بازیافت مواد كامپوزیتی

mim-shimi · 13 بهمن، ۱۳۸۸

نوشتار حاضر، گزارش نهایی یك پروژه تحقیقاتی در زمینه بازیافت مواد كامپوزیتی است. هدف كلی این برنامه پژوهشی ، افزایش كاربرد كامپوزیت های پلیمری گرما سخت، از طریق توسعه فن آوری بازیافت مواد دور ریز بوده است. برای انجام این پروژه دو روش به كار گرفته شد :

- روش كار در دانشگاه برونل به كار گیری مجدد كامپوزیت های گرما سخت خرد شده به عنوان پر كننده درپلیمرها و فن آوری مروبطه بود. یك فن آوری با فرآیندهایی كه به تولید محصولاتی با ارزش افزوده بالا منجر می شود. این فرآیندها به ویژه برای بازیافت قراضه های تقریبا تمیز و غیر آلوده كامپوزیتی مناسب هستند.

- در دانشگاه ناتینگهام كار بر روش های حرارتی بستر سیال متمركز شده بود كه انرژی و الیاف را به شكلی مناسب برای تهیه محصولات با ارزش بازیافت می كنند. این فرآیند برای قراضه های آلوده و مخلوط با سایر مواد، حاصل از قطعات صنایعی همچون صنعت خودرو مناسب است.

- این گزارش نتایج كارهای انجام شده در دانشگاه ناتینگهام را بیشتر مورد بررسی قرار می دهد. در این دانشگاه یك فرآیند بستر سیال به كار گرفته شد. فرآیندی كه بای بازیافت ماده تقویت كننده و انرژی از طریق سوزاندن زمینه پلیمری مواد كامپوزیتی مناسب است. سپس الیاف بازیافتی مشخصه سازی شده و كاربرد آنها درجاهایی كه ارزش افزوده بالایی دارند نشان داده شده است.

- هدف اصلی این مطالعه، كامپوزیت های گرما سختی بود كه درحجم بالا به كارگرفته می شوند. كامپوزیت هایی با زمینه پلی استر، و فنلیك كه با الیاف شیشه تقویت شده و با مواد معدنی پر شده اند. كامپوزیت های الیاف كربن نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند.

فرآیند بستر سیال

به كارگیری بستر سیال برای بازیافت الیاف و شیشه و انرژی از مواد كامپوزیتی، بر مبنای یك كار قبلی در دانشگاه ناتینگهام انجام شد كه درآن فرآیندهای گوناگون احتراق به عنوان روش بازیابی انرژی از كامپوزیتها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. زمینه پلیمری كامپوزیت هنگام ورود به بستر سیال دما بالا تجزیه شده و این امر منجر به آزاد شدن الیاف و پركننده و خروج آنها از بستر به وسیله جریان گاز می شود. یك بستر سیال دراندازه های آزمایشگاهی و به قطر 315 میلی متر ساخته شده و هوای سیال ساز به صورت الكتریكی پیش گرم شد تا بستر در دمایی بیش از 750 درجه سانتی گراد كار كند. الیاف و پركننده ها پس از ترك بستر سیال به وسیله چرخانه از جریان گاز جدا شدند.

پژوهشهای نخستین روی یك نمونه صنعتی پایه پلی استری انجام شد كه به روش قالب گیری ورقه ای ساخته شده بود. نتایج نشان دادند كه استحكام الیاف شیشه در طول فرایند با افزایش دما كاهش می یابد. با این وجود حداقل دمایی برای تجزیه پلیمر و آزاد شدن الیاف مورد نیاز بود. به این ترتیب دمای بهینه فرایند تعیین شد.

در دمای 450 درجه سانتی گراد ، سوختن كامل نمی شد و به محفظه ای برای احتراق ثانویه نیاز بود كه در آن، گازهای بستر سیال، پس از جدا شدن از الیاف و پركننده ها بسوزند. پس از این محفظه، یك مبدل گرمایی قرارداده شد كه در آن از سوزاندن پلیمر انرژی به دست آید.

بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف

سیستم جریان گردبادی الیاف و پركننده نصب شده، نمی توانست الیاف را به طور كامل از پركننده جدا كند و برای دستیابی به الیافی با كیفیت بالاتر، به سیستم جداساز بهتری نیاز بود. به همین علت، یك توری چرخان روی مجرای بستر سیال نصب شد. با عبور گازهای خروجی بستر سیال از توری، الیاف در سوراخ های توری گیر می كنند.

با چرخش توری، الیاف از جریان گاز خروجی جدا شده و داخل یك جریان هوای مخالف قرار می گیرند كه الیاف را از توری گذرانده و وارد مجرای جمع كننده می كند. ذرات پركننده روی شبكه توری جمع نمی شوند. این توری چرخان قادراست الیاف شیشه را با خلوص 80 در صد جمع آوری كند.

آماده سازی مواد برای بازیافت

قراضه های كامپوزیتی از داخل یك قیف و به وسیله یك ماردون به درون بستر سیال تغذیه می شوند. موثرترین روش آماده سازی، به كار گیری آسیاب چكشی برای خرد كردن ضایعات است، تا حدی كه از یك توری با شبكه های 5 تا 10 میلی متری عبور كنند. نتایج نشان دادند كه با كوچك تر شدن ابعاد مواد ورودی، روند فرایند بستر سیال سریع تر می شود و مواد باقی مانده دركف بستر در هر مرحله، كاهش می یابد. با این وجود درچنین شرایطی متوسط طول الیاف بازیافتی كوتاه تر است. علاوه بر قطعات SMC ، دیگر ضایعات كامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه نیز از روش بستر سیال بازیافت شدند، از جمله قطعه ای از وینیل استر/ شیشه با پركننده سیلیس. هر دوی این كامپوزیت ها با روشی مشابه به روش ذكرشده برای قطعات SMC فرآوری شدند، اگر چه تجزیه رزین وینیل اسر بسیار كند تر از پلی استر انجام شد. یك صفحه فنلیك/ شیشه نیز بازیافت شد. رزین فنلیك زمان بیشتری برای تجزیه نیاز داشت و قطعات باقی مانده از الیاف شیشه با سختی به رشته های جداگانه تبدیل می شدند.

