16 Slika 14: Procesni koraki injekcijskega brizganja (L-prirejeno) [14]
Za ustrezno izdelavo so zelo pomembni parametri brizganja, saj so lahko posledice neustrezno nastavljenih parametrov vidne kot napake na izdelkih.
Glavni parametri so:
- Temperatura cilindra [°C]
- Čas brizganja [s]
- Hitrost polža [mm/s]
- Čas cikla [s]
- Temperatura orodja [°C]
- Naknadni tlak [MPa]
- Temperatura orodja [°C]
Parametri brizganja, ki smo jih nastavili za brizganje preizkušancev, so predstavljeni v tabelah 3, 4 in 5.
Tabela 3: Parametri brizganja 100 % reciklata Parametri orodja za brizganje 100 % reciklata
Temperatura cilindra [°C] 240, 240, 230, 230
Čas brizganja [s] 1,5
Naknadni tlak [MPa] 360 (3 s), 300 (6 s)
Hitrost polža [mm/s] 15
Čas cikla [s] 41
Temperatura vode v orodju [°C] 30
17 Tabela 4: Parametri brizganja svežega polipropilena
Parametri orodja za brizganje svežega polipropilena
Temperatura cilindra [°C] 205, 200, 200, 195
Čas brizganja [s] 1,5
Naknadni tlak [MPa] 360 (3 s), 300 (6 s)
Hitrost polža [mm/s] 15
Čas cikla [s] 41
Temperatura vode v orodju [°C] 30
Tabela 5: Parametri brizganja 47 % reciklata Parametri orodja za brizganje 47 % reciklata
Temperatura cilindra [°C] 185, 195, 195, 165
Čas brizganja [s] 1,5
Naknadni tlak [MPa] 360 (3 s), 300 (6 s)
Hitrost polža [mm/s] 15
Čas cikla [s] 41
Temperatura vode v orodju [°C] 30
Natezni preizkušanci so bili narejeni po standardu ISO-27-1. Lo predstavlja začetno merilno dolžino, Lu končno dolžino, a debelino in b širino. Skica je predstavljena na sliki 15, na sliki 16 pa je natezni preizkušanec s 47 % vsebnostjo reciklata. Začetno merilno dolžina je bila za vse preizkušance 75 mm, končna dolžina, debelina in širina pa so bile za vsak vzorec različne.
Izmerjene vrednosti naših nateznih preizkušancev so predstavljene v poglavju 3.4.
Slika 15: Preizkušanec, brizgan po standardu ISO 527-1
Slika 16: Natezni preizkušanec – 100 % reciklat
18 3.3 Indeks tečenja taline (MFI)
Meritve indeksa tečenja taline (MFI - Melt Flow Index) smo izvedli z aparatom DONGGUAN LIYI TEST EQUIPMENT CO., LTD, model LY-RR skladno s standardom ISO 1133, na sedežu podjetja Plastika Skaza d. o. o. Aparat je prikazan na sliki 17.
Slika 17: Aparat za merjenje indeksa tečenja taline
Indeks tečenja taline je količina, izmerjena v gramih, ki pod določeno obremenitvijo in pri določeni temperaturi v 10 minutah preide skozi šobo. Enota je g/10 min. Granulat se skozi šobo potiska s pomočjo bata in uteži. Material se tali pri konstantni temperaturi. Na koncu šobe naprava odrezuje iztisnjen material glede na vnaprej nastavljene nastavitve. Nižji kot je indeks tečenja taline, večja je viskoznost [16].
Postopek smo začeli z nasipanjem 6-10 g granulata v aparat, skupna teža bata in uteži pa je bila 2,16 kg. Material smo segreli na 230 °C. Čas odrezovanja smo nastavili na 15 sekund in dobili 10 odrezkov. S pritiskom na tipko ''Run'' smo začeli meritve. Stehtali smo maso vseh 10 odrezkov in jo delili z 10, maso enega pa smo vnesli v aparat, ki nam je nato izpisal indeks tečenja taline. Po 10 odrezkih smo meritve ustavili. Opravili smo 10 meritev ene šarže, torej 20
19 meritev za en material. Po vsaki meritvi smo aparat in njegove dele očistili, da ni bilo nobenih ostankov prejšnjega materiala. Na sliki 18 je vidno, kaj se zgodi, če aparat po meritvah 100 % reciklata ni dobro očiščen, saj je le-ta črne barve. Zaradi tega je svež polipropilen na nekaterih delih obarvan rahlo črno in takšnih odrezkov ne moremo upoštevati za izračun indeksa tečenja taline.
