Teknologisk Institutt 3 juni 2004

Transkript

1 Teknologisk Institutt 3 juni 2004 Resirkulering av kompositter - Metoder, kapasiteter, egenskaper, anvendelser. Paal Fischenich CompoTech DAGENS TEKST RÅSTOFF APPLIKASJONSMETODER CRAFT TEMI SICOMP CORE EKSEMPLER OPPSUMMERING FREMTIDEN

2 RÅSTOFF - Miljøtek AS Resirkulert GRP fra Miljøtek AS*: Grov fraksjon,, 2: ~ 5.47 mm ( mm) Mellom fraksjon,, 3: ~ 3.35 mm ( mm) Fin fraksjon,, 4: ~ 1.65 mm ( mm) Densitet ~ 1.3 g/cm³. * = SICOMP Technical Report APPLIKASJONSMETODER Spray-up av tørt resirkulat Utstyr utviklet av Aplicator AB. Fukting av resirkulat i luften Slurry Mekanisk forblandet resin og resirkulat. Hånd opplegg/spray /Spray-up (Seawolf( Seawolf). Dryssing av tørt resirkulat Fukting ved rotasjon.

3 CRAFT EU finansiert prosjekt koordinert av SICOMP: Noise Reduction in different applications by use of Recycled Composites Materials. Støyskjermer yskjermer, maskinhus, kledning til byggninger,, front- og bakpanel samt gulv til husvogner. Tekniske resultater: Akustiske egenskaper: Positive: Absorberende materiale med stukturell stivhet og god værbestandighet. Stort utviklingspotensiale. Negative: Porer er nødvendig for absorbsjon. Liten teoretisk forståelse for forandringene i akustiske egenskaper som resultat av produksjonsmetode av laminat. CRAFT Dynamiske egenskaper: Positive: God demping av lyd. Negative: Dempingen avtar med økende glassinnhold. Mekaniske egenskaper: Positive: Bruk av resirkulat øker tykkelsen,, og dermed platestivheten. Negative: I noen tilfeller avtar platestivheten ved bruk av resirkulat. Prosessabilitet: Positivt: Spray up av tørt resikulat muliggjort (Aplicator). Interessante flytegenskaper ved bruk av resikulat ved vakuuminjeksjon av resin. Negativt: Våt-mix vanskeliggjør forforming og håndtering. Innhold av støv i resirkulat. Høyfylteyfylte blandinger herder dårlig

4 CRAFT Økonomi: Positivt: Vidreutvikling av teknologi og framtidig lovgivning avgjør om økonomien kan bli positiv. Miljøvennlig egenverdi. Negativt: Dyrt sammenlignet med inerte fillere. TEMI Prosjekt styrt av SICOMP, støttet ttet av Nordisk Industrifond. Del A: Vakuuminjisering Del B: Bruk av resirkulert materiale Del 2.2 Badekar: : Heft til PMMA. Del 2.3 Materialdata og beregningsmodeller.

5 TEMI Del 2.2 Badekar: : Heft til PMMA. Benyttet premixet resirkulat/resin og utstyr fra Seawolf. Det er mest sannsynlig at det ikke er benyttet sandwich konstruksjon, resirkulat er dermed kun benyttet som inert filler. Krav til prosessbarhet, laminategenskaper og heft. Konklusjon: : For dårlige mekaniske data og for høy pris. Potensial for at sandwich konstruksjon av laminat vil gi gode nok mekaniske data for badekar applikasjoner. TEMI Del 2.3 Materialdata og beregningsmodeller: 5 Rapporter fra NORUT i Narvik. Simuleringer (basert på noe mangelfull informasjon) indikerer mulige anvendelser i sandwichbjelker, - plater, -beholdere og -rør. Generelt må tykkelsen økes når resirkulat benyttes. Rør r med yttersjikt på 1.1 mm og resirkulert kjerne (56 vol%) får samme stivhetsklasse som jomfruelig materiale.

