Využití DSC analýzy při recyklaci plastů

Plastové materiály jsou specifické svým složením a mnohotvárností, jež ovlivňuje jejich podobu, vlastnosti a způsob použití. V dnešním světě existuje více druhů plastů, než si umíme představit. Proto je nutné, aby každý obal byl označený speciálními recyklačními symboly, které nám udávají důležité informace o složení obalu a také to, jak s konkrétním druhem odpadu zacházet.

Při recyklaci plastových materiálů existuje 7 skupin základních druhů plastů, obr. 1. Recyklační značky plastů se většinou skládají ze dvou částí – písmenného a číselného kódu, které ještě doplňuje grafický symbol. Písmenná část značky definuje zkratku oficiálního názvu plastu. Číselný kód pak označuje, z jakého materiálu je daný obal vyroben. U plastů informuje černý trojúhelník s plnými šipkami, že se jedná o obal určený k recyklaci.

Obr.1%20Tabulka%20recykla%C4%8Dn%C3%ADch
Obr. 1: Tabulka recyklačních symbolů materiálů z plastů

Typickou metodou k jejich identifikaci je FTIR s ATR nástavcem díky rychlému a snadnému použití. Polyetylen je, ale rozdělen na více druhů podle hustoty, a to FTIR analýzou nelze rozlišit. Malá množství kontaminujících látek také nelze kvůli nízkým limitům detekovat. Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) je metoda ke studiu tepelných vlastností materiálů, jakými jsou body tání, skelné přechody a krystalizace polymerů. Body tání polymerů nám umožňují nejen určit kvalitu polyetylenu, ale můžeme detekovat příměsi dalších polymerů, jako je polypropylen (PP), nylon a jiné kontaminující látky.

Výsledky 

Řada komerčních PE byla změřena na NEXTA DSC 200, kde na obr. 2 je znázorněna křivka směsi 3 druhů PE. Je zde velmi patrný pík HDPE. Pro rozlišení jednotlivých složek směsi recyklovaných plastů lze použít dekonvoluci pro separaci píků, kterou umožňuje software NEXTA TA, obr. 3. Existují určité rozdíly typické pro každý druh PE, např. u vzorku PE s nízkou a vysokou hustotou, jež jsou recyklačně značeny č. 2 (HDPE) a č.4 (LDPE), lišící se např. teploty tání LDPE při 115 °C a HDPE při 142 °C. Rozdíl je jasně patrný na DSC křivce. Kromě toho byl také změřen polyethylen střední hustoty. Jak se dalo očekávat, pík leží přímo mezi píky HDPE a LDPE, obr. 2.

Na obr. 4 je znázorněno, že NEXTA DSC 200 také dokáže detekovat malá množství jiných polymerů. Zde je v DSC analýze detekováno méně než 0,5 % polypropylenu v HDPE. Vzorky byly ohřívány, ochlazeny a znovu ohřívány při rychlosti 10 °C/min. Na křivce DSC na obr. 4 je zobrazen rozdíl křivek prvního a druhého ohřevu, kde je vidět rozdíl teplotního chování přítomných plastů.

Obr.2%20DSC%20k%C5%99ivka%20sm%C4%9Bsi%2






Obr. 2: DSC křivka směsi LDPE, MDPE a HDPE

Obr.%203%20Dekonvoluce%20DSC%20k%C5%99iv





Obr. 3: Dekonvoluce DSC křivky směsi PE

Na obr. 4 je znázorněno, že NEXTA DSC 200 také dokáže detekovat malá množství jiných polymerů. Zde je v DSC analýze detekováno méně než 0,5 % polypropylenu v HDPE. Vzorky byly ohřívány, ochlazeny a znovu ohřívány při rychlosti 10 °C/min. Na křivce DSC na obr. 4 je zobrazen rozdíl křivek prvního a druhého ohřevu, kde je vidět rozdíl teplotního chování přítomných plastů.

Obr.4%20Rozd%C3%ADl%20DSC%20k%C5%99ivek%

Obr. 4: Rozdíl DSC křivek po 1. a 2. ohřevu

V případě směsi polyetylenů detekuje řada NEXTA DSC společnosti HITACHI přítomnost jiného druhu plastu, kontaminujících látek a příměsí velmi spolehlivě, přesně a citlivě změnami tvaru křivky teploty tání. Optimální řešení nabízí 50 pozicový autosampler, který urychluje a usnadňuje analýzy recyklovaných materiálů.

Více informací na:

X Potřebujete poradit? Domluvit schůzku? Napište nám