بازیافت قطعات خودرو

هدف اصلی این پروژه، نمایش امكان بازیافت قطعات كامپوزیتی كهنه و اسقاطی از طریق بستر سیال بود، به ویژه ضایعات صنعت خودرو كه در صورت ورود كامپوزیت به صنعت خودرو حجم زیادی خواهند داشت. این ضایعات اغلب به مواد دیگر چسبیده اند و قطعه انتخاب شده برای این آزمایش نیز درصندوق عقب یك خودرو- سازه ای ساندویچی متشكل از دو لایه پلی استر تقویت شده با شیشه و یك مغزی از فوم پلی اورتان – بود. این قطعه رنگ شده بود و تعدادی قطعه فلزی داخل آن قرار داشت. این قطع ابتدا با برش و سپس آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر خرد شد. سپس تمام محصولات آسیاب شده به درون بستر سیال تغذیه شد و دردمای 450 درجه سانتی گراد فراری شد. خلوص محصول به دست آمده 80 درصد بود. پس از آزمایش مقدار كمی زغال (ناشی از فوم پلی اورتان) و تعدادی قطعه فلزی در بستر سیال باقی مانده بود.

بازیافت كامپوزیت های الیاف كربن

چندین آزمایش نیز برای تحقیق در زمینه فرایند بازیافت الیاف كربن ازمواد كامپوزیتی انجام شد. ماده مورد آزمایش، قطعه ای اپوكسی- الیاف كربن بود كه به روش پیچش الیاف ساخته شده و با آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر رد شده بود. آزمایش های بستر سیال تا دمای 5 درجه سانتی گراد انجام شدند و نتایج نشان دادند كه تا این دما، اپوكسی از الیاف جدا شد ولی اكسیداسیون زیادی در سطح رخ نداد. الیاف كربن بازیافتی با میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. این الیاف در شرایط مناسب قرار داشتند.

مشخصه سازی الیاف شیشه بازیافتی

الیاف شیشه بازیافتی به شكل تك رشته های كوتاه بودند. استحكام كششی، مدول یانگ و توزیع طول آنها مورد بررسی قرار گرفت. مدول این الیاف تغییری نداشت ولی كاهش محسوس در استحكام آنها مشاهده شد كه دلیل آن دمای بالای بستر سیال بود. استحكام الیاف بازیافتی در دمای 450 درجه سانتی گراد، نصف استحكام الیاف شیشه اولیه بود. این كاهش استحكام در مقالات نیز گزارش شده است. آزمایش های كنترل شده در كوره آزمایشگاهی ، نشان دادند كه این اثر به علت افزایش دمای فرایند است و به نظر میرسد كار مكانیكی در بستر سیال ، تاثیر محسوسی بر استحكام ندارد.

اندازه گیری توزیع طول الیاف بازیافتی بسیار دشوار بود. پس از چندین مرحل تحقیق و بررسی، روش پردازش تصویری با به كار گیری چندین نرم افزار دقیق مورد استفاده قرار گرفت. به این ترتیب میانگین طول الیاف بازیافتی 5-3 میلی متر گزارش شد.

بررسی تصویرهای میكروسكوپی الیاف نیز نشان دهنده كیفیت خوب الیاف و آلودگی سطحی بسیار كم بود. به این ترتیب فرایند بستر سیال روشی مناسب برای جداكردن الیاف از زمینه های پلیمری است.

به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی

الیاف شیشه بازیافت شده تك رشته های كوتاهی بودند كه سفتی آنها برابر سفتی الیاف شیشه اولیه اما استحكام آنها كم تر بود. بر پایه شكل و اندازه آنها، امكان به كار گیری این الیاف دركاربردهای مورد بررسی قرار گرفت كه استحكام الیاف درآنها به اندازه سفتی مهم نبود. دو كاربرد با جزئیاتی كه درپی خواهد آمد مورد بررسی قرار گرفتند. در هر دوی این كاربردها الیاف بازیافتی مستقیما به جای الیاف نو به كار گرفته شدند. بنابر این می توان گفت الیاف بازیافتی این توان بالقوه را دارند كه به صورت موادی ارزشمند مورد توجه قرار گیرند.

1. تهیه پارچه سوزنی

پارچه سوزنی الیاف شیشه كربرد های بسیاری ، در صنعت كامپوزیت و چه در دیگر صنایع دارد. این نوع پارچه ها به روش های گوناگون تهیه می شوند و متداول ترین روش، فرایندی تر مشابه روش شبیه به صورت تك رشته هایی درون یك مایع پراكنده شده و سپس روی یك پارچه توری یا الك خوابانده می شود تا بافت مورد نظر به دست آید. از آنجائی كه در بسیاری از كاربردها استحكام پارچه ویژگی زیاد مهمی نیست، این فرایند، فرایندی ایده آل به ویژه برای به كارگیری دوباره الیاف شیشه بازیافتی است.