Slika 18: Odrezki, ki so bili pridobljeni po slabem čiščenju aparata
3.4 Natezni preizkus
Z nateznim preizkusom določamo trdnostne in preoblikovalne lastnosti materialov. Natezni preizkus smo izvajali na napravi INSTRON 8802 (LMP-MI-06) po standardu ISO 527-1. Na preizkušancih smo označili merilno dolžino, ki je znašala 75 mm. Po zlomu preizkušanca smo izmerili končno dolžino in tako dobili podatek o spremembi dolžine.
∆𝐿 = 𝐿 − 𝐿o (2)
Pri čemer je:
ΔL [mm] - sprememba dolžine Lu [mm] - končna dolžina
Lo [mm] - začetna merilna dolžina.
20 Iz podatkov o dolžini in spremembi dolžine pa lahko izračunamo tudi raztezek po pretrgu ε:
𝜀 =∆𝐿 𝐿o
(3)
σ - natezna napetost [Pa]
F - sila [N]
E - modul elastičnosti [Pa]
ε - raztezek [%]
Natezna napetost σ je definirana kot sila F na začetni presek Ao:
𝜎 = 𝐹 𝐴o
(4)
Ao - začetni presek [mm2]
Na sliki 19 je prikazana naprava za izvajanje nateznega preizkusa, na sliki 20 pa natezni preizkušanec, vpet v ogrodno čeljust naprave.
Slika 19: Naprava za izvajanje nateznega preizkusa
21 Slika 20: Natezni preizkušanec vpet v ogrodno čeljust
3.5 Staranje
V komorno peč Memmert UN110 smo dali 10 nateznih preizkušancev vsakega materiala (5 iz prve in 5 iz druge šarže) in jih tam pustili 18 dni. Temperaturo smo nastavili na 75 °C. Zaradi izpostavljenosti višjim temperaturam pri staranju prihaja do degradacije polimerov in slabšanja njihovih lastnosti. Glavna parametra staranja sta temperatura in čas. Opazovali smo spremembe mehanskih lastnosti pred in po staranju. Na sliki 21 je komorna peč, na sliki 22 pa preizkušanci v njej. Preizkušance smo postavili na pladnje tako, da se drug drugega niso dotikali.
22 Slika 21: Komorna peč
Slika 22: Natezni preizkušanci v komorni peči
23
4. Rezultati in diskusija
4.1 Indeks tečenja taline
Rezultati MFI meritev so predstavljeni v tabelah 6,7 in 8.
Tabela 6: Indeks tečenja 100 % reciklata
100 % reciklat I. šarža II. šarža
Meritev 1. 2. 1. 2.
Povprečna masa enega odrezka [g]: 136 215 199 235
MFI [g/10 min] 8,2 8,6 7,96 9,4
Povprečje MFI [g/10 min] 8,4 8,68
MFI na tehnični listi [g/10 min] 9 ± 15 %
Indeks tečenja taline je bil po podatkih tehnične liste proizvajalca 9. Povprečne izmerjene vrednosti I. šarže so od te vrednosti odstopale za 6,67 %, povprečne izmerjene vrednosti II.
šarže pa za 3,56 %. Izmerjen indeks je bil višji pri reciklatu iz II. šarže. Na sliki 23 so odrezki 100 % reciklata.
Slika 23: Odrezki 100 % reciklata
Tabela 7: Indeks tečenja 47 % reciklata
47 % reciklat I. šarža II. šarža
Meritev 1. 2. 1. 2.
Povprečna masa enega odrezka [g]: 547 482 485 0,523
MFI [g/10 min] 21,88 19,28 19,4 20,92
Povprečje MFI [g/10 min] 20,58 20,16
MFI na tehnični listi [g/10 min] 20-25
Indeks tečenja taline je bil za obe šarži 47 % reciklata med vrednostima, ki sta na tehnični listi podani kot zgornja in spodnja meja. Na sliki 24 so odrezki 47 % reciklata.
