Multifaceted Evaluation of Changes in Physical Properties of Recycled Plastics by Advanced Recycling Process and Influencing Microstructural Changes (Part 2): Example of Application to Simulated Degraded Polypropylene
Aplikace | 2025 | ShimadzuInstrumentace
V oblasti cirkulární ekonomiky je klíčové pochopení změn fyzikálních vlastností recyklovaných plastů na mikroskopické úrovni. Multifaktoriální hodnocení mechanických a strukturálních parametrů umožňuje optimalizovat proces recyklace a zlepšit kvalitu produktů.
Studie se zaměřuje na aplikaci nového procesu „advanced recycling“ na simulované degradované polypropylenové pelety. Cílem je porovnat vzorky s a bez tohoto procesu a analyzovat vliv na mechanické vlastnosti, strukturní uspořádání polymerů a krystalizační chování.
Dynamické a statické tahové testy (AGX-V2, HITS-TX) měření pevnostních parametrů a modulu pružnosti; mikrotvrdost DUH-210; termická analýza DSC-60 Plus; topografická a adhezní měření SPM-Nanoa; chemické mapování infračervenou mikroskopií IRXross/AIRsight; FTIR pro poměr helikální a paralelní struktury.
Instrumentace:
Vzorky po advanced recyclingu vykázaly vyšší tažnost při přetrhu a zvýšenou lomovou energii. Současně došlo ke snížení modulu pružnosti a indentacní tvrdosti. DSC odhalila posun teploty nástupu krystalizace směrem dolů, indikující zvýšení polymerních entanglementů. FTIR potvrdila nárůst podílu helikální struktury vůči paralelní. SPM ukázala homogenizovanou orientaci a redukci strukturální usměrněnosti v mikroškálách.
Metoda umožňuje komplexně posoudit vliv recyklačních procesů na mechanické i strukturální vlastnosti plastů. Výsledky lze využít k optimalizaci podmínek recyklace, zajištění konzistence kvality materiálu a snížení nákladů na další úpravy.
Rozšíření multifaktoriální analýzy na další typy polymerů a reálné odpadní směsi. Integrace in-line monitoringu během extruze a lití. Využití strojového učení pro predikci vlastností recyklátů na základě komplexních dat z různých analytických metod.
Advanced recycling proces prokázal schopnost zlepšit tažnost a rázovou houževnatost degradovaného polypropylenu díky nárůstu polymerních entanglementů a optimalizaci mikroskopické struktury. Multifaktoriální přístup se ukázal jako efektivní nástroj pro hodnocení změn materiálů.
Termální analýza, Mechanické zkoušky, FTIR Spektroskopie
ZaměřeníMateriálová analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
V oblasti cirkulární ekonomiky je klíčové pochopení změn fyzikálních vlastností recyklovaných plastů na mikroskopické úrovni. Multifaktoriální hodnocení mechanických a strukturálních parametrů umožňuje optimalizovat proces recyklace a zlepšit kvalitu produktů.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřuje na aplikaci nového procesu „advanced recycling“ na simulované degradované polypropylenové pelety. Cílem je porovnat vzorky s a bez tohoto procesu a analyzovat vliv na mechanické vlastnosti, strukturní uspořádání polymerů a krystalizační chování.
Použitá metodika a instrumentace
Dynamické a statické tahové testy (AGX-V2, HITS-TX) měření pevnostních parametrů a modulu pružnosti; mikrotvrdost DUH-210; termická analýza DSC-60 Plus; topografická a adhezní měření SPM-Nanoa; chemické mapování infračervenou mikroskopií IRXross/AIRsight; FTIR pro poměr helikální a paralelní struktury.