پارچه های تهیه شده با نسبت های گوناگون الیاف بازیافتی، از روش های متفاوتی ارزیابی شدند. به عنوان مثال مناسب بودن بافت سطحی این پارچه ها برای فراهم كردن سطح پرداخت نهایی خوب هم در آزمایشگاه (اندازه گیری زبری سطح) و هم بصورت صنعتی (به كار گیری به عنوان پوشش یك یا چند لایی) آزمایش شد و در هر دو آزمایش ، پارچه نو عمل كرد. آزمایش های محیطی نیز به این صورت انجام شد كه پارچه به عنوان بافت پوششی یك یا چند لایه به كار گرفته شد و سپس قطعه درمعرض محیط فرساینده مناسبی قرار گرفت و مجددا مشاهده شد كه كارایی پارچه تهیه شده از الیاف بازیافتی، تفاوتی با پارچه های نو نداشت. استحكام پارچه سوزنی بازیافتی، به علت كاهش استحكام تك تك الیاف، عمدتا كم تر از پارچه سوزنی نو بود، اگر چه طول كوتاه تر الیاف نیز تاثیر گذار بود.

2. قالب گیری تركیبات گرما سخت

ساخت تركیبات گرم سخت به روش قالب گیری نیز فرصت مناسبی برای به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی است. این مواد معمولا ركاربردهای نیازمند استحكام زیاد به كارگرفته نمی شوند و فرایند تركیب سازی آنها با كمی اصلاح، می تواند برای الیاف بازیافتی تغییر داده شود. آزمایش های انجام شده روی یك تركیب قالب گیری خمیری (DMC) درآزمایشگاه نشان دادند كه جایگزینی الیاف شیشه بازیافتی به جای الیاف معمولی تا 50 درصد تاثیر قابل ملاحظه ای بر ویژگی های مكانیكی ماده-استحكام كششی، مدول و استحكام ضربه ندارد.

به دنبال این آزمایش ها، یك قطعه آزمایشی توسط یكی از شركتهای همكار در پروژه ساخته و به كار گرفته شد. برای ساخت این قطعه با كاربرد الكتریكی، 17 كیلوگرم تركیب خمیری شكل تهیه شد كه در آن 50 در صد الیاف شیشه با الیاف بازیافتی جایگزین شده بود. فرایند تركیب سازی وعملیات قالب گیری تحت تاثیر این جایگزینی قرار نرگفت و تركیب تولید شده از نظر ظاهری تفاوتی با سایر تركیبات نداشت. ویژگی های مكانیكی و الكتریكی قطعه DMC تولید شده با الیاف بازیافتی درمحدوده قابل قبولی قرار داشت.

تحلیل اقتصادی

به منظور ارزیابی چشم انداز احتمالی توسعه بیشتر فرایند بستر سیال و تعیین حوزه هایی كه اصلاح آنها می تواند به بیشتر عملی شد این فرایند منجر شود، یك برآورد اقتصادی ازاین فرایند انجام شد. برای انجام این تحلیل ابتدا یك كارخانه بازیافت د رمقیاس واقعی طراحی شده و تجهیزات مورد نیاز ، اندازه تجهیزات و شرایط كار آنها (دما، فشار، سرعت، جریان سیال و...) مشخص شد.

نتایج نشان دادند كه برای سر به سر شدن هزینه های این كارخانه، توان بازیافت آن باید 10000 تن در سال باشد. برای این كه كارخانه پس از 10 سال، سالانه 3 درصد سود داشته باشد، توان بازیافت آن باید 15000 تن در سال باشد.

تغییر و بهبود فرایند بستر سیال ممكن است به افزایش توان تولید و عملی تر شدن چنین طرح هایی منجر شود. تحلیل هزینه های مشابهی برای كارخانه بازیافت الیاف كربن شیشه ارزش بیشتری دارد، تاسیس چنین كارخانه ای با توان تولید چند صد تن الیاف در سال امكان پذیر خواهد بود.

منبع : انجمن کامپوزیت ایران

mim-shimi · 13 بهمن، ۱۳۸۸

نوشتار حاضر، گزارش نهایی یك پروژه تحقیقاتی در زمینه بازیافت مواد كامپوزیتی است. هدف كلی این برنامه پژوهشی ، افزایش كاربرد كامپوزیت های پلیمری گرما سخت، از طریق توسعه فن آوری بازیافت مواد دور ریز بوده است. برای انجام این پروژه دو روش به كار گرفته شد :

- روش كار در دانشگاه برونل به كار گیری مجدد كامپوزیت های گرما سخت خرد شده به عنوان پر كننده درپلیمرها و فن آوری مروبطه بود. یك فن آوری با فرآیندهایی كه به تولید محصولاتی با ارزش افزوده بالا منجر می شود. این فرآیندها به ویژه برای بازیافت قراضه های تقریبا تمیز و غیر آلوده كامپوزیتی مناسب هستند.

- در دانشگاه ناتینگهام كار بر روش های حرارتی بستر سیال متمركز شده بود كه انرژی و الیاف را به شكلی مناسب برای تهیه محصولات با ارزش بازیافت می كنند. این فرآیند برای قراضه های آلوده و مخلوط با سایر مواد، حاصل از قطعات صنایعی همچون صنعت خودرو مناسب است.

- این گزارش نتایج كارهای انجام شده در دانشگاه ناتینگهام را بیشتر مورد بررسی قرار می دهد. در این دانشگاه یك فرآیند بستر سیال به كار گرفته شد. فرآیندی كه بای بازیافت ماده تقویت كننده و انرژی از طریق سوزاندن زمینه پلیمری مواد كامپوزیتی مناسب است. سپس الیاف بازیافتی مشخصه سازی شده و كاربرد آنها درجاهایی كه ارزش افزوده بالایی دارند نشان داده شده است.

