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废弃物价值化可行性研究:评估不同工业后玻纤增强复合材料掺入回收聚丙烯的可行性和质量

Waste-to-Value Feasibility Study: Assessing the Viability and Quality of Incorporating Different Postindustrial Glass-Fiber Composites into Postconsumer Recycled Polypropylene

Zahra Shahroodi, Nina Krempl, David Zidar, Tina Mayrhofer, Ulrike Kirschnick, Florian Arbeiter, Ivica Ðuretek, Clemens Holzer · Montanuniversität Leoben
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期刊 / 来源ACS Sustainable Chemistry & Engineering
卷/期/页12 / 33 / 12619-12631
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关键词:回收聚丙烯工业后玻纤复合材料纤维增强循环利用挤出注射成型力学性能纤维长度废弃物价值化

摘要整理

用回收玻纤替代原生玻纤来增强回收聚丙烯面临多重挑战。本研究提出了一种可行方案,用于循环利用两种难以处理的废弃物流。以奥地利生活垃圾来源的回收聚丙烯为基体,添加10、30和50 wt%的两种不同工业后切割玻纤增强聚丙烯(GF-PP)复合材料,通过双螺杆挤出机挤出后注射成型制备复合材料。通过纤维长度测量表征两种输入GF-PP废弃复合材料的质量和异质性。随后通过热性能、流变性能、形态学和力学性能测试评估这些复合材料的性能。研究表明,初始GF-PP复合材料的配方和制造工艺对回收聚丙烯复合材料的增强效果有显著影响。尽管采用相同的加工原理和参数,不同类型的GF-PP废弃复合材料在流变和力学性能上表现出显著差异,在不同配比间的对比中也观察到这一趋势。这些复合材料表现出可接受的流动性和可加工性。尽管在复合和注射成型过程中纤维发生严重断裂,平均纤维长度下降87~90%,所制备的复合材料仍表现出适当的力学性能,与原生玻纤增强聚丙烯基本相当。研究结果表明,通过优化添加到回收聚丙烯中的工业后GF-PP复合材料类型和混合比例,切割GF-PP可有效增强并转化为短纤维增强回收聚丙烯,为改进的循环利用实践提供了示范。

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