24 Slika 24: Odrezki 47 % reciklata
Tabela 8: Indeks tečenja taline svežega polipropilena
Svež polipropilen I. šarža II. šarža
Meritev 1. 2. 1. 2.
Povprečna masa enega odrezka [g]: 311 322 187 198
MFI [g/10 min] 37,32 38,16 20,4 19,44
Povprečje MFI [g/10 min] 37,74 19,92
Pričakovan MFI na tehnični listi [g/10 min] 40 ± 15 %
Indeks tečenja taline je bil po podatkih tehnične liste proizvajalca 40. Povprečne izmerjene vrednosti I. šarže so od te vrednosti odstopale za 5,65 %. Izmerjene vrednosti II. šarže so bile pod pričakovano mejo, saj so odstopale za 49,8 %. Na sliki 25 so odrezki svežega polipropilena, ki je bil najbolj tekoč.
Slika 25: Odrezki svežega polipropilena
Iz meritev lahko razberemo, da je svež polipropilen najbolj tekoč, sledi mu 47 % reciklat, najmanj pa je tekoč 100 % reciklat. Povprečne vrednosti le malo odstopajo od vrednosti na tehničnih listah dobaviteljev, izjema je le II. šarža čistega polipropilena, kjer je odstopanje kar 49,8 %.
25 4.2 Natezni preizkus
Za vsak material, pred in po staranju, smo s petimi preizkušanci opravili natezni preizkus.
Preizkus smo opravljali s preizkušanci obeh sarž. Izračunali smo povprečje vseh 5 meritev in jih nato med seboj primerjali. Primerjali smo rezultate nateznega preizkusa I. in II. šarže vseh treh polipropilenov in rezultate nateznih preizkušancev pred ter po staranju.
Na sliki 26 so predstavljene tri pomembne točke grafov, ki smo jih pridobili med opravljanjem nateznega preizkusa: natezna trdnost, napetost tečenja in napetost ob porušitvi, kjer pride do zloma nateznega preizkušanca. Napetost tečenja je meja, kjer pride do prvega trajnega raztezanja, natezna trdnost pa je maksimalna napetost materiala, ki jo material še lahko prenese.
Dokler se material nahaja v elastičnem območju, se po koncu obremenitev povrne v prvotno obliko. Material se trajno deformira, ko doseže območje plastičnosti (slika 27).
Slika 26: Natezna trdnost, napetost tečenja in točka, kjer pride do porušitve
Slika 27: Graf napetost-deformacija
26 4.2.1 Preizkušanec - 100 % reciklat
4.2.1.1 Pred staranjem
Na slikah 28 in 29 ter v tabelah 9 in 10 so predstavljeni rezultati nateznega preizkusa preizkušancev z vsebnostjo 100 % reciklata. Na začetku krivulja hitro narašča, dokler ne doseže točke natezne trdnosti. Napetost nato pada, dokler ne pride do porušitve. Vrednost napetosti tečenja niha med 12 in 13 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je pri vseh preizkušancih 22 MPa.
Prišlo je do manjših razlik med rezultati I. in II. šarže. Napetost tečenja je bila pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,5 % manjša od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže, prav tako je bil raztezek preizkušancev II. šarže za 6,45 % manjši. Izmerjena natezna trdnost in modul elastičnosti sta bila enaka za preizkušance obeh šarž.
Slika 28: Reztezek pri natezni trdnosti, 100 % reciklat, I. šarža - pred staranjem
Slika 29: Odvisnost napetosti od raztezka, 100 % reciklat, II. šarža - pred staranjem
27 Tabela 9: Rezultati nateznega preizkusa I. šarže 100 % reciklata - pred staranjem
100 % reciklat, I. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Tabela 10: Rezultati nateznega preizkusa za II. šaržo 100 % reciklata – pred staranjem 100 % reciklat, II. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Na sliki 30 lahko vidimo, kako izgledajo preizkušanci po porušitvi.
