Effect of compatibilizers on blends of immiscible polymers containing polyolefins

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeitForschung

Abstract

Die Optimierung des Recyclings von gemischten Kunststoffabfällen unter Verwendung von mit Maleinsäureanhydrid (MAH) gepfropften Kompatibilisatoren stellt großes Potenial und mehrere Herausforderungen dar. Die post-industiellen Abfallströme im Fokus dieser Studie sind Mehrschicht-Verpackungsfolien auf Basis von Polyolefinen wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) mit Polyamid (PA) als Barriereschicht. Das Verständnis der Auswirkungen der Verarbeitung sowie der Unterschiede in der Morphology der Kompatibilisatoren auf die Eigenschaften von Recycle-Folien wurde untersucht. Mit Compatibilisatoren aus dem DowDuPont-Portfolio wurde eine Reihe potenzieller Chemikalien ausgewählt, die sich für die Aufbereitung der gemischten Polymerabfälle eignen. Die Studie ist in zwei case studies aufgeteilt: PE mit PA und PP mit PA. Nach einem Screening-Prozess auf Basis von Filmen, die mit fabriksneuen Polymeren hergestellt wurden, wurde der beste Kompatibilisator und die erforderliche Menge für die ausgewählten Abfallströme bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit echtem Industrieabfall validiert. Produzierte Recyclingfolien wurden anhand von Standardlabortests wie Zug-, Reiß- und Schlagprüfung, Optik, DSC, FTIR, MFR und Mikroskopie bewertet und verglichen. Die Verarbeitung mit einem Doppelschneckenextruder zeigte gegenüber einem Einschneckenextrudern eine deutliche Verbesserung insbesondere der mechanischen Eigenschaften. Das Rückgrat (Backbone) des Kompatibilisators, der für das Mischen mit der unpolaren Matrix und das Herstellen der Grenzfläche (Interface) zwischen den polaren Polymerphasen und der Matrix verantwortlich ist, hat sich als sehr einflussreicher Faktor für die endgültigen Filmeigenschaften erwiesen. Bei entsprechender Verarbeitung und 5 Gew.-% Kompatibilisatorzugabe konnten Recyclingfolien mit mechanischen Eigenschaften im Bereich der fabriksneuen Polyolefine hergestellt werden und das zusätzliche Potential durch das PA zur Steigerung der Festigkeit der Folien genutzt werden. Die Anwendung des Recyclingmaterials mit relativ hoher Viskosität könnte in neuen Folienanwendungen mit höheren mechanischen Anforderungen erfolgen. Optischer Haze, der zu einem milchig weißen Aussehen führt, kann als Indikator für Recyclingmaterial bewerted werden. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern konnte das in-house Recycling mit dem gewonnenen Know-how zur Optimierung der Entsorgung von Polymerabfällen verbessert werden. Dieses gewonnene Bekenntnis zur Nachhaltigkeit kann eine Grundlage für das zukünftige Recycling von post-consumer Abfällen bilden.

Details

Titel in ÜbersetzungDer Effekt von Kompatibilisatoren auf unmischbare Kunststoffe mit Polyolefinen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Jun 2019
StatusVeröffentlicht - 2019