Badania procesu separacji elektrostatycznej mieszanin polimerowych o ró¿nych zawartoœciach ABS i PMMA

• Autorzy: Żenkiewicz M. , Żuk T. , Błaszkowski M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2014.495

Warianty tytułu

EN

Study on electrostatic separation of polymeric blends with different ABS and PMMA contents

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano proces separacji elektrostatycznej dwuskładnikowych mieszanin tworzywowych o różnych zawartościach (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 i 90 % mas.) terpolimeru akrylonitryl-butadien-styren (ABS) i poli(metakrylanu metylu) (PMMA). Separację prowadzono za pomocą skonstruowanego przez nas elektrostatycznego separatora walcowego. Stwierdzono, że efekty elektryzowania fluidyzacyjnego zależą od czasu trwania tego procesu, a maksymalna wartość powierzchniowego potencjału elektrostatycznego, mieszaniny zawierającej po 50 % mas. ABS i PMMA — wynosząca ponad 22 kV — występuje po ok. 20 s elektryzowania. Natomiast podczas elektryzowania mechanicznego powierzchniowy potencjał elektrostatyczny rośnie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej mieszadła i osiąga wartość ok. 18 kV. Rozdzielanie mieszanin prowadzono w polu elektrostatycznym, występującym między eliptyczną elektrodą wysokiego napięcia i walcową elektrodą uziemioną, wirującą z prędkością 30 min-1. Napięcie stałe między elektrodami wynosiło 20 kV, a natężenie pola elektrostatycznego nie przekraczało 4 kV/cm. Stwierdzono, że efekty procesu separacji, tzn. czystość poszczególnych frakcji oraz wydajność odzysku ABS i PMMA, zależą od wyników elektryzowania oraz od zawartości poszczególnych składników w mieszaninie, przy czym rozdział jest tym lepszy im bardziej zrównoważony jest udział składników. Z badań wynika również, że rozdzielając mieszaniny o zawartości od 20 do 70 % mas. ABS (30—80 % mas. PMMA) można uzyskać poszczególne frakcje o czystości większej niż 95 % mas. z wydajnością odzysku przekraczającą 97 % mas. Zwiększenie otrzymanej czystości i wydajności jest możliwe w warunkach separacji wielostopniowej.

EN

The results of an investigation of the process of electrostatic separation of binary polymeric blends with different content (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, and 90 wt %) of acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer (ABS) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) are presented. The separation was carried out by using a home-made prototype of electrostatic cylindrical separator. It was found that the effects of the tribocharging in fluidized bed depended on the process duration. A maximum value of the electric potential (over 22 kV) of the blend containing 50/50 wt % of ABS and PMMA was attained after ca. 20 s of the electrization. Instead, during the mechanical tribocharging, an electric potential increased with the rise of the rotational speed of a stirrer and reached a value of ca. 18 kV. The blend separation was performed in an electrostatic field arising between a high-voltage elliptic electrode and cylindrical ground electrode rotating at a rate of 30 rpm. The dc voltage between the electrodes was 20 kV and the electrostatic field intensity did not exceed 4 kV/cm. It was found that the effects of the separation process, i.e., purity of the particular fractions and yield of the ABS and PMMA recovery, depended on both the tribocharging effects and contents of the individual blend components. A better separation was achieved for the more balanced compositions. The investigations also indicated that the separation of blends containing 20—70 wt % ABS (30—80 wt % PMMA) may result in a purity of the particular fractions above 95 wt % and recovery yield above 97 wt %. Further increase in the purity and yield is possible by application of a multi-step separation.

Słowa kluczowe

PL

separacja elektrostatyczna; mieszaniny polimerowe; ABS; PMMA; recykling

EN

electrostatic separation; polymer blends; ABS; PMMA; recycling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 6
• Strony: 495--504
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Żenkiewicz M.

• Uniwersytet KazimierzaWielkiego w Bydgoszczy, Instytut Techniki, Katedra Inżynierii Materiałowej, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz.

autor

Żuk T.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń

autor

Błaszkowski M.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55, 87-100 Toruń

Bibliografia

• [1] Żakowska H.: Polimery 2012, 57, 613, DOI: dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.613.
• [2] Błędzki A.K., Gorący K., Urbaniak M.: Polimery 2012, 57, 620, DOI: dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.620.
• [3] „Recykling tworzyw sztucznych w Europie” (red. Kozłowski M.),Wydawnictwo PolitechnikiWrocławskiej,Wrocław 2006.
• [4] Al-Salem S.M., Lettieri P., Baeyens J.:Waste Manag. 2009, 29, 2625, DOI: dx.doi.org/10.1o16/j.wasman.2009.06.004.
• [5] Kijeński J., Błędzki A.K., Jeziórska R.: „Odzysk i recykling materiałów polimerowych”, PWN, Warszawa 2011.
• [6] Coleman M.M., Graf R.F., Painter P.C.: „Specific Interaction and the Miscibility of Polymer Blends”, Technomic Publ., Lancaster 1991.
• [7] „Handbook of Plastics Recycling” (red. La Mantia F.), Rapra Technology Ltd., Shawbury 2002.
• [8] Harper W.R.: „Contact and Frictional Electrification”, Laplacian Press, Morgan Hill 1998.
• [9] Cross J.: „Electrostatics: Principles, Problems and Applications”, Adam Hilger, Bristol 1987.
• [10] Sadiku M.N.O.: „Elements of Electromagnetics 3E”, Oxford University Press, Oxford 2001.
• [11] Tilmatine A., Bendimerad S.: Front. Electr. Electron. Eng. China 2009, 4, 446, DOI: dx.doi.org/10.1007/s11460-009-0062-6.
• [12] Higashiyama Y., Ujiie Y., Asano K.: J. Electrostat. 1997, 42, 63, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(97)00131-9.
• [13] Lee J.-K., Shin J.-H., Hwang Y.-J.: KSME Internat. J. 2002, 16, 1336.
• [14] Iuga A., Calin L., Neamtu V., Mihalcioiu A., Dascalescu L.: J. Electrostat. 2005, 63, 937, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2005.03.064.
• [15] Németh E., Albrecht V., Schubert G., Simon F.: J. Electrostat. 2003, 58, 3, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(02)00137-7.
• [16] Żenkiewicz M., Żuk T., Błaszkowski M., Szumski Z.: Przem. Chem. 2013, 92, 279.
• [17] Pat. EP 1 777 013 (2007).
• [18] Pat. US 2009/0 194 461.
• [19] Pat. DE 10 140 241 (2002).
• [20] Żenkiewicz M., Żuk T.: Polimery 2014, 59, 314, DOI:dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.314.
• [21] www.hamos.com.
• [22] Brück R.: Kunststoffe 1981, 71, 234