Slika 30: Natezni preizkušanci 100 % reciklata po nateznem preizkusu
Dokler se material nahaja v elastičnem območju, se deformira brez trajne spremembe oblike, po prekinitvi pa se material povrne v prvotno obliko. Po prehodu v plastično območje se material trajno deformira.
28 4.2.1.2 Po staranju
Na slikah 31 in 32 ter v tabelah 11 in 12 ter so predstavljeni rezultati nateznega preizkusa za preizkušance s 100 % vsebnostjo reciklata po staranju. Vrednost napetosti tečenja je nihala med 12 in 13 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je bila v vseh primerih 22 MPa.
Po staranju je bila napetost tečenja pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,45 % manjša od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže, natezna trdnost II. šarže pa je bila enaka kot pri I. šarži. Modul elastičnosti je bil za 2,23 % manjši pri II. šarži. Raztezek II. šarže je bil za 10 % manjši od raztezka I. šarže.
Slika 31: Odvisnost napetosti od raztezka, 100 % reciklat, I. šarža – po staranju
Slika 32: Odvisnost napetosti od raztezka, 100 % reciklat, II. šarža – po staranju
29 Tabela 11: Rezultati meritev nateznega preizkusa za I. šaržo 100 % reciklata-po staranju
100 % reciklat, I. serija 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Tabela 12: Rezultati meritev nateznega preizkusa za II. šaržo 100 % reciklata-po staranju 100 % reciklat, II. serija 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
V tabeli 13 so prikazane povprečne vrednosti nateznega preizkusa za 100 % reciklat. Po staranju se je napetost tečenja pri preizkušancih prve sarže povečala za 8,21 % in za 13,33 % pri preizkušancih druge, natezna trdnost pa se je pri preizkušancih obeh šarž povečala za 4,5 %.
Modul elastičnosti se je zmanjšal za 12,34 % in 14,29 %, prav tako se je za 26,93 % (I. sarža) in 29,71 % (II. sarža) zmanjšal raztezek.
Tabela 13: Rezultati nateznega preizkusa – 100 % reciklat
100 % reciklat
30 4.2.2 Preizkušanec - 47 % reciklat
4.2.2.1 Pred staranjem
Rezultati nateznega preizkusa za 47 % reciklat pred staranjem so predstavljeni na slikah 33 in 34 ter v tabelah 14 in 15. Prišlo je do manjših razlik med rezultati I. in II. šarže. Vrednost napetosti tečenja je nihala med 14 in 15 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je nihala med 26 in 28 MPa. Na sliki 36 vidimo natezne preizkušance 47 % reciklata po nateznem preizkusu.
Napetost tečenja je bila pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,41 % večja od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže, prav tako je bil raztezek preizkušancev II. šarže za 6,45 % večji od raztezka I. šarže. Izmerjena natezna trdnost II. šarže je bila za 5,76 % manjša od izmerjene natezne trdnosti I. šarže, modul elastičnosti pa je bil za 1,58 % manjši pri II. šarži.
Slika 33: Odvisnost napetosti od raztezka, 47 % reciklat, I. šarža - pred staranjem
Slika 34: Odvisnost napetosti od raztezka, 47 % reciklat, II. šarža - pred staranjem
31 Tabela 14: Rezultati meritev nateznega preizkusa za I. šaržo 47 % reciklata - pred staranjem
47 % reciklat, I. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Merilna dolžina [mm] 75 75 75 75 75 75
Končna dolžina [mm] 75 85,93 90,47 85,4 90,67 88,12
Širina [mm] 9,96 9,96 9,96 9,96 9,97 9,96
Debelina [mm] 3,94 3,96 3,94 3,96 3,97 3,95
Napetost tečenja [MPa] 14 14 14 14 14 14
Natezna trdnost [MPa] 28 28 28 28 27 27,8
Raztezek [%] 0 14,6 20,6 13,9 20,9 17,5
Modul elastičnosti [GPa] 1,94 1,92 1,92 1,89 1,84 1,9
Tabela 15: Rezultati meritev nateznega preizkusa za II. šaržo 47 % reciklata - pred staranjem 47 % reciklat, I. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Merilna dolžina [mm] 75 75 75 75 75 75
Končna dolžina [mm] 88,66 94,04 89,07 85,62 94,95 90,45
Širina [mm] 9,96 9,97 9,96 9,97 9,97 9,97
Debelina [mm] 3,94 3,95 3,96 3,96 3,94 3,95
Napetost tečenja [MPa] 14 14 14 15 14 14,2
Natezna trdnost [MPa] 27 26 26 26 26 26,2
Raztezek [%] 18,2 25,4 18,8 14,2 26,6 20,64
Modul elastičnosti [GPa] 1,86 1,92 1,92 1,81 1,83 1,87
Na sliki 35 vidimo natezne preizkušance z vsebnostjo 47 % po porušitvi. Opazno je, da je kontrakcija večja kot je bila pri 100 % reciklatu.
