The influence of screw configuration and screw speed of co-rotating twin screw extruder on the properties of products obtained by thermomechanical reclaiming of ground tire rubber

• Autorzy: Formela K. , Cysewska M , Haponiuk J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ konfiguracji oraz prędkości obrotowej ślimaków na właściwości produktów termomechanicznej regeneracji odpadów gumowych prowadzonej przy użyciu współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of our investigations on the process of continuous thermomechanical reclaiming of ground tire rubber (GTR) carried out using a twin screw extruder are presented. We used a co-rotating twin screw extruder with a special configuration of plasticizing unit, enabling generation of considerable shear forces. The influence of screw configuration and screw speed on breaking of chemical crosslink bonds contained in ground tire rubber are characterized by extrusion parameters, the acetone extract content, the content of the soluble fraction, the degree of reclaiming and the crosslink density of the obtained products. The effect of a secondary curing on the mechanical properties (tensile strength, elongation at break, hardness, resilience and abrasion resistance) of the obtained materials was also determined. It has been established that the thermomechanical reclaiming process depends on shear forces acting on the rubber particles, while the degree of reclaiming increase with the increasing screw speed. A change in screw configuration significantly affects the processing of ground tire rubber during reclaiming process. For example, preliminary pulverization of the fine rubber particles in the first zone of barrel facilitates further processing in the twin screw extruder, which is beneficial in order to decrease the screw torque and the energy consumption in the production of reclaimed rubber. Thermogravimetry analysis (TG/DTG) showed that thermal stability of obtained reclaimed GTR depends strongly on the screw configuration.

PL

Zbadano proces termomechanicznej regeneracji ciągłej rozdrobnionych odpadów gumowych, prowadzony przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej o specjalnej konstrukcji układu uplastyczniającego generującego bardzo duże siły ścinające miał gumowy. Scharakteryzowano wpływ konfiguracji ślimaków (przesunięcia segmentu rozcierającego) oraz prędkości obrotowej ślimaków na przebieg procesu regeneracji, zawartość ekstraktu acetonowego i frakcji rozpuszczalnej, stopień regeneracji oraz wyniki analizy termograwimetrycznej otrzymanych produktów. Określono wpływ wtórnej wulkanizacji uzyskanych regeneratów gumowych na właściwości mechaniczne wytworzonych materiałów.

Słowa kluczowe

EN

rubber waste; reclaiming; twin screw extruder; screw configuration; thermogravimetric analysis

PL

odpady gumowe; regeneracja; wytłaczarka dwuślimakowa; konfiguracja ślimaków; analiza termograwimetryczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 2
• Strony: 170--177
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz. fot., rys.

Twórcy

autor

Formela K.

• Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, Department of Polymers Technology, G. Narutowicza Street 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Cysewska M

• Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, Department of Polymers Technology, G. Narutowicza Street 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Haponiuk J.

• Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, Department of Polymers Technology, G. Narutowicza Street 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• [1] Sienkiewicz M., Kucińska-Lipka J., Janik H., Balas A.: Waste Manag. 2012, 32, 1742.
• [2] Sikora J. W., Ostaszewska U.: Elastomery 2010, 14, 17.
• [3] Chaubey T., Arastoopour H.: J. Appl. Polym. Sci. 2011, 119, 1075.
• [4] Pat. USA 5 415 354 (1995).
• [5] Pat. USA 5 273 419 (1993).
• [6] Navarro F. J., Partal P., Martinez-Boza F. J., Gallegos C.: Polym. Test. 2010, 29, 588.
• [7] Jeong K. D., Lee S. J., Amirkhanian S. N., Kim K.W.: Constr. Build. Mater. 2010, 24, 824.
• [8] Xiao F.,Wenbin Zhao P. E., Amirkhanian S. N.: Constr. Build. Mater. 2009, 23, 3144.
• [9] Awang M., Ismail H., Hazizan M. A.: Polym. Test. 2008, 27, 93.
• [10] Scaffaro R., Tzankova Dintcheva N., Nocilla M. A., La Mantia F. P.: Polym. Degrad. Stab. 2005, 90, 281.
• [11] Grigoryeva O., Fainleib A., Tolstov A., Starostenko O., Lievena E.: J. Appl. Polym. Sci. 2005, 95, 659.
• [12] Ucar S., Karagoz S., Ozkan A. R., Yanik J.: Fuel 2005, 84, 1884.
• [13] de Marco Rodriguez I., Laresgoiti M. F., Cabrero M. A., Torres A., Chomo’n M. J.: Fuel Process. Technol. 2001, 72, 9.
• [14] Adhikari B., De D., Maiti S.: Polym. Sci. 2000, 25, 909.
• [15] Rajan V. V., DierkesW. K., Joseph R., Noordermeer J.W. M.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 811.
• [16] SutantoP.,Picchioni F., JanssenL.P.B.M.: J.Appl.Polym. Sci. 2006, 102, 5028.
• [17] Sutanto P., Picchioni F., Janssen L. P. B. M.: Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 7077.
• [18] Jalilvand A. R., Ghasemi I., Karrabi M., Azizi H.: Iran. Polym. J. 2007, 16, 327.
• [19] Maridass B., Gupta B. R.: Polimery 2007, 52, 456.
• [20] Maridass B., Gupta B. R.: Polym. Test. 2004, 23, 377.
• [21] Pat. USA 7 189 762 (2007).
• [22] Isayev A. I., Yushanov S. P., Chen J.: J. Appl. Polym. Sci. 1996, 59, 803.
• [23] Yun J., Isayev A. I.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 3698.
• [24] Ghose S., Isayev A. I.: J. Polym. Eng. 2011, 25, 331.
• [25] Pat. EP 0 887 372 (1998).
• [26] Mouri M., Sato N., Okamoto H., Matsushita M., Fukumori K.: Proc. Int. Symp. Feedstock Recycl. Plast. 1999, 22, 269.
• [27] Fukumori K., Matsushita M., Mouri M., Okamoto H., Sato N.: Kaut. Gummi Kunstst. 2006, 59, 405.
• [28] Parasiewicz W., Mężyński J., Niciński K., Ostaszewska U.: Elastomery 2011, 15, 16.
• [29] Yazdani H., Karrabi M., Ghasmi I., Azizi H., Bakhshandeh G. H.: J. Vinyl Addit. Technol. 2011, 17, 64.
• [30] Flory P. J., Rehner J.: J. Chem. Phys. 1943, 11, 512.
• [31] Marzocca A. J.: Eur. Polym. J. 2007, 43, 2682.
• [32] Horikx M. M.: J. Polym. Sci. 1956, 19, 445.
• [33] Fukumori K., Matsushita M.: RD Rev. Toyota CRDL 2003, 38, 39.
• [34] Hacaloglu J., Ersen T., Ertugrul N., Fares M. M., Suzer S.: Eur. Polym. J. 1997, 33, 199.
• [35] Williams P. T., Besler S.: Fuel 1995, 74, 1277.
• [36] Kleps T., Piaskiewicz M., Parasiewicz W.: J. Therm. Anal. Calorim. 2000, 60, 271.
• [37] Scuracchio C. H.,Waki D. A., da SilvaM. L. C. P.: J. Therm. Anal. Calorim. 2007, 87, 893.
• [38] Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 1770.