Fizyczne podstawy tryboelektryzacji i rozdzielania elektrostatycznego tworzyw polimerowych

• Autorzy: Żenkiewicz M. , Żuk T.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.314

Warianty tytułu

EN

Physical basis of tribocharging and electrostatic separation of plastics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury obejmujący fizyczne podstawy elektrostatycznego sortowania mieszanin polimerowych, polegającego na elektryzowaniu cząstek polimerów w wyniku ich wzajemnego tarcia lub/i tarcia o ścianki tryboelektryzatora, a następnie na rozdzielaniu ich w stałym polu elektrycznym. Metoda ta może być stosowana w przemysłowych instalacjach recyklingu odpadów tworzywowych. Przeanalizowano konstrukcję i zaprezentowano matematyczny opis działania separatora swobodnego. Omówiono także sposoby elektryzowania różnych materiałów, w szczególności tryboelektryzowania polimerów.

EN

The paper is a review of the literature concerning the physical basis of the electrostatic separation of mixed polymers, involving the electrification of polymer particles as a result of the friction between them and/or the friction on the walls of tribocharging unit, followed by separation of the particles in DC electric field. This method can be applied for industrial recycling of plastics wastes. The construction of free-fall separator was analyzed and the mathematical formulas describing its operation were presented. The means of electrification of various materials, in particular tribocharging of polymers, have been described.

Słowa kluczowe

PL

recykling; mieszaniny polimerowe; rozdzielanie elektrostatyczne; tryboelektryzowanie

EN

recycling; mixed polymers; electrostatic separation; tribocharging

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 4
• Strony: 314--323
• Opis fizyczny: Bibliogr. 75 poz., rys.

Twórcy

autor

Żenkiewicz M.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego 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