Slika 35: Natezni preizkušanci 47 % reciklata po nateznem preizkusu
32 4.2.2.2 Po staranju
Na slikah 37 in 38 ter v tabelah 16 in 17 so predstavljeni rezultati nateznega preizkusa 47 % reciklata po staranju. Vrednost napetosti tečenja je nihala med 15 in 17 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je nihala med 27 in 29 MPa.
Napetost tečenja je bila pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,41 % večja od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže, prav tako je bil raztezek preizkušancev II. šarže za 6,45 % večji od raztezka I. šarže. Izmerjena natezna trdnost II. šarže je bila za 5,76 % manjša od izmerjene natezne trdnosti I. šarže, modul elastičnosti pa je bil za 1,58 % manjši pri II. šarži.
Slika 36: Odvisnost napetosti od raztezka, 47 % reciklat,I. šarža – po staranju
Slika 37: Odvisnost napetosti od raztezka, 47 % reciklat, II. šarža – po staranju
33 Tabela 16: Rezultati meritev nateznega preizkusa za I. šaržo 47 % reciklata-po staranju
47 % reciklat, I. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Tabela 17: Rezultati meritev nateznega preizkusa za II. šaržo 47 % reciklata-po staranju 47 % reciklat, II. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje reciklat pred in po staranju. Pri 47 % reciklatu je bila napetost tečenja preizkušancev za 1,43 % (I. šarža) in 5,63 % (II. šarža) večja po staranju, natezna trdnost pa je bila prav tako za 4,32 % (I. šarža) in 3,1 % (II. šarža) večja po staranju. Raztezek se je po staranju zmanjšal za 26,97 % (I. šarža) in 24,71 % (II. šarža), modul elastičnosti pa se je zmanjšal za 17,37 % (I. šarža) in 7,49 % (II. šarža).
Tabela 18: Rezultati nateznega preizkusa - 47 % reciklat
47 % reciklat
34 4.2.3 Preizkušanec - svež polipropilen
4.2.3.1 Pred staranjem
Na slikah 39 in 40 ter v tabelah 19 in 20 so predstavljeni rezultati nateznega preizkusa svežega polipropilena po staranju. Vrednost napetosti tečenja je nihala med 12 in 13 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je nihala med 26 in 27 MPa.
Prišlo je do manjših razlik med rezultati I. in II. šarže. Napetost tečenja je bila pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,56 % manjša od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže, natezna trdnost II. šarže je bila za 0,75 % večja od izmerjene natezne trdnosti I. šarže. Modul elastičnosti je bil za 3,91 % večji pri II. šarži. Do loma materiala ni prišlo, zato podatkov o raztezku nismo mogli pridobiti.
Slika 38: Odvisnost napetosti od raztezka, svež polipropilen, I. šarža - pred staranjem
Slika 39: Odvisnost napetosti od raztezka, svež polipropilen, II. šarža - pred staranjem
35 Tabela 19: Rezultati meritev nateznega preizkusa za I. šaržo svežega polipropilena - pred
staranjem Napetost tečenja [MPa] 13 13 13 12 13 12,8
Natezna trdnost [MPa] 27 27 27 26 27 26,8
Raztezek [%] / / / / / /
Modul elastičnosti [GPa] 1,32 1,27 1,26 1,24 1,29 1,28
Tabela 20: Rezultati meritev nateznega preizkusa za II. šaržo svežega polipropilena - pred staranjem Napetost tečenja [MPa] 13 13 12 12 13 12,6
Natezna trdnost [MPa] 27 27 27 27 27 27
Raztezek [%] / / / / / /
Modul elastičnosti [GPa] 1,29 1,31 1,33 1,37 1,33 1,33
Na sliki 40 so natezni preizkušanci svežega polipropilena po nateznem preizkusu. Svež polipropilen ima visok MFI in posledično visok raztezek, zato do zloma ni prišlo.
