从废物到功能:兼容r-PET/r-HDPE混合物用于颗粒挤出3D打印
Seyed Amir Ali Bozorgnia Tabary1, Jean-Pierre Bresse1, Haniyeh Ramona Fayazfar1
1Eco-Friendly Circular Advanced Materials and Additive Manufacturing Lab, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Ontario Tech University, Oshawa, ON L1G 0C5, Canada.
Polymers
|June 27, 2025
概括
这项研究开发了可兼容的再生聚乙烯二甲 (r-PET) 和再生高密度聚乙烯 (r-HDPE) 混合物,用于3D打印. 优化的混合物使得从混合塑料废物中实现可持续的增材制造,而无需事先进行分离.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 可持续工程 可持续工程
背景情况:
- 越来越多的塑料废物需要创新的回收解决方案,特别是混合后消费流.
- 聚乙烯二甲 (PET) 和高密度聚乙烯 (HDPE) 是普遍存在的,但由于不混合性,难以一起回收利用.
- 回收HDPE (r-HDPE) 通常会污染回收PET (r-PET) 流,阻碍高价值应用.
研究的目的:
- 研究用于增材制造 (AM) 的回收PET/HDPE混合物的加工和表征.
- 评估兼容剂在改善这些混合聚合物混合物的可混合性和性能方面的作用.
- 展示一种可持续的方法,将混合塑料废弃物再循环回收成功能性3D打印产品.
主要方法:
- 使用双螺杆挤出机与不同数量的兼容剂 (0-7 php) 的r-PET/r-HDPE混合物的融化组合.
- 直接基于颗粒的3D打印兼容的混合物.
- 使用风学测试,热分析 (DSC/TGA),机械测试 (拉伸强度,破裂时的延长) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行表征.
主要成果:
- 最佳的兼容器负载 (5 php) 提高了混合物粘度和弹性,使挤出更顺.
- 增强的热稳定性,结晶温度增加30°C,分解温度转移到400°C.
- 实现了35MPa的抗拉强度和破裂时17%的延伸,SEM证实了减少相位分离和改善形态.
结论:
- 兼容的r-PET/r-HDPE混合物适用于可持续的3D打印应用,无需聚合物分离.
- 这种方法为将混合塑料废弃物转化为高价值组件提供了一条可行的途径.
- 该研究通过减少填埋垃圾和促进先进的聚合物制造来支持循环经济原则.
