Экорешение: композиты из вторичного полипропилена модифицированного термоэластопластами и дисперсными наполнителями

  • В. В. Мясоедова Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия
  • А. В. Лушкова Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: экорешение, вторичный полипропилен, термоэластопласты, экструзия, термопрессование, высокодисперсные наполнители, полимерные смеси, композиты

Аннотация

Решение проблем устойчивого развития, химической безопасности и циклической экономики основано, в значительной мере, на актуальной в научно-практическом плане переработке сортированных вторичных полимеров. Представлены результаты впервые проведенных исследований полимерных смесей на основе материалов отечественного производства, а именно вторичного полипропилена (ВтПП) из сортированных промышленных твердых отходов с термоэластопластами (ТЭП) двух видов: полиолефинового и стирольного типа (5–10% от массы ВтПП), а также композиций на основе этих смесей и высокодисперсных наполнителей в виде активного дисперсно-девулканизированного порошка резины изношенных шин и резиновой крошки противогазов (2% от массы ВтПП). Образцы смесей были получены методом экструзии и термопрессования. Обнаружена хорошая совместимость ВтПП и ТЭП в изученной области составов при переработке смесей полимеров в условиях сдвиговой деформации методом экструзии. Свойства полученных смесей изучены совокупностью физико-химических методов (Фурье-ИК-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа), определены зависимости напряжения от относительного удлинения при разрыве. Проявлений химического взаимодействия между компонентами в изученных полимерных смесях не выявлено. Показано, что предложенные для модификации ВтПП сополимеры этилен-октена и стирол-этилен0бутилен-стирола обусловили пластификацию ВтПП вследствие уменьшения степени кристалличности, а также выполнили функцию компатибилизаторов при получении композитов путем введения в смеси высокодисперсных наполнителей типа порошков резины противогазов и девулканизированной резины шин.

Литература

Domingues, J., Marques, T., Mateus, A., Carreira, P., & Malca, C. (2017). An additive manufacturing solution to produce big green parts from tires and recycled plastics. Procedia Manufacturing, 12, 242 - 248. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.08.028

Okan, M., Aydin, H.M., & Barsbay, M. (2019). Current approaches to waste polymer utilization and minimization: a review. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 94(1), 8 - 21. https://doi.org/10.1002/jctb.5778

Sienkiewicz, M., Janik, H., Borzędowska-Labuda, K., & Kucińska-Lipka, J. (2017). Environmentally friendly polymer-rubber composites obtained from waste tyres: A review. Journal of Cleaner Production, 147, 560 - 571. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.121

Grigoryeva, O.P., Fainleib, A.M., Tolstov, A.L., Starostenko, O.M., & Karger-Kocsis, J. (2005). Journal of Applied Polymer Science, 95(3), 659 - 671. https://doi.org/10.1002/app.21177

Holden, G., Kricheldorf, H.R., & Quirk, R.P. (2004). Thermoplastic Elastomers. 3rd Ed. Hanser Gardner Publications.

Paul D.R., & Bucknall, C.B. (2000). Polymer blends: formulation and performance. New York: Wiley.

Luo, T., & Isayev, A.I. (1998). Rubber/plastic blends based on devulcanized ground tire rubber. Journal of Elastomers & Plastics, 30(2), 133 - 160. https://doi.org/10.1177/009524439803000204

Bazunova, M.V., Ishyarova, G.R., Sharipova, G.M., & Zakharov, V.P. (2018). Investigation of the possibility of using secondary polypropylene in composite materials. Doklady Bashkirskogo Universiteta = Reports of Bashkir University, 3(1), 16 - 28 (in Russ.).

Trofimenko, Yu.V., Vorontsov, Yu.M., & Trofimenko, K.Yu. (2014). Recycling and use of worn tires. Tverdye bytovye otkhody = Municipal Solid waste, 3(93), 42 – 49 (in Russ.).

Lebedev, A.N., Klindukhov, N.S., Lebedev, S.A., & Ovchinnikova, I.V. (2009). Technical-and-economic and ecological problems of used tyre recycling. Ekologia promyslennogo proizvodstva = Industrial ecology, 3, 50 - 54 (in Russ.).

Pat. 2697865, Russian Federation, 2019.

Moiseev, V.V. (1985). Thermoplastics. M.: Khimiya (in Russ.).

https://rusplast.com/catalog/poliolefinovyy-elastomer-poe-poe/18595/ (accessed 25.09.2020).

https://rusplast.com/catalog/butadiene-tec-injection-brand/13789/ (accessed 25.09.2020).

Nikolsky, V.G. (1999). Rubber powders with high chemical activity: preparation, structure, properties. Proceedings of scientific conference of Institute of Chemical Physics of Russian Academy of Sciences. М.: Semenov Institute of Chemical Physics RAS. P. 29 (in Russ.).

Nikolsky, V.G. (2002). Modern technologies for processing worn tires and other rubber waste. Vtorichnye resursy = Secondary resources, 1, 48 (in Russ.).

Опубликован
2020-12-27
Как цитировать
Мясоедова, В. В., & Лушкова, А. В. (2020). Экорешение: композиты из вторичного полипропилена модифицированного термоэластопластами и дисперсными наполнителями. Химическая безопасность, 4(2), 265 - 281. https://doi.org/10.25514/CHS.2020.2.18019
Раздел
Утилизация и биодеградация отходов