Slika 40: Natezni preizkušanci svež polipropilena po nateznem preizkusu
36 Slika 41 je dober primer prikaza zoževanja vratu svežega polipropilena. Ob povečaneni razdalji med vhodno čeljustjo se je vrat preizkušanca le še bolj zožal in podaljšal, še vedno pa ni prišlo do loma.
Slika 41: Natezni preizkušanec svežega polipropilena po nateznem preizkusu ob povečani razdalji med vhodno čeljustjo
Pri prehodu iz homogenega v nehomogeno področje plastične deformacije pride do lokalne zožitve oz. nastanka vratu. Na mestu lokalne zožitve se preizkušanec pri lomni napetosti poruši.
Med deformiranjem prihaja do podaljševanja vratu, mehanizem poteka deformiranja pa je prikazan na sliki 42.
Slika 42: Potek deformiranja preizkušanca
4.2.3.2 Po staranju
Na slikah 43 in 44 ter v tabelah 21 in 22 so predstavljeni rezultati nateznega preizkusa za svež polipropilen po staranju. Vrednost napetosti tečenja je nihala med 15 in 17 MPa, vrednost natezne trdnosti pa je nihala med 27 in 29 MPa.
Prišlo je do manjših razlik med rezultati I. in II. šarže. Napetost tečenja je bila pri nateznih preizkušancih II. šarže za 1,51 % manjša od napetosti tečenja nateznih preizkušancev I. šarže.
Izmerjena natezna trdnost je bila za obe sarži enaka, modul elastičnosti pa je bil za 3,39 % večji pri II. šarži.
37 Slika 43: Odvisnost napetosti od raztezka, svež polipropilen, II. šarža - po staranju
Slika 44: Odvisnost napetosti od raztezka, svež polipropilen, II. šarža - po staranju
Tabela 21: Rezultati meritev nateznega preizkusa za I. šaržo svežega polipropilena - po staranju
Svež polipropilen, I. šarža 1. 2. 3. 4. 5. Povprečje
Merilna dolžina [mm] 75 75 75 75 75 75
Končna dolžina [mm] / / / / / /
Širina [mm] 9,94 9,94 9,94 9,94 9,94 9,94
Debelina [mm] 3,94 3,94 3,95 3,94 3,95 3,94
Napetost tečenja [MPa] 14 13 13 13 13 13,2
Natezna trdnost [MPa] 29 29 29 29 29 29
Razteznost [%] / / / / / /
Modul elastičnosti [GPa] 1,17 1,19 1,19 1,17 1,17 1,18
38 Tabela 22: Rezultati meritev nateznega preizkusa za II. šaržo svežega polipropilena - po
staranju
Modul elastičnosti [GPa] 1,27 1,22 1,25 1,21 1,16 1,22
V tabeli 23 so prikazani rezultati nateznega preizkusa za svež polipropilen pred in po staranju.
Pri svežem polipropilenu se je napetost tečenja po staranju povečala za 3,13 % (I. šarža)in za 3,17 % (II. šarža). Natezna trdnost se je po staranju povečala za 8,21 % (I. šarža) in za 7,41 % (II. šarža), elastični modul pa se je po staranju zmanjšal za 7,81 % (I. šarža) in 4,69 % (II. šarža).
Podatkov o raztezku nismo pridobili, saj do loma ni prišlo.
Tabela 23: Rezultati nateznega preizkusa - svež polipropilen
Svež polipropilen natezna trdnost po staranju za vsak polipropilen povečata, raztezek in modul elastičnosti pa se zmanjšata. Z analizo dobljenih rezultatov lahko ugotovimo, da lastnosti polipropilenov spreminjajo glede na odstotek reciklata. Podobne rezultate so dobili tudi L. G. Barbosa, M.