Bibliografia

• [1] „Directive 94/62/EC of European Parliament and Council Directive of 20 December 1994 on packaging and packaging waste”, O.J.L 365, 31.12.1994.
• [2] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. „Prawo ochrony środowiska” (Dz.U. 2008, nr 25, poz. 150).
• [3] Ustawa z dnia 11 maja 2001 r. o opakowaniach i odpadach opakowaniowych (Dz.U. 2001, nr 63, poz. 638, z późniejszymi zmianami).
• [4] Ustawa z dnia 13 czerwca 2013 r. o gospodarce opakowaniami i odpadami opakowaniowymi (Dz.U. 2013, poz. 888).
• [5] Żakowska H.: „Systemy recyklingu odpadów opakowaniowych w aspekcie wymagań ochrony środowiska”, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań 2008.
• [6] Gente F., La Marca F., Lucci V., Massacci P.: Waste Manag. 2003, 23, 951, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0956-053X(03)00088-6
• [7] Żakowska H.: Polimery 2012, 57, 613, DOI: dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.613
• [8] Błędzki A.K., Gorący K., Urbaniak M.: Polimery 2012, 57, 620, DOI: dx.doi.org/10.14314/polimery.2012.620
• [9] „Recykling tworzyw sztucznych w Europie” (red. Kozłowski M.), Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2006.
• [10] Al-Salem S.M., Lettieri P., Baeyens J.: Waste Manag. 2009, 29, 2625, DOI:dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2009.06.004
• [11] Kijeński J., Błędzki K.A., Jeziórska R.: „Odzysk i recykling materiałów polimerowych”, PWN, Warszawa 2011.
• [12] Coleman M.M., Graf R.F., Painter P.C.: „Specific Interaction and the Miscibility of Polymer Blends”, Technomic Publ., Lancaster 1991.
• [13] „Handbook of Plastics Recycling” (red. La Mantia F.), Rapra Technology Ltd., Shawbury 2002.
• [14] Błędzki A.K., Nowaczek W.: Polimery 1993, 38, 511.
• [15] Pascoe R.D., O’Connell B.: Miner. Eng. 2003, 16, 1205, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0892-6875(03)00171-7
• [16] Dodbiba G., Fujita T.: Phys. Separat. Sci. Eng. 2004, 13, 165, DOI: dx.doi.org/10.1080/
• 14786470412331326350
• [17]Wahab D.A., Hussain A., Scavino E., Mustafa M.M., Basri H.: Am. J. Appl. Sci. 2006, 3, 1924, DOI: dx.doi.org/10.3844/ajassp.2006.1924.1928
• [18] Froelich D., Maris E., Haoues N., Chemineau L., Renard H., Abraham F., Lassartesses R.: Miner. Eng. 2007, 20, 902, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2007.04.020
• [19] Ligus G.: Chemik 2012, 66, 1229.
• [20] Żenkiewicz M., Żuk T., Królikowski K.: Przetwórstwo Tworzyw 2012, 6, 692.
• [21]Wolf M.I., Colledani M., Gershwin S.B., Gutowski T.G.: „IEEE International Symposium on Sustainable Systems and Technologies”, Washington D.C., 16—19 maja 2010.
• [22] Harper W.R.: „Contact and Frictional Electrification”, Laplacian Press, Morgan Hill 1998.
• [23] Cross J.: „Electrostatics: Principles, Problems and Applications”, Adam Hilger, Bristol 1987.
• [24] Sadiku M.N.O.: „Elements of Electromagnetics 3E”, Oxford University Press, Oxford 2001.
• [25] Lowell J., Rose-Innes A.C.: Adv. Phys. 1980, 29, 947, DOI: dx.doi.org/10.1080/ 00018738000101466
• [26] Vlad S., Urs A., Iuga A., Dascalescu L.: J. Electrostat. 2001, 51—52, 259, DOI:dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(01)00084-5
• [27] Mazumder M.K., Sims R.A., Biris A.S., Srirama P.K., Saini D., Yurteri C.U., Trigwell S., De S., Sharma R.: Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 2192, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.ces.2005.05.002
• [28] Ravelo B., Duval F., Kane S., Nsom B.: J. Electrostat. 2011, 69, 473, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2011.06.004
• [29] Gajewski A.S.: „Elektryczność statyczna — poznanie, pomiar, zapobieganie, eliminowanie”, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, Warszawa 1987.
• [30] Żenkiewicz M., Rytlewski P., Malinowski R.: Polimery 2011, 56, 185.
• [31] Żenkiewicz M.: „Adhezja i modyfikowanie warstwy wierzchniej tworzyw wielkocząsteczkowych”, WNT, Warszawa 2000.
• [32] Kelly E.G., Spottiswood D.J.: Miner. Eng. 1989, 2, 193, DOI: dx.doi.org/10.1016/0892-6875(89)90040-X
• [33] Samuila A., Blajan M., Beleca R., Huzau M., Morar M., Dascalescu L., Iuga A.: J. Electrostat. 2005, 63, 955, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.elstat. 2005.03.068
