Wykorzystanie odpadów kompozytowych jako wypełniacza osnowy polimerowej w materiałach kompozytowych

• Autorzy: Rutecka M. , Kozioł M. , Myalski J. , Śleziona J.

Warianty tytułu

EN

Utilization of composite wastes as a filler of polymer matrix in composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzone badania miały na celu ocenę możliwości wykorzystania recyklatu poliestrowo-szklanego jako wypełniacza osnowy polimerowej materiałów kompozytowych, będąc jednocześnie metodą utylizacji tych odpadów. Odpady kompozytów poliestrowo-szklanych rozdrobniono do wielkości cząstek poniżej 0,3 mm (rys. 1). Recyklat stanowił frakcję proszkową i był mieszaniną cząstek żywicy poliestrowej, drobnych włókien szklanych oraz aglomeratów cząstek kompozytu. Rozdrobnione odpady dodano do żywicy stanowiącej osnowę laminatów. Wykonano laminaty składające się z 10 warstw tkaniny szklanej, o gramaturze 380 g/m2, i żywicy epoksydowej EPIDIAN 51, do których dodano 4,10 lub 20% wag. rozdrobnionych odpadów (rys. 2). Jako materiał porównawczy wykonano 10-warstwowy laminat bez dodatku recyklatu. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych wytworzonych laminatów. Wyznaczono wartości wytrzymałości na zginanie, modułu zginania, udarności oraz wytrzymałości na ścinanie (rys. 3). Przeprowadzone badania wykazały, że użycie recyklatu jako wypełniacza prowadzi do obniżenia właściwości mierzonych podczas zginania (wytrzymałość na zginanie oraz moduł przy zginaniu) oraz udarności (rys. rys. 4-6). Wykazano, że na wartości tych właściwości znaczny wpływ ma zawartość recyklatu. Ponadto badania wykazały zależność między udziałem wypełniacza w osnowie a wartościami wytrzymałości na zginanie, modułu zginania oraz udarności. Im recyklatu więcej, tym niniejsze wartości badanych właściwości. W przeciwieństwie do wyników badań zginania i udarności wytrzymałość na ścinanie utrzymuje się na podobnym poziomie dla wszystkich próbek (rys. 7). Optymalne wyniki uzyskano dla laminatów z dodatkiem 4% recyklatu, dla którego spadek właściwości nie przekraczał 5%. Jednak należy zaznaczyć, że dodanie rozdrobnionych odpadów w ilości do 10% wag. powoduje spadek właściwości zbadanych przy obciążeniach statycznych i dynamicznych o ok. 10%, co również jest zadowalającym wynikiem. Wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że recyklat poliestrowo-szklany o małej granulacji można wykorzystać jako wypełniacz osnowy polimerowej do produkcji mniej odpowiedzialnych elementów kompozytowych.

EN

The purpose of this project was to estimate the possibility of using polyester-glass fiber recyclate as a filler of polymer matrix in composites. Using the recyclate as a filler would be also one of the way of polymer composites utilization. The composites wastes were grinded to size below 0.3 mm (Fig. 1). Recyclate obtained after grinding was a powder fraction and was a mixture of cured polyester resin particles, glass fibers and agglomerates of composites particles. The polyester-glass fiber recyclate was added to the resin, which was used as a matrix in laminates. Ten layers laminates (Fig. 2), consisted of epoxy resin EPIDIAN 51 and glass fabic, with addition of 4,10 and 20 wt.% of recyclate were made. A ten layers laminate with no addition of recyclate was made as a comparable material (standard sample). The results of the mechanical properties of the laminates with the recyclate have been presented (Figs 4-6). The values of bending strength, flexural modulus, impact strength and shear strength for the laminates were evaluated and compared with analogical properties appointed for standard sample. The results of investigation have shown that using of polymer composites wastes as a filler, leads to decreasing of the measured properties in bending and impact tests. It nas been shown that content of the recyclate has significant influence on studied mechanical properties. In addition, the tests have proved the dependence between content of the recyclate in laminates and values of bending strength, flexural modulus and impact strength, the more recyclate was added to the laminates the lower values of mechanical properties were achieved. It is noticeable that the shear strength has been at the same level for all specimens (Fig. 7). The optimal properties were achieved for the laminate with addition of 4 wt.% of recyclate, for which the decrease of mechanical properties do not exceed 5%. As can be observed the addition of composites wastes up to 10 wt.%, effects in decrease of mechanical properties during static and dynamic load only about 10%, which is an acceptable result. In conclusion, the results of the investigations allow to affirm, that the polymer composites waste of small granulation can be used as a filler in production of new composites, being also one of the way of duroplasts utilization.

Słowa kluczowe

PL

recykling materiałowy; kompozyt polimerowy; osnowa polimerowa; recyklat poliestrowo-szklany

EN

material recycling; polymer composite; polyester-glass fiber recyclate

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 2
• Strony: 68--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Rutecka M.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Kozioł M.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Myalski J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

autor

Śleziona J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Gupta N., Brar B.R., Woldesenbet E., Bull. Mater. Sci. 2001, 2, April, 219-223.
• [2] Kowalska E., Wielgosz Z., Bartczak T., Polimery 2002, 2, 110-116.
• [3] Błędzki A.K., Recykling materiałów polimerowych, WNT, Warszawa 1997.
• [4] Pickering S.J., Kelly R.M., Kennerley J.R., Rudd C.D., Fenwick N.J., Composites Science and Technology 2000, 60, 509-523.
• [5] Hyla I., Myalski J., Polimery 1998, 10, 630-636.
• [6] Nowaczek W., Polimery 1999, 11-12, 758-764.
• [7] Pełka J., Kowalska E., Polimery 2001, 3, 201.
• [8] Rutecka M., Śleziona J., Myalski J., Kompozyty (Composites) 2004, 4, 9, 56-60.
• [9] Rutecka M., Myalski J., XXXII SIM, Kraków-Krynica 2004, 751-756.
• [10] Myalski J., Śleziona J., VII Seminarium Naukowe, Katowice 1999, 377-382.
• [11] Flizikowski J., Rozdrabnianie tworzyw sztucznych, Bydgoszcz 1998.
• [12] Błędzki A.K., Orth P., Tappe P., Rink M., Pawlaczyk K., Polimery 1999, 44, 4, 275-281.
• [13] Czvikovszky T., Hargitai H., Nucl. Inst. Meth. in Phys. Res. 1997, B131, 300-304.
• [14] Oprzędkiewicz J., Stolarski B., Technologia i systemy recyklingu samochodów, WNT, Warszawa 2003.