- هدف اصلی این مطالعه، كامپوزیت های گرما سختی بود كه درحجم بالا به كارگرفته می شوند. كامپوزیت هایی با زمینه پلی استر، و فنلیك كه با الیاف شیشه تقویت شده و با مواد معدنی پر شده اند. كامپوزیت های الیاف كربن نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند.

فرآیند بستر سیال

به كارگیری بستر سیال برای بازیافت الیاف و شیشه و انرژی از مواد كامپوزیتی، بر مبنای یك كار قبلی در دانشگاه ناتینگهام انجام شد كه درآن فرآیندهای گوناگون احتراق به عنوان روش بازیابی انرژی از كامپوزیتها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. زمینه پلیمری كامپوزیت هنگام ورود به بستر سیال دما بالا تجزیه شده و این امر منجر به آزاد شدن الیاف و پركننده و خروج آنها از بستر به وسیله جریان گاز می شود. یك بستر سیال دراندازه های آزمایشگاهی و به قطر 315 میلی متر ساخته شده و هوای سیال ساز به صورت الكتریكی پیش گرم شد تا بستر در دمایی بیش از 750 درجه سانتی گراد كار كند. الیاف و پركننده ها پس از ترك بستر سیال به وسیله چرخانه از جریان گاز جدا شدند.

پژوهشهای نخستین روی یك نمونه صنعتی پایه پلی استری انجام شد كه به روش قالب گیری ورقه ای ساخته شده بود. نتایج نشان دادند كه استحكام الیاف شیشه در طول فرایند با افزایش دما كاهش می یابد. با این وجود حداقل دمایی برای تجزیه پلیمر و آزاد شدن الیاف مورد نیاز بود. به این ترتیب دمای بهینه فرایند تعیین شد.

در دمای 450 درجه سانتی گراد ، سوختن كامل نمی شد و به محفظه ای برای احتراق ثانویه نیاز بود كه در آن، گازهای بستر سیال، پس از جدا شدن از الیاف و پركننده ها بسوزند. پس از این محفظه، یك مبدل گرمایی قرارداده شد كه در آن از سوزاندن پلیمر انرژی به دست آید.

بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف

سیستم جریان گردبادی الیاف و پركننده نصب شده، نمی توانست الیاف را به طور كامل از پركننده جدا كند و برای دستیابی به الیافی با كیفیت بالاتر، به سیستم جداساز بهتری نیاز بود. به همین علت، یك توری چرخان روی مجرای بستر سیال نصب شد. با عبور گازهای خروجی بستر سیال از توری، الیاف در سوراخ های توری گیر می كنند.

با چرخش توری، الیاف از جریان گاز خروجی جدا شده و داخل یك جریان هوای مخالف قرار می گیرند كه الیاف را از توری گذرانده و وارد مجرای جمع كننده می كند. ذرات پركننده روی شبكه توری جمع نمی شوند. این توری چرخان قادراست الیاف شیشه را با خلوص 80 در صد جمع آوری كند.

آماده سازی مواد برای بازیافت

قراضه های كامپوزیتی از داخل یك قیف و به وسیله یك ماردون به درون بستر سیال تغذیه می شوند. موثرترین روش آماده سازی، به كار گیری آسیاب چكشی برای خرد كردن ضایعات است، تا حدی كه از یك توری با شبكه های 5 تا 10 میلی متری عبور كنند. نتایج نشان دادند كه با كوچك تر شدن ابعاد مواد ورودی، روند فرایند بستر سیال سریع تر می شود و مواد باقی مانده دركف بستر در هر مرحله، كاهش می یابد. با این وجود درچنین شرایطی متوسط طول الیاف بازیافتی كوتاه تر است. علاوه بر قطعات SMC ، دیگر ضایعات كامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه نیز از روش بستر سیال بازیافت شدند، از جمله قطعه ای از وینیل استر/ شیشه با پركننده سیلیس. هر دوی این كامپوزیت ها با روشی مشابه به روش ذكرشده برای قطعات SMC فرآوری شدند، اگر چه تجزیه رزین وینیل اسر بسیار كند تر از پلی استر انجام شد. یك صفحه فنلیك/ شیشه نیز بازیافت شد. رزین فنلیك زمان بیشتری برای تجزیه نیاز داشت و قطعات باقی مانده از الیاف شیشه با سختی به رشته های جداگانه تبدیل می شدند.

بازیافت قطعات خودرو

هدف اصلی این پروژه، نمایش امكان بازیافت قطعات كامپوزیتی كهنه و اسقاطی از طریق بستر سیال بود، به ویژه ضایعات صنعت خودرو كه در صورت ورود كامپوزیت به صنعت خودرو حجم زیادی خواهند داشت. این ضایعات اغلب به مواد دیگر چسبیده اند و قطعه انتخاب شده برای این آزمایش نیز درصندوق عقب یك خودرو- سازه ای ساندویچی متشكل از دو لایه پلی استر تقویت شده با شیشه و یك مغزی از فوم پلی اورتان – بود. این قطعه رنگ شده بود و تعدادی قطعه فلزی داخل آن قرار داشت. این قطع ابتدا با برش و سپس آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر خرد شد. سپس تمام محصولات آسیاب شده به درون بستر سیال تغذیه شد و دردمای 450 درجه سانتی گراد فراری شد. خلوص محصول به دست آمده 80 درصد بود. پس از آزمایش مقدار كمی زغال (ناشی از فوم پلی اورتان) و تعدادی قطعه فلزی در بستر سیال باقی مانده بود.

