Reactive modification and characterization of recycled polyolefins
(2024) KASM15 20241Centre for Analysis and Synthesis
- Abstract (Swedish)
- Återvinning av polymerer är nödvändig för hållbar livsföring och miljöförvaltning, och mekanisk återvinning har fördelen av mycket lägre energi- och materialförbruking jämfört med kemisk och fysisk återvinning. Ett framträdande problem med mekanisk återvinning är emellertid förkortningen av polymerkedjor som sker under deras livstid. Tekniken Reactive Recycling™ av Nexam Chemical innebär att återvunna polyolefiner blandas med tillsatserna Nexamite R305 och R201, vilket kan leda till kedjeförlängning, långkedjig förgrening eller tvärbindning, som kompenserar för den tidigare nedbrytningen. Denna studie karaktäriserar 10 återvunna polyolefinmaterial med och utan modifiering av Nexamiter. Responsen på modifieringen värderas i relativ... (More)
- Återvinning av polymerer är nödvändig för hållbar livsföring och miljöförvaltning, och mekanisk återvinning har fördelen av mycket lägre energi- och materialförbruking jämfört med kemisk och fysisk återvinning. Ett framträdande problem med mekanisk återvinning är emellertid förkortningen av polymerkedjor som sker under deras livstid. Tekniken Reactive Recycling™ av Nexam Chemical innebär att återvunna polyolefiner blandas med tillsatserna Nexamite R305 och R201, vilket kan leda till kedjeförlängning, långkedjig förgrening eller tvärbindning, som kompenserar för den tidigare nedbrytningen. Denna studie karaktäriserar 10 återvunna polyolefinmaterial med och utan modifiering av Nexamiter. Responsen på modifieringen värderas i relativ förändring av massflödet (MFR). Studien undersöker också korrelationer till oxidations-induktionstid och indikerad surhet, och reflekterar över förändringar i infraröd spektroskopispektra. Resultaten visar att alla material minskade sin MFR när de blandades med Nexamite. Två av tio material visade betydande surhet och båda visade också betydande respons på Reactive Recycling™, vilket indikerar att surhet kan vara en av flera faktorer som underlättar Reactive Recycling™. Det finns också indikationer på att oxidations-induktionstid möjligen kan vara en av dessa faktorer. (Less)
- Abstract
- Recycling of polymers is necessary for sustainable living and environmental stewardship, and mechanical recycling has the advantage of much lower energy and material demand compared to chemical and physical recycling. A prominent problem, however, with mechanical recycling is the shortening of polymer chains that occurs during their lifetime. The technology Reactive Recycling™ by Nexam Chemical involves compounding recycled polyolefins with the additives Nexamite R305 and R201, and can lead to chain extension, long chain branching or crosslinking, that compensates the previous degradation. This study characterises 10 recycled polyolefin materials with and without modification by Nexamites. The response to modification is evaluated in... (More)
- Recycling of polymers is necessary for sustainable living and environmental stewardship, and mechanical recycling has the advantage of much lower energy and material demand compared to chemical and physical recycling. A prominent problem, however, with mechanical recycling is the shortening of polymer chains that occurs during their lifetime. The technology Reactive Recycling™ by Nexam Chemical involves compounding recycled polyolefins with the additives Nexamite R305 and R201, and can lead to chain extension, long chain branching or crosslinking, that compensates the previous degradation. This study characterises 10 recycled polyolefin materials with and without modification by Nexamites. The response to modification is evaluated in relative change of melt flow rate (MFR). The study also investigates correlations to oxidative induction time and apparent acidity, and reflects on changes in infrared spectroscopy. The results shows that all materials decreased their MFR when compounded with Nexamite. Two out of ten materials showed considerable acidity and both of them also showed significant response to Reactive Recycling™, indicating that acidity might be one out of several factors that facilitates reactive recycling. There are also indications that oxidative induction time could possibly be one of those factors. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Reaktiv modifiering av återvunnen plast
Nästan hälften av alla de 400 megaton plast som produceras på vår jord är av polymertypen polyolefiner. Polymerer är kedjeformade molekyler. Polyolefiner som inkluderar låg- och högdensitetspolyeten och polypropen (LDPE, HDPE, PP), är vanliga i många förpackningar du hittar i ditt hem, och man kan ofta se en liten triangel på undersidan av förpackningar med denna plastklassningskod. Ett stort problem med plaståtervinning är att plasten åldras och bryts ner, vilket försämrar dess egenskaper så att man måste blanda den med en andel nytillverkad, icke-återvunnen plast för att bli användbar. Med hjälp av en ny teknik, Reactive Recycling™ från Nexam Chemical, kan polyolefinernas kedjor förlängas genom en... (More) - Reaktiv modifiering av återvunnen plast
Nästan hälften av alla de 400 megaton plast som produceras på vår jord är av polymertypen polyolefiner. Polymerer är kedjeformade molekyler. Polyolefiner som inkluderar låg- och högdensitetspolyeten och polypropen (LDPE, HDPE, PP), är vanliga i många förpackningar du hittar i ditt hem, och man kan ofta se en liten triangel på undersidan av förpackningar med denna plastklassningskod. Ett stort problem med plaståtervinning är att plasten åldras och bryts ner, vilket försämrar dess egenskaper så att man måste blanda den med en andel nytillverkad, icke-återvunnen plast för att bli användbar. Med hjälp av en ny teknik, Reactive Recycling™ från Nexam Chemical, kan polyolefinernas kedjor förlängas genom en reaktion med tillsatsämnet Nexamite R305/201. Detta återställer eller förbättrar de egenskaper som plasten förlorade vid åldrandet. Kedjelängden på polymererna är viktig för flera egenskaper, inklusive viskositet och processbarhet.
