz analizę wybranych właściwości fizycznych. Uzyskane wyniki wskazują, że biowęgiel jako dodatek (napełniacz) w biodegradowalnych tworzywach polimerowych powoduje modyfikację ich właściwości, a w szczególności mechanicznych.

EN

Biochar due to its numerous properties can be applied as an alternative filler in manufacturing of biocomposites. As an alternative filler biochar can modify the properties of composites and allow cost reduction. The overall goal of this study was to determine the effect of the addition of biochar obtained from sewage sludge on the selected properties of the composites produced from biodegradable plastics. The scope of the study included manufacturing of biocomposites from biodegradable plastics (PLA and BIOPLAST GS2189) with the addition of 0%, 10 and 20% of biochar and the analysis of the selected physical properties. The obtained results indicate that biochar as an additive (a filler) in plastics biodegradable polymer causes a significant modification of the investigated properties, in particular mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

biokompozyt; właściwości fizyczne; polimer biodegradowalny; biowęgiel; osad ściekowy

EN

biocomposite; physical properties; biodegradable polymer; biochar; sewage sludge

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 9, nr 26
• Strony: 115--127
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., il.

Twórcy

autor

Pudełko A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska,

autor

Malińska K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska

autor

Postawa P.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki

autor

Stachowiak T.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki

autor

Weisser P.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

Bibliografia

• [1] Qian K., Kumar A., Zhang H., Bellmer D., Huhnke R., Recent advances in utilization of bichar, „Renewable and Sustainable Energy Reviews” 2015, Vol. 42, s. 1055–1064.
• [2] Ahmad M., Rajapaksha A.U., Lim J.E., Zhang M., Bolan N., Mohan D. et al., Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review, „Chemosphere” 2014, Vol. 99, s. 19–33.
• [3] Mohan D., Sarswat A., Ok Y.S., Pittman C.U. Jr., Organic and inorganic contaminants removal from water with biochar, a renewable, low cost and sustainable adsorbent – A critical review, „Bioresource Technology” 2014, Vol. 160, s. 191–202.
• [4] Zielińska A., Oleszczuk P., Evaluation of sewage sludge and slow pyrolyzed sewage sludge-derived biochar for adsorption of phenanthrene and pyrene, „Bioresource Technology” 2015, Vol. 192, s. 618–626.
• [5] Radawiec W., Dubicki M., Karwowska A., Żelazna K., Gołaszewski J., Biochar from a digestate as an energy product and soil improver, „Agricultural Engineering” 2014, Vol. 151, No. 3, s. 149–156.
• [6] Ścisłowska M., Włodarczyk R., Kobyłcki R., Bis Z., Biochar to improve the quality and productivity of soils, „Journal of Ecological Engineering” 2015, Vol. 16, No. 3, s. 31–35.
• [7] Czekała W., Malińska K., Janczak D., Caceres R., Dach J., Lewicki A., Composting of poultry manure mixtures amended with biochar – the effect of biochar on temperature and duration of thermophilic phase, „Bioresource Technology” 2016, Vol. 200, s. 921–927.
• [8] Malińska K., Zabochnicka-Świątek M., Caceres R., Marfa O., The effect of precomposted sewage sludge mixture amended with biochar on the growth and reproduction of Eisenia fetida during laboratory vermicomposting, „Ecological Engineering” 2016, Vol. 90, s. 35–41.
• [9] Malińska K., Zabochnicka-Świątek M., Dach J., Effects of biochar amendment on ammonia emission during composting of sewage sludge, „Ecological Engineering” 2014, Vol. 7, s. 474–478.
• [10] Lu H., Zhang W., Wang S., Shuang L., Yang Y., Qiu R., Characterization of sewage sludge derived biochar from different feedstocks and pyrolysis temperatures, „Journal of Analytical and Applied Pyrolysis” 2013, Vol. 102, s. 137–143.
• [11] Alvarez J., Amutio M., Lopez G., Barbarias I., Bilbao J., Olazar M., Sewage sludge valorization by flash pyrolysis in a conical pouted bed reactor, „Chemical Engineering Journal” 2015, Vol. 273, s. 173–183.
• [12] Das O., Sarmah A.K., Bhattacharyya D., A sustainable and resilient approach through biochar addition in wood polymer composites, „Science of the Total Environment” 2015, Vol. 512/513, s. 326–336.
• [13] Das O., Sarmah A.K., Zujovic Z., Bhattacharyya D., Characterization of waste derived biochar added biocomposites: chemical and thermal modifications, „Science of the Total Environment” 2016, Vol. 550, s. 133–142.
• [14] Ho M.P., Lau K.T., Wang H., Hui D., Improvement on the properties of polylactic acid (PLA) using bamboo charcoal particles, „Composites” P. B, 2015, Vol. 81, s. 14–25.
• [15] Das O., Sarmah A.K., Bhattacharyya D., Biocomposites from waste derived biochars: mechanical, thermal, chemical, and morphological properties, „Waste Management” 2016, Vol. 49, s. 560–570.
• [16] ISO 527-1:2012 – Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Część 1: Zasady ogólne.
• [17] Stachowiak T., Jaruga T., Structure of gas-assisted inggection moulded parts, „Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering” 2010, Vol. 38, No. 2, s. 139–145.
• [18] Gnatowski A., Stachowiak T., The influence of gas-assisted injection molding parameters on the structure and thermomechanical properties of hollow parts, „Polymer Engineering and Science” 2013, Vol. 53, s. 257–262.
• [19] PN-EN ISO 527-1:2012 – Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Część 2: Warunki badań tworzyw sztucznych przeznaczonych do różnych technik formowania.
• [20] PN-EN ISO 179-1:2010 – Tworzywa sztuczne – Oznaczanie udarności metodą Charpy’ego. Część 1: Nieinstrumentalne badanie udarności.
• [21] PN-EN ISO 62:2008 – Tworzywa sztuczne – Oznaczanie absorpcji wody.
• [22] Postawa P., Stachowiak T., Szarek A., Badania właściwości kompozytów drewno-polimer metodą DMTA, „Kompozyty” 2010, nr 3, s. 266–269.
• [23] Florjańczyk Z., Rokicki G., Plichta A., Parzuchowski P., Dębowski M., Zychewicz A., Lisowska D., Badania nad syntezą, właściwościami i zastosowaniem polimerycznych modyfikatorów PLA, [w:] Materiały opakowaniowe z kompostowalnych tworzyw polimerowych, red. M. Kowalczuk, H. Żakowska, Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Opakowań, Warszawa 2012.
• [24] Kijeński J., Błędzki A.K., Jeziórska R., Odzysk i recykling materiałów polimerowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011.