بازیافت كامپوزیت های الیاف كربن

چندین آزمایش نیز برای تحقیق در زمینه فرایند بازیافت الیاف كربن ازمواد كامپوزیتی انجام شد. ماده مورد آزمایش، قطعه ای اپوكسی- الیاف كربن بود كه به روش پیچش الیاف ساخته شده و با آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر رد شده بود. آزمایش های بستر سیال تا دمای 5 درجه سانتی گراد انجام شدند و نتایج نشان دادند كه تا این دما، اپوكسی از الیاف جدا شد ولی اكسیداسیون زیادی در سطح رخ نداد. الیاف كربن بازیافتی با میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. این الیاف در شرایط مناسب قرار داشتند.

مشخصه سازی الیاف شیشه بازیافتی

الیاف شیشه بازیافتی به شكل تك رشته های كوتاه بودند. استحكام كششی، مدول یانگ و توزیع طول آنها مورد بررسی قرار گرفت. مدول این الیاف تغییری نداشت ولی كاهش محسوس در استحكام آنها مشاهده شد كه دلیل آن دمای بالای بستر سیال بود. استحكام الیاف بازیافتی در دمای 450 درجه سانتی گراد، نصف استحكام الیاف شیشه اولیه بود. این كاهش استحكام در مقالات نیز گزارش شده است. آزمایش های كنترل شده در كوره آزمایشگاهی ، نشان دادند كه این اثر به علت افزایش دمای فرایند است و به نظر میرسد كار مكانیكی در بستر سیال ، تاثیر محسوسی بر استحكام ندارد.

اندازه گیری توزیع طول الیاف بازیافتی بسیار دشوار بود. پس از چندین مرحل تحقیق و بررسی، روش پردازش تصویری با به كار گیری چندین نرم افزار دقیق مورد استفاده قرار گرفت. به این ترتیب میانگین طول الیاف بازیافتی 5-3 میلی متر گزارش شد.

بررسی تصویرهای میكروسكوپی الیاف نیز نشان دهنده كیفیت خوب الیاف و آلودگی سطحی بسیار كم بود. به این ترتیب فرایند بستر سیال روشی مناسب برای جداكردن الیاف از زمینه های پلیمری است.

به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی

الیاف شیشه بازیافت شده تك رشته های كوتاهی بودند كه سفتی آنها برابر سفتی الیاف شیشه اولیه اما استحكام آنها كم تر بود. بر پایه شكل و اندازه آنها، امكان به كار گیری این الیاف دركاربردهای مورد بررسی قرار گرفت كه استحكام الیاف درآنها به اندازه سفتی مهم نبود. دو كاربرد با جزئیاتی كه درپی خواهد آمد مورد بررسی قرار گرفتند. در هر دوی این كاربردها الیاف بازیافتی مستقیما به جای الیاف نو به كار گرفته شدند. بنابر این می توان گفت الیاف بازیافتی این توان بالقوه را دارند كه به صورت موادی ارزشمند مورد توجه قرار گیرند.

1. تهیه پارچه سوزنی

پارچه سوزنی الیاف شیشه كربرد های بسیاری ، در صنعت كامپوزیت و چه در دیگر صنایع دارد. این نوع پارچه ها به روش های گوناگون تهیه می شوند و متداول ترین روش، فرایندی تر مشابه روش شبیه به صورت تك رشته هایی درون یك مایع پراكنده شده و سپس روی یك پارچه توری یا الك خوابانده می شود تا بافت مورد نظر به دست آید. از آنجائی كه در بسیاری از كاربردها استحكام پارچه ویژگی زیاد مهمی نیست، این فرایند، فرایندی ایده آل به ویژه برای به كارگیری دوباره الیاف شیشه بازیافتی است.

پارچه های تهیه شده با نسبت های گوناگون الیاف بازیافتی، از روش های متفاوتی ارزیابی شدند. به عنوان مثال مناسب بودن بافت سطحی این پارچه ها برای فراهم كردن سطح پرداخت نهایی خوب هم در آزمایشگاه (اندازه گیری زبری سطح) و هم بصورت صنعتی (به كار گیری به عنوان پوشش یك یا چند لایی) آزمایش شد و در هر دو آزمایش ، پارچه نو عمل كرد. آزمایش های محیطی نیز به این صورت انجام شد كه پارچه به عنوان بافت پوششی یك یا چند لایه به كار گرفته شد و سپس قطعه درمعرض محیط فرساینده مناسبی قرار گرفت و مجددا مشاهده شد كه كارایی پارچه تهیه شده از الیاف بازیافتی، تفاوتی با پارچه های نو نداشت. استحكام پارچه سوزنی بازیافتی، به علت كاهش استحكام تك تك الیاف، عمدتا كم تر از پارچه سوزنی نو بود، اگر چه طول كوتاه تر الیاف نیز تاثیر گذار بود.

2. قالب گیری تركیبات گرما سخت

ساخت تركیبات گرم سخت به روش قالب گیری نیز فرصت مناسبی برای به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی است. این مواد معمولا ركاربردهای نیازمند استحكام زیاد به كارگرفته نمی شوند و فرایند تركیب سازی آنها با كمی اصلاح، می تواند برای الیاف بازیافتی تغییر داده شود. آزمایش های انجام شده روی یك تركیب قالب گیری خمیری (DMC) درآزمایشگاه نشان دادند كه جایگزینی الیاف شیشه بازیافتی به جای الیاف معمولی تا 50 درصد تاثیر قابل ملاحظه ای بر ویژگی های مكانیكی ماده-استحكام كششی، مدول و استحكام ضربه ندارد.