I denna studie undersöktes 10 olika återvunna polyolefiner, av typerna LDPE, HDPE och PP. Undersökningen mätte smältflödeshastigheten (MFR), ett mått på hur lättflytande den smälta plasten är. Kortare polymerkedjor ger högre MFR, medan längre kedjor ger lägre MFR på grund av att de lättare trasslar ihop sig och därför blir trögflytande. Resultaten visade att tillsats av Nexamite R305/201 minskade MFR genom att förlänga polymerkedjorna.
För att förstå varför Nexamite R305/201 fungerar bättre på vissa plaster undersöktes också kemiska egenskaper som pH och oxidativ induktionstid (OIT). Dessutom genomfördes Fouriertransform infraröd spektroskopi (FTIR). pH är ett mått på hur surt eller basiskt ett material är. Syror och baser kan fungera som katalysatorer, vilket betyder att de kan påskynda kemiska reaktioner. Oxidativ induktionstid (OIT) mäter hur snabbt plasten börjar oxidera, alltså brytas ner, när den utsätts för värme och syre. OIT påverkas av stabiliserande tillsatsämnen i plasten, som kan förhindra eller fördröja nedbrytning. Dessa tillsatser är mycket vanliga men kan konsumeras under en plasts livslängd. FTIR analyserar vilka typer av kemiska bindningar som finns i plasten genom att skicka infrarött ljus genom materialet. Varje typ av kemisk bindning absorberar specifika våglängder av ljuset, vilket gör det möjligt att identifiera nya bindningar som kan ha bildats när Nexamite R305/201 reagerat.
Resultaten visar att alla material minskade sin MFR när de blandades med Nexamite. Två av tio material visade betydande surhet och båda visade också betydande respons på Reactive Recycling™, vilket indikerar att surhet kan vara en av flera faktorer som underlättar Reactive Recycling™. Det finns också indikationer på att oxidations-induktionstid kan vara en av dessa faktorer.
Studien kan bidra till att förbättra återvinningstekniker, öka andelen återvunnet. Återvunnen plast kan också användas till mer högkvalitativa produkter och därmed minska både ekonomiska och miljömässiga förluster. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9169050
- author
- Lindeberg, Maria LU
- supervisor
- organization
- course
- KASM15 20241
- year
- 2024
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Polymer technology, Recycling, Mechanical recycling, Chain extension, Long-chain branching, Polyolefins, LDPE, HDPE, PP
- language
- English
- id
- 9169050
- date added to LUP
- 2024-07-01 10:56:16
- date last changed
- 2024-07-01 10:56:16
@misc{9169050,
abstract = {{Recycling of polymers is necessary for sustainable living and environmental stewardship, and mechanical recycling has the advantage of much lower energy and material demand compared to chemical and physical recycling. A prominent problem, however, with mechanical recycling is the shortening of polymer chains that occurs during their lifetime. The technology Reactive Recycling™ by Nexam Chemical involves compounding recycled polyolefins with the additives Nexamite R305 and R201, and can lead to chain extension, long chain branching or crosslinking, that compensates the previous degradation. This study characterises 10 recycled polyolefin materials with and without modification by Nexamites. The response to modification is evaluated in relative change of melt flow rate (MFR). The study also investigates correlations to oxidative induction time and apparent acidity, and reflects on changes in infrared spectroscopy. The results shows that all materials decreased their MFR when compounded with Nexamite. Two out of ten materials showed considerable acidity and both of them also showed significant response to Reactive Recycling™, indicating that acidity might be one out of several factors that facilitates reactive recycling. There are also indications that oxidative induction time could possibly be one of those factors.}},
author = {{Lindeberg, Maria}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Reactive modification and characterization of recycled polyolefins}},
year = {{2024}},
}