Εκβολή ανακυκλώσιμου πολυαιθυλενίου υψηλης πυκνότητας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία χωρίστηκε σε τέσσερις θεματικές ενοτητες. Στην πρώτη γίνεται μια συστηματική θεμελίωση των βασικών αρχών της επιστήμης των πολυμερών. Συγκεκριμένα στο Κεφαλαίο 1 (Εισαγωγή στα πολυμερή) προσεγγίζεται το πεδίο των πολυμερών με αποσαφήνιση βασικών εννοιών όπως : Κατάταξη αυτών, διαμόρφωση μακρομοριων, σύνθεση πολυμερών, Μοριακό βάρος αυτών, διαδικασίες πολυμερισμού, γενικά χαρακτηριστικά αυτών (κρυστάλλωση, υαλώδης μετάπτωση Κ.α.) και τέλος κλείνει επικεντρώνοντας στις πολυολεφινες και συγκεκριμένα στο πολυαιθυλένιο. Στο 2 κεφαλαίο (ρεολογία πολυμερών) παρουσιάζεται ένα σημαντικό κομμάτι της κατανόησης της κατεργασίας των πολυμερών, η υπολογιστική ρεολογία. Καθορίζονται οι πρότυπες ροές πολυμερικών τηγμάτων, χαρακτηριστικών δυνάμεων σε ροές και τέλος ο ρεολογικός χαρακτηρισμός πολυμερών. Στο 3 κεφαλαίο (Μηχανικές ιδιότητες πολυμερών) εξετάζονται οι σημαντικότερες ιδιότητες που καθορίζουν την απόκριση των πολυμερικών υλικών υπό την επίδραση εξωτερικών μηχανικών επιδράσεων είτε είναι φορτία επεξεργασίας, είτε φορτία λειτουργίας. Επίσης καθορίζεται τι είναι ελαστομερή, ιξωδοελαστική συμπεριφορά πολυμερών και τα προσεγγιστικά ιξωδοελαστικά μοντέλα πολυμερών. Τέλος δεδομένου ότι η δουλειά ενός μηχανικού είναι ο καθορισμός επιτρεπτών τάσεων και αντίστοιχα παραδεκτών παραμορφώσεων, παραθέτωνται στοιχειά αντοχής πολυμερών και μέθοδοι δοκιμών. Εν συνεχεία στην θεματική ενότητα Β δίνονται οι σημαντικότερες μέθοδοι επεξεργασίας πολυμερών (Κεφαλαίο 4) με έμφαση στα τεχνολογικά χαρακτηριστικά εμβολέα (Κεφαλαίο 5) μονοκόχλιου και διπλοκόχλιου. Επίσης περιγράφεται ποιοτικά και ποσοτικά το είδος της συνήθης ροής που συντελείτε σε εκβολείς κοχλιωτούς (εμβόλιμη) ,αυτοί οι υπολογισμοί οδηγούν σε υπολογισμό της ογκοπαροχής. Στο τέλος του κεφαλαίου γίνεται μια περιγραφή δευτερευόντων τμημάτων εκβολέα της κεφαλής αυτού και της μήτρας. Η επόμενη ενότητα Γ αποτελούμενη από 3 κεφαλαία προσεγγίζει το θέμα της ανακύκλωσης των πλαστικών, υπάρχουσες τεχνολογίες ανακύκλωσης και ποιοτικός έλεγχος των ανακυκλωμένων προϊόντων. Συγκεκριμένα το Κεφαλαίο 6 δίνεται μια πλήρης εικόνα με στατιστικές μετρήσεις του επιπέδου καταναλωθέντων πλαστικών ανά κατηγορίες. Εν συνεχεία τονίζεται η επιτακτική ανάγκη διαχείρισης και αξιοποίησης αυτών των απορριμμάτων, μέσω κατάλληλης συλλογής και διαχωρισμού αυτών. Περιγράφονται οι αποδοτικότερες εν ενεργεία μεθόδους αξιοποίησης- ανακύκλωσης τους. Τέλος δίνεται μια σαφή εικόνα των ήδη βημάτων που γίνονται προς την κατεύθυνση αυτή σε διεθνή επίπεδο και ειδικότερα στην Ελλάδα μέσω ΕΕΤΑΑ, ΟΤΑ ,ημερίδων του ΤΕΕ/ΤΚΜ και θέσπιση νομών περί της διαχείρισης πλαστικών απορριμμάτων. Στο κεφαλαίο 7 περιγράφονται τα είδη των τεχνολογιών ανακύκλωσης, με ιδιαίτερη έμφαση στην μηχανική ανακύκλωση πρωτογενής και δευτερογενής υποκατηγορίας. Επίσης περιγράφονται και οι μέθοδοι διαχωρισμού πλαστικών απορριμμάτων που προορίζονται για ανακύκλωση. Κλείνοντας αυτή η ενότητα στο κεφαλαίο 8 παραθέτωνται οι ποιοτικοί έλεγχοι και μέθοδοι αξιολόγησης ενός ανακυκλωμένου πλαστικού από μηχανική ανακύκλωση. Ειδικότερα γίνεται αναφορά σε μεθόδους προσομοίωσης συνθηκών επεξεργασίας, θερμικής καταπόνησης γήρανσης και θερμοξειδωτικής σταθερότητας. Παράλληλα προσδιορίζονται οι σημαντικότεροι τρόποι μετρήσεως μοριακών και ρεολογικών χαρακτηριστικών που είναι άμεσα συνδεδεμένοι με την ποιότητα και τις μηχανικές ιδιότητες ανακυκλωμένων πλαστικών. Φυσικά δεν αμελείται και η περιγραφή των πιο συνήθων δοκιμών για τον έλεγχο ποιότητας αλλά και ωφελίμου χρόνου ζώνης προϊόντων. Τέλος γίνεται αναφορά στις πηγές πιστοποίησης των πλαστικών σήμερα. Η παρούσα διπλωματική εργασία κλείνει με την Δ Ενότητα οπού έγιναν μετρήσεις τεχνολογικής συμπεριφοράς ανακυκλώσιμου υλικού σε συνθήκες κατεργασίας και έλεγχος ποιότητας βάση πρότυπου ΕΛΟΤ σε βιοτεχνία πλαστικών που δραστηριοποιείται στην παραγωγή προϊόντων από πολυαιθυλένιο.

The followed ms project is constitute by four section all part of the same scientific field. Starting with section A which illustrates the fundamental definitions of the scientific field of polymers. In section B which is a parted by two chapters. The first of these chapter is about the most common used industrial method of treating polymers from raw material to final products .And in the second chapter all the technological characteristic of extraction. Then section C is about the efforts that has been done in the last decade in the field of recycling plastics and specific polymeric material which is been circulated to be the biggest persistence of the used plastic both in industry and domestic use. The emphasis is on the new technologies and methods that can provide us with recycled polymer (specific HDPE) of trade quality and in a low cost.Finally the last chapter of this section is about the standardization of these new recycled materials and the method that been used to test there mechanical and technical characterizes. The final section D is the results of a experiment that been held in a small enterprise which produces plastic sacks for household waste collection with the method of blown film extruction using as raw material HDPE/LDPE 75/25 mixed with 12-18% recycled material of product scrap. During the test we produced samples of plastic sacks with different percetance of recycled and then we did tests according the Hellenic standard ELOT EN 13592. These venture wanted to record if the increase of the use of recycled material which is of course less expensive and environmental friendly can provide product of law cost with similar characteristic accord the standardization as the products of raw material.