به دنبال این آزمایش ها، یك قطعه آزمایشی توسط یكی از شركتهای همكار در پروژه ساخته و به كار گرفته شد. برای ساخت این قطعه با كاربرد الكتریكی، 17 كیلوگرم تركیب خمیری شكل تهیه شد كه در آن 50 در صد الیاف شیشه با الیاف بازیافتی جایگزین شده بود. فرایند تركیب سازی وعملیات قالب گیری تحت تاثیر این جایگزینی قرار نرگفت و تركیب تولید شده از نظر ظاهری تفاوتی با سایر تركیبات نداشت. ویژگی های مكانیكی و الكتریكی قطعه DMC تولید شده با الیاف بازیافتی درمحدوده قابل قبولی قرار داشت.

تحلیل اقتصادی

به منظور ارزیابی چشم انداز احتمالی توسعه بیشتر فرایند بستر سیال و تعیین حوزه هایی كه اصلاح آنها می تواند به بیشتر عملی شد این فرایند منجر شود، یك برآورد اقتصادی ازاین فرایند انجام شد. برای انجام این تحلیل ابتدا یك كارخانه بازیافت د رمقیاس واقعی طراحی شده و تجهیزات مورد نیاز ، اندازه تجهیزات و شرایط كار آنها (دما، فشار، سرعت، جریان سیال و...) مشخص شد.

نتایج نشان دادند كه برای سر به سر شدن هزینه های این كارخانه، توان بازیافت آن باید 10000 تن در سال باشد. برای این كه كارخانه پس از 10 سال، سالانه 3 درصد سود داشته باشد، توان بازیافت آن باید 15000 تن در سال باشد.

تغییر و بهبود فرایند بستر سیال ممكن است به افزایش توان تولید و عملی تر شدن چنین طرح هایی منجر شود. تحلیل هزینه های مشابهی برای كارخانه بازیافت الیاف كربن شیشه ارزش بیشتری دارد، تاسیس چنین كارخانه ای با توان تولید چند صد تن الیاف در سال امكان پذیر خواهد بود.

منبع : انجمن کامپوزیت ایران

mim-shimi · 8 اسفند، ۱۳۸۸

تمامي ما در توليد ضايعات تاير سهيم هستيم. تنها سالانه بيش از 300 ميليون تاير مستعمل ضايعاتي در آمريكاي شمالي توليد مي شود. تاير هاي مستعمل به سختي بازيافت مي شوند و مصارف مجدد اندكي (كفپوش هاي لاستيكي) نيز دارند. بنابراين بيش از نيمي از اين تاير ها براي استفاده از انرژي سوختي شان سوزانده مي شوند. به علت مشكلات بازيافت، بسياري به ناچار موضوع سوزاندن تاير هاي مستعمل را به عنوان تنها راه براي بازگرداندن تنها 25 درصد از انرژي مصرفي در توليد اين تاير ها پذيرفته اند.

با وجود اين، در صورتي كه راهكار هاي ديگري براي بازيافت تاير هاي مستعمل در دسترس باشد، امكان بازگرداندن بيش از 95 درصد انرژي مصرفي در توليد اين تاير ها ممكن خواهد بود. به منظور تشويق و تقويت تلاش ها در راستاي يافتن راه حلي براي اين موضوع، بعضي مناطق مانند ايالت كاليفرنياي آمريكا و يا ايالت اونتاريو در كانادا مهلتي قانوني براي امكان سوزاندن تاير ها قايل شده اند و پس از آن انتظار پيدا شدن راه حل ديگري در اين مورد را دارند.

در همين راستا، دكتر Costas Tzoganakis استاد دانشكده مهندسي شيمي دانشگاه واترلو كانادا فرآيندي را ابداع كرده است كه موجب بازگرداندن ويژگي هاي اصلي لاستيك تاير هاي مستعمل شده و اين مواد ضايعاتي را قادر مي سازد تا در گستره بسيار وسيع تري از كاربرد ها همانند استفاده در خوراك توليد تاير هاي نو، درزبند هاي خودرو ها و بسياري از كاربرد هاي ديگر استفاده شوند. اين فرآيند از نظر اقتصادي نيز كاملا به صرفه بوده و جهت گيري ها را از سوزاندن تاير ها به سمت بازيافت آن ها تغيير خواهد داد كه خود در ميزان توليد گاز هاي گلخانه اي بسيار تاثير گذار است.

اين فناوري جديد توسط سرمايه تحقيقاتي مركز Ontario Centres of Excellence و به عنوان يكي از پروژه هاي موفق دفتر اقتصادي سازي پروژه هاي واترلو (WatCo) در ا ختيار پژوهشگران گذاشته است. WatCo دفتر مديريت دارايي هاي فكري و فناوري است كه در مورد اين پروژه هزينه هاي ثبت اختراع (Patent) و ثبت نام تجاري Tyromer™ را براي كمك به بازاريابي اين فناوري جديد برعهده داشته است. همكاري هاي بيشتر WatCo با دكتر Tzoganakis تا ارتقاي اين فناوري از مرحله نمونه سازي به مرحله كارگاه نمونه (Pilot Plant) ادامه داشته است. نمونه هاي ساخته شده از Tyromer™ با مشخصات و ويژگي هاي بهبود يافته توسط توليد كنندگان محلي لاستيك در ايالت اونتاريو مورد آزمون هاي ميداني قرار گرفته است. پس از انجام بررسي دقيق تر براي راه اندازي توليد در سطح اقتصادي كه در تابستان سال 2009 ميلادي انجام شد، شركت Tyromer Inc. تاسيس شد. در بخشي از تاسيس اين شركت از وام استراتژيك شركت Michelin Development Corporation نيز كمك گرفته شد. با كمك WatCo شركت تازه تاسيس Tyromer Inc. وام ديگري نيز از مركز Ontario Centres of Excellence براي انجام مراحل فني نهايي افزايش مقياس كارخانه اي اين پروژه دريافت نمود.