Instrumentace:
- AGX-V2 Autograph Precision Universal Testing Machine
- HITS-TX High Speed Tensile Testing Machine
- DUH-210 Dynamic Ultra Micro Hardness Tester
- DSC-60 Plus Differential Scanning Calorimeter
- SPM-Nanoa Scanning Probe Microscope
- IRXross a AIRsight Infrared and Raman Microscope
- FTIR spektrometrie
Hlavní výsledky a diskuse
Vzorky po advanced recyclingu vykázaly vyšší tažnost při přetrhu a zvýšenou lomovou energii. Současně došlo ke snížení modulu pružnosti a indentacní tvrdosti. DSC odhalila posun teploty nástupu krystalizace směrem dolů, indikující zvýšení polymerních entanglementů. FTIR potvrdila nárůst podílu helikální struktury vůči paralelní. SPM ukázala homogenizovanou orientaci a redukci strukturální usměrněnosti v mikroškálách.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje komplexně posoudit vliv recyklačních procesů na mechanické i strukturální vlastnosti plastů. Výsledky lze využít k optimalizaci podmínek recyklace, zajištění konzistence kvality materiálu a snížení nákladů na další úpravy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření multifaktoriální analýzy na další typy polymerů a reálné odpadní směsi. Integrace in-line monitoringu během extruze a lití. Využití strojového učení pro predikci vlastností recyklátů na základě komplexních dat z různých analytických metod.
Závěr
Advanced recycling proces prokázal schopnost zlepšit tažnost a rázovou houževnatost degradovaného polypropylenu díky nárůstu polymerních entanglementů a optimalizaci mikroskopické struktury. Multifaktoriální přístup se ukázal jako efektivní nástroj pro hodnocení změn materiálů.
Reference
- Present and future of waste plastics: plastic resource circulation in sustainable society, The Japan Institute of Energy, p. 147.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Application News AGX -V2 AUTOGRAPH Precision Universal Testing Machine DUH -210 Dynamic Ultra Micro Hardness Tester DSC-60 Plus Differential Scanning Calorimeter AIRsight Infrared and Raman Microscope Multifaceted Evaluation of Changes in Physical Properties of Recycled Plastics by Advanced Recycling Process…
Klíčová slova
recycling, recyclingadvanced, advancedstrain, strainentanglements, entanglementspolymer, polymerprocess, processmicroscopic, microscopictest, testforeign, foreignphysical, physicalpiece, piecempa, mpaevaluation, evaluationbreak, breakmultifaceted
Application News AGX -V2 AUTOGRAPH Precision Universal Testing Machine HITS -TX High Speed Tensile Testing Machine DUH -210 Dynamic Ultra Micro Hardness Tester DSC-60 Plus Differential Scanning Calorimeter SPM-Nanoa Scanning Probe Microscope AIRsight Infrared and Raman Microscope Multifaceted Evaluation of…
Klíčová slova
recycling, recyclingadvanced, advancedprocess, processstrain, strainmodulus, moduluselastic, elasticmpa, mpabreak, breaktest, testevaluation, evaluationphysical, physicalmicroscopic, microscopicwithout, withoutcrystallization, crystallizationentanglements
Multifaceted Evaluation of Plastics: Difference of Heat Treatment Conditions
2022|Shimadzu|Aplikace
Application News AGX™-V Autograph Precision Universal Tester, DUH™-210 Dynamic Ultra Micro Hardness Tester, DSC-60 Plus Differential Scanning Calorimeter, IRTracer™-100 Fourier Transform Infrared Spectrophotometer Multifaceted Evaluation of Plastics: Difference of Heat Treatment Conditions F. Yano, K. Kawahara, T. Nishimura, and M.…
Klíčová slova
annealing, annealingpla, platensile, tensilecrystallization, crystallizationspecimen, specimentest, testtests, testswithout, withouttreatment, treatmentmpa, mpadsc, dschardness, hardnesstrviewx, trviewxextensometer, extensometerproperties
Recycled Plastic Analysis Solutions
2024|Shimadzu|Brožury a specifikace
C10G-E105 Recycled Plastic Analysis Solutions Recycled Plastic Various plastic recycling measures are being implemented in response to growing awareness about needing to establish a carbon-free and recycling-oriented society. The typical process involves collecting, sorting, shredding, washing, drying, and otherwise processing…
Klíčová slova
plastic, plasticpla, plaannealing, annealingmeasurement, measurementabs, absmold, moldhardness, hardnessftir, ftirspectrophotometer, spectrophotometerray, rayresin, resinfourier, fouriersorting, sortingextract, extractanalysis