6 SICOMP Swedish Institute of Composites Mechanical Recycling of Fibre-Reinforced Thermosets in Spray-up applications. Part II a: Comparison of mechanical properties of core materials. SICOMP Screw-holding test: F - 4 lag 450 g/m²,, 3.5 mm. - Kjernemateriale,, 21.5 mm. - 8 lag 450 g/m²,, 5.0 mm.

7 SICOMP* Screw-holding strength: Kryssfiner kjerne 21.5 mm, 5.5 mm skrue: 9.3 kn Kryssfiner kjerne 21.5 mm + stålplate 0.8 mm, 5.5 mm skrue: 9.2 kn Resirkulert holding GRP kjerne strength 21.5 mm, etter 5.5 mm skrue: 1 uke i vann 15.3 kn Screw-holding strength v/40 C: Kryssfiner kjerne 21.5 mm, 5.5 mm skrue: 7.0 kn Kryssfiner kjerne 21.5 mm + stålplate 0.8 mm, 5.5 mm skrue: 7.1 kn * Kilde: Resirkulert : SICOMP technical GRP kjerne report mm, 5.5 mm skrue: 14.1 kn CORE COmposites REcycling. Samarbeid mellom Miljøtek og Reichhold siden 1995, resulterte i CORE prosjektet i 1997 med ramme på 3 millioner kr. Test av resirkulat i resin som inert fyllstoff: Reduserer geltiden ved lagring over tid. Reduserer lagringsstabiliteten. Reduserer reaktiviteten målt ved SPI metoden. Reduserer glassinnholdet i et laminat. Reduserer strekkfastheten i et laminat.

8 CORE Test av resikulat som kjernemateriale, dvs aktivt fyllstoff. Reduserer ikke geltiden når mikset rett før bruk. Bedre enn finér og like god som/bedre enn firet som kjerne. CORE - Laminatoppbygning Standard laminat Resirkulert GRP + resin Standard laminat - 4 lag 450 g/m² + NORPOL 540-M800 - Kjerne nr. 1: Fraksjon % Per. No. 1 - Kjerne nr. 2: Fraksjon % Per. No. 1 - Kjerne nr. 3: Fraksjon % Per. No. 1-4 lag 450 g/m² + NORPOL 540-M800

9 CORE - Mekaniske tester Bøyfasthet ISO F Tverrstrekk ASTM C F F CORE - Resultater Bøyfasthet: Resirkulert kjerne nr. 1: 212 MPa Resirkulert kjerne nr. 2: 179 MPa Resirkulert kjerne nr. 3: 178 MPa Firet kjerne: 144 MPa Kryssfinér kjerne: 92 MPa

10 CORE - Resultater Tverrstrekkfasthet: Resirkulert kjerne nr. 1: 6.7 MPa Resirkulert kjerne nr. 2: 8.6 MPa Resirkulert kjerne nr. 3: 1.8 MPa Firet kjerne: 6.5 MPa Kryssfinér kjerne: 1.8 MPa EKSEMPLER Båtskrog: Produksjon ved Ryds (OMC Rydsfabriken AB) i Sverige. Jernbanesviller: TieTek Inc, Houston USA. SMC/BMC: Diverse produsenter i Europa. Cisterner: BiaMiljø AB i Sverige.

11 OPPSUMMERING Drevet av miljølovgivning lovgivning Resirkulat har: Potensial som aktivt fyllstoff kjernemateriale i lyddempende panel. kjernemateriale i rør, kar og beholdere. kjernemateriale som erstatter for kryssfinér og firet. Begrenset potensial som inert fyllstoff rør og beholdere. FREMTIDEN Komposittindustrien må ha fokus på miljø og gjenvinning. Produsentansvaret vil bli gjort gjeldende for fler og fler produkter. Derfor vil Green Label bli et viktig verktøy for komposittindustrien. Målet er å få en balanse mellom materialgjenvinning, energi-gjenvinning gjenvinning og deponi.