در همين راستا، Tyromer Inc. در تلاش براي نهايي كردن يك همكاري استراتژيك با يكي از شركت هاي زير مجموعه شركت Airboss كه خود يكي از بزرگترين آميزه كاران قطعات لاستيكي در آمريكاي شمالي است مي باشد و تاكنون نيز همكاري هاي بسياري را در راه تجاري كردن اين فرآيند به انجام رسانده است. همكاري هايي كه منجر به در اختيار بودن اين فناوري سبز در آينده نزديك خواهد بود.

از جمله ديگر نكات قابل توجه در اين فناوري جديد، همكاري يكي از دوستان و فارغ التحصيلان دانشكده پليمر دانشگاه صنعتي اميركبير؛ آقاي مهندس محمد ميثمي برروي اين پروژه به عنوان پروژه دكترا تحت نظارت دكتر Tzoganakis مي باشد كه مايه افتخار است.

منبع : Polymer engineer

mim-shimi · 22 اسفند، ۱۳۸۸

به گزارش سایت خبری پپنا، شرکت "نايک"، توليد کننده وسائل ورزشي اعلام کرده است که 9 تيم ملي حاضر در جام جهاني، از جمله تيم برزیل قرار است از اين پيراهن‌ها که از پلي‌استر ساخته شده‌اند، استفاده کنند.

نايک به عنوان بزرگ‌ترين شرکت ساخت وسائل ورزشي دنيا در اين خصوص مي‌افزايد: براي ساخت هر پيراهن از هشت بطري پلاستيکي که از سايت‌هاي دفن زباله در ژاپن و تايوان بازيافت شده، استفاده شده است.

در اين گزارش آمده است، تيم‌هاي کشورهاي پرتغال، هلند و امریکا نيز از اين پيراهن‌ها استفاده خواهند کرد که به گفته نايک، به دليل کاهش مصرف انرژي تا 30 درصد در مقايسه با پلي‌استرهاي معمولي، بدن بازيکنان را نسبت به پيراهن‌هاي قبلي خشک‌تر و خنک‌تر نگه مي‌دارد.

به گزارش فوتبال 3، توليدکنندگان اين نوع لباس‌ها با استفاده از 13 ميليون بطري پلاستيکي نياز هواداران فوتبال به اين لباس‌ها را که براي تماشاي بازي‌هاي جام جهاني به 29 ورزشگاه اين بازي‌ها مي‌آيند،‌ تامين خواهند کرد.

اين بطري‌ها براي توليد نخ پلي‌استر ذوب شدند تا به گفته شرکت نايک به سازگارترين نوع پوشاک ورزشي در طول تاريخ تبديل شوند.

"چارلي دنسون"، رئيس شرکت نايک در اين باره گفت: ما لباس‌هايي با طراحي جديد براي ورزشکاران توليد کرده‌ايم که نه تنها باعث بهبود عملکرد آنها مي‌شوند، بلکه از مواد قابل بازيافت تهيه شده‌‌اند تا کمترين تاثير را روي محيط زيست بگذارند.

شرکت نايک که بيشترين فروش وسائل ورزشي در دو و ميداني و همچنين بسکتبال را دارد، تلاش زيادي را براي مشارکت بيشتر در رشته فوتبال به عنوان پرطرفدارترين رشته ورزشي دنيا انجام داده است، اما هنوز نتوانسته خود را به شرکت "آديداس" برساند.

منبع : پپنا

Zeshto · 13 مرداد، ۱۳۸۹

كامپوزیت ها به علت ویژگی های منحصر به فردشان دوام محیطی زیادی دارند و در طبیعت باقی می مانند. صنایع كامپوزیت ضایعات مختلفی تولید می كنند كه در صورت عدم توجه، می توانند به مشكلی اساسی تبدیل شوند. صنایع تولید كامپوزیت در ایالات متحده، سالانه حدود 5/5 میلیون تن ضایعات بدون ضرر و حدود 7/0 میلیون تن ضایعات خطرناك دارند كه هزینه مستقیم حمل و نقل و انهدام این ضایعات سالانه 50 میلیون دلار تخمین زده می شود.

ضایعات كامپوزیتی به روش های گوناگون ایجاد می شوند از جمله تكه كامپوزیت های ناشی از برش لبه قطعات كامپوزیت قالبگیری شده، پودر ناشی از ماشین كاری قطعات و كامپوزیت های پیش آغشته پخت شده در صنعت هوافضا، این پیش آغشته ها، الیاف شیشه، كربن یا كولار بافته یا تك جهته ی آغشته به رزین اپوكسی هستند كه به شكل مورد نظر شكل داده شده و سپس تحت فشار و حرارت پخت می شوند. به علت نسبت وزن و استحكام عالی، پیش آغشته ها در صنعت هوا فضا بسیار به كار گرفته می شوند. بهای این مواد برای الیاف كولار حدود 60 دلار در متر مربع و برای الیاف كربن حدود 75 دلار در متر مربع است.