• [34] Tilmatine A., Medles K., Bendimerad S.-E., Boukholda F., Dascalescu L.:Waste Manag. 2009, 29, 228, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2008.06.008
• [35] Köhnlechner R., Sander S.: BHM Berg — Und Hüttenmännische Monatshefte 2009, 154, 136, DOI:dx.doi.org/10.1007/s00501-009-0453-2
• [36] www.hamos. com
• [37] Pat. US 0194 461 (2009).
• [38] Lindley K.S., Rowson N.A.: Magnetic Electr. Sep. 1997, 8, 101, DOI:dx.doi.org/10.1155/1997/96189
• [39] Tilmatine A., Bendimerad S.: Front. Electr. Electron. Eng. China 2009, 4, 446, DOI: dx.doi.org/10.1007/s11460-009-0062-6
• [40] Higashiyama Y., Ujiie Y., Asano K.: J. Electrostat. 1997, 42, 63, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(97)00131-9
• [41] Lee J.K., Shin J.H.,Hwang Y.J.: KSME Inter. J. 2002, 16, 1336.
• [42] 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
• [43] Németh E., Albrecht V., Schubert G., Simon F.: J. Electrostat. 2003, 58, 3, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(02)00137-7
• [44] Bailey A.G.: J. Electrostat. 2001, 51—52, 82, DOI: dx.doi.org/ 10.1016/S0304-3886(01)00106-1
• [45] Castle G.S.P.: J. Electrostat. 1997, 40—41, 13, DOI: dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(97)00009-0
• [46] Hogue M.D., Buhler C.R., Calle C.I., Matsuyama T., Luo W., Groop E.E.: J. Electrostat. 2004, 61, 259, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.el-stat.2004.03.002
• [47] Inculet I.I., Castle G.S.P., Brown J.D.: IEEE-IAS Annual Conference Proceedings 1994, 1, 1397.
• [48] Ireland P.M.: J. Electrostat. 2012, 70, 524, DOI: dx.doi.org/ 10.1016/j.elstat.2012.08.004
• [49] Matsusyama T., Yamamoto H.: Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 2230, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.ces.2005.05.003
• [50] Szpor S., Dzierżek H., Winiarski W.: „Technika wysokich napięć”, WNT, Warszawa 1967.
• [51] Lowell J.: J. Phys.: Appl. Phys. 1979, 12, 1541.
• [52] Gupta R., Gidaspow D.,Wasan D.T.: Powder Technol. 1993, 75, 79, DOI: dx.doi.org/10.1016/0032-5910(93)80027-8
• [53] Zizman J.M.: „Wstęp do teorii ciała stałego”, PWN, Warszawa 1977.
• [54] Orear J.: „Fizyka”, WNT, Warszawa 1998.
• [55] Lungu M.: Miner. Eng. 2004, 17, 69, DOI:dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2003.10.010
• [56] Pearse M.J., Hickey T.J.: Resurce Recov. Conser. 1978, 3, 179, DOI:dx.doi.org/10.1016/0304-3967(78)90004-5
• [57] Lee L.H.: J. Electrostat. 1994, 32, 1, DOI: dx.doi.org/10.1016/0304-3886(94)90026-4
• [58] Davies D.K.: Brit. J. App. Phys.: J Phys. D 2 1969, 1533, DOI: http://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/2/11/307
• [59] Murata Y., Kittaka S.: Jap. J. App. Phys. 1979, 18, 421, DOI: dx.doi.org/10.1143/JJAP.18.421
• [60] Gutman E.J., Hartmann G.C.: J. Imag. Sci. Technol. 1992, 36, 335.
• [61] Anderson J.H.: J. Imag. Sci. Technol. 1994, 38, 378.
• [62] Colter P., Castle G.S.P., Schein L.B.: J. Electrostat. 1995, 36, 165, DOI: dx.doi.org/10.1016/0304-3886(95)00043-7
• [63] Castle G.S.P.: Proc. ESA Annual Meeting on Electrostatics 2008, Paper M1.
• [64] Robins E.S., Lowell J., Rose-Innes A.C.: J. Electrostat. 1980, 8, 153, DOI: dx.doi.org/10.1016/0304-3886(80)90002-9
• [65] Mizes H.A., Conwell E.M., Salamida D.P.: App. Phys. Lett. 1990, 56, 1597, DOI:dx.doi.org/10.1063/1.103139
• [66] Saurenbach F., Wollmann D., Terris B.D., Diaz A.F.: Langmuir 1992, 8, 1199, DOI: dx.doi.org/10.1021/la00040a030
• [67] Salaneck W.R., Paton A.: J. Appl. Phys. 1976, 47, 144, DOI: dx.doi.org/10.1063/1.322306
• [68] Lowell J.: J. Phys.: D Appl. Phys. 1977, 10, L233, DOI: dx.doi.org/10.1088/0022-3727/10/17/001
• [69] Baytekin H.T., Patashinski A.Z., Branicki M., Baytekin B., Soh S., Grzybowski B.A.: Science 2011, 133, 308 DOI: dx.doi.org/10.1126/science.1201512
• [70] Williams M.W.: J. Electrostat. 2012, 70, 233, DOI: dx.doi.org/10.1016/ j.elstat.2012.01.001
• [71] Vieweg H.F.: J. Phys. Chem. 1926, 30, 865, DOI:dx.doi.org/10.1021/j150265a001
• [72] Brück R.: Kunststoffe 1981, 71, 234.
• [73] Lee J.K., Shin J.H.: Korean J. Chem. Eng. 2002, 19, 267, DOI: dx.doi.org/10.1007/BF02698412
• [74] Diaz A.F., Felix-Navarro R.M.: J. Electrostat. 2004, 62, 277, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2004.05.005
• [75] Park C.H., Park J.K., Jeon H.S., Chun B.C.: J. Electrostat. 2008, 66, 578, DOI: dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2008.07.001