Piaia ter G. H. Ceni [17]. Reciklat PP ima nižjo molsko maso in posledično nižji raztezek pri pretrgu ter nižjo trdnost. Slabše lastnosti so lahko tudi posledica prisotnosti nečistoč, ki se pojavijo pri recikliranju in spremembe dolžin in razvejanja verig ter medmolekulskih struktur.
Zmanjšanje molekulske mase z recikliranjem povečuje gibljivost verig in višjo stopnjo kristaliničnosti. Kristaliničnost se poveča tudi zaradi krajših verig. Višji modul elastičnosti in napetost tečenja recikliranega PP je povezana z višjo stopnjo kristaliničnosti in manjšim
39 raztezkom pri prelomu ter z zmanjšanjem molekulske mase [17]. Raztezek se zmanjšuje z večjo vsebnostjo reciklata.
Slika 45: Rezultati nateznega preizkusa
0
Napetost tečenja [MPa] Natezna trdnost [Mpa] Raztezek [%] Modul elastičnosti [GPa]
40
5. Zaključki
Osnovni cilj diplomskega dela je bil ugotoviti, kako delež reciklata vpliva na mehanske lastnosti polipropilenov ter kako se lastnosti spreminjajo s staranjem v komorni peči. V sklopu eksperimentalnega dela smo z injekcijskim brizganjem izdelali natezne preizkušance iz polipropilena, ki so se med seboj razlikovali glede na vsebnost reciklata. Tekom eksperimenta smo prišli do naslednjih zaključkov:
-Vpliv reciklata na MFI:
Izmerjen MFI je bil najvišji pri svežem polipropilenu, kar pomeni, da je svež polipropilen najbolj tekoč. Sledi mu 47 % reciklat, najnižji MFI pa smo zmerili pri 100 % reciklatu, torej je črni reciklat je najmanj tekoč. Za meritve II. šarže so bile vrednosti svežega polipropilena nižje od pričakovanih.
-Vpliv reciklata na rezultate nateznega preizkusa:
Napetost tečenja je bila najvišja pri 47 % reciklatu. Pri meritvah I. šarže je bila napetost tečenja najnižja pri 100 % reciklatu, pri meritvah II. šarže pa je bila najnižja pri svežem polipropilenu.
Raztezek je bil najmanjši pri 100 % reciklatu in največji pri svežem polipropilenu. Pri svežem polipropilenu do loma ni prišlo, zato raztezka in končne dolžine nismo pridobili. Raztezki polipropilenov II. šarže so bili nižji od raztezkov I. šarže. Na podlagi naših meritev lahko sklepamo, da so raztezki večji, kadar gre za višje MFI-je.
Modul elastičnosti je bil največji pri 47 % reciklatu in najmanjši pri svežem polipropilenu. Pri meritvah II. šarže so bile vrednosti elastičnega modula nižje.
Natezna trdost 47 % reciklata in svežega polipropilena je bila podobna, natezna trdnost 100 % reciklata pa je bila nižja za 4-7 MPa.
Vpliv staranja na rezultate nateznega preizkusa:
Raztezek je bil nižji pri nateznih preizkušancih, ki smo jih starali v toplotni komori. Prav tako je bil nižji modul elastičnosti. Napetost tečenja in natezna trdnost sta se po staranju zvišali.
Razlike v barvi ali obliki nismo opazili.
41 Takšno zmanjšanje nekaterih lastnosti je mogoče pojasniti kot posledico negotovosti sestave vzorcev, saj gre za reciklažo iz različnih materialov. Izziv pri predelavi reciklatov je zagotovo, kako preprečiti nadaljevanje degradacije pri nadaljnjem recikliranju, ugotoviti, kako nečistoče
41 Takšno zmanjšanje nekaterih lastnosti je mogoče pojasniti kot posledico negotovosti sestave vzorcev, saj gre za reciklažo iz različnih materialov. Izziv pri predelavi reciklatov je zagotovo, kako preprečiti nadaljevanje degradacije pri nadaljnjem recikliranju, ugotoviti, kako nečistoče