به كار گیری ضایعات كامپوزیت های پیشرفته و مواد پیش آغشته با توجه به توان بالقوه آنها برای بازیافت الیاف تقویت كننده ای همچون كولار، كربن یا شیشه برای تولید مجدد كامپوزیت ها و همچنین عمر تقریباً نامحدود ضایعات دفن شده در طبیعت (كه ممكن است مشكل ساز شود) امروزه از اهمیت بسزایی برخوردار است. به طور كلی بازیافت كامپوزیت ها به چهار صورت انجام می شود. این چهار روش عبارتند از :

1. بازیابی محصول به شكل اولیه آن.

2. تبدیل قطعات مصرف شده به محصولات جدیدی كه ویژگی های فیزیكی و شیمیایی متفاوتی دارند.

3. روش هایی از قبیل پیرولیز و هیدرولیز كه ضایعات را به سوخت یا مواد شیمیایی پایه تبدیل می كنند.

4. تبدیل ضایعات به انرژی از طریق سوزاندن.

یكی از روش های تبدیل ضایعات به محصولات جدید، آسیاب كردن و به كار گیری آن ها در محصولات جدید است. به كارگیری مواد كامپوزیتی آسیاب شده به عنوان افزودنی در تولید سایر مواد می تواند با دو هدف انجام شود. نخستین كاربرد به عنوان پر كننده است. چون مواد كامپوزیتی پخت شده نسبتاً خنثی هستند، مواد آسیاب شده به عنوان جایگزینی برای پر كننده های معمولی همانند كربنات كلسیم یا سیلیس به كار گرفته شوند.چون این پر كننده ها بهای كمی دارند و این هزینه فرآوری كامپوزیت است كه رقم بالایی را تشكیل می دهد، پودر كردن مواد كامپوزیتی برای كاربرد به عنوان پركننده از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.هدف دوم افزودن مواد كامپوزیتی آسیاب شده به عنوان تقویت كننده است. كارایی مواد كامپوزیتی بازیافتی به عنوان تقویت كننده در افزایش استحكام اجزای قالب گیری شده از اپوكسی در یك طرح پژوهشی مورد توجه قرار گرفته است.

از آنجایی كه قیمت تقویت كننده های معمولی به نوعی مانع به كارگیری آنهاست گسترش كاربرد مواد كامپوزیتی بازیافتی به عنوان تقویت كننده ی رزین های پلاستیكی كه در حال حاضر از تقویت كننده استفاده نمی كنند (همانند افزودنی های تیسكوتروپ برای چسب ها و درزگیرها)،ضایعات كامپوزیت را به ماده ای خام با ارزش افزوده تبدیل می كند.

در این طرح پژوهشی الیاف كولار و كربن مورد ارزیابی قرار گرفته و كاربرد مواد كامپوزیتی آسیاب شده به عنوان افزودنی ارزان قیمت برای قالب گیری فشاری قطعات از اپوكسی و فوم پلی اورتان سخت بررسی شده است.

هدف مرحله اول این طرح، تحقیق در مورد تجهیزات كاهش اندازه مواد كامپوزیتی ضایعاتی برای پودر كردن آنها بود. چون بعضی از مواد كامپوزیتی جمع آوری شده از برش لبه های قطعات برای بازیافت، تا 120 سانتی متر طول و 60 سانتی متر عرض داشتند اولین مرحله خردایش، برش مواد كامپوزیتی به تكه هایی با سطح كوچك تر از 5 میلی متر مربع بود. مرحله دوم خردایش، كاهش اندازه این مواد كامپوزیتی به الیافی با طول كمتر از 2 میلی متر بود.

پس از خردایش مواد پیش آغشته ضایعاتی پخت شده یا ضایعات لبه ای، تركیب هایی با هر دو نوع الیاف (كولار و كربن) با طول های گوناگون و درصدهای مختلف تهیه شد و بر روی آنها آزمایش استحكام انجام شد.

نتایج قطعات اپوكسی ساخته شده از روش قالب گیری فشاری نشان دادند كه افزودن یك درصد كولار با طول الیاف كمتر از 5/0 میلی متر، استحكام نمونه را در مقایسه با اپوكسی بدون الیاف، 16 درصد افزایش می دهد. افزودن یك درصد كربن با طول كمتر از 5/0 میلی متر نیز 20 درصد به استحكام نمونه ها اضافه كرد.

این طرح نشان داد كه با افزودن كامپوزیت های پیشرفته بازیافتی استحكام هر دو سیستم پلاستیكی (اپوكسی و پلی اورتان) افزایش یافته است. علاوه بر این، آزمایش ها نشان از توان بالقوه ی ایجاد ارزش افزوده در فرآوری كامپوزیت های بازیافتی دارند. ضایعات كامپوزیتی همچنین می توانند در تقویت بتن و بهبود ویژگی های آن كاربرد داشته باشند. اگرچه بتن نرمی و مقاومت كششی كمی دارد ولی پر كاربردترین ماده ساختمانی در دنیاست. علت اصلی رفتار ضعیف بتن در كشش، چقرمگی پایین و وجود ترك های ریز در آن است. لذا بهبود چقرمگی بتن و كاهش اندازه و مقدار ترك ها به بهبود عملكرد آن منجر خواهد شد. یك روش موثر برای افزایش چقرمگی بتن، اضافه كردن مقدار كمی (معمولاً 5/0 تا 2 درصد حجمی) از الیاف كوتاه به مخلوط بتن در زمان اختلاط است. در بتن تقویت شده با الیاف، هنگام شكست، الیاف پلی روی ترك ها ایجاد می كند كه در مقابل رشد ترك و باز شدن آن مقاومت می كند. پس از مطالعات و بررسی های زیاد، گزارش شده است كه تقویت بتن با الیاف به صورت قابل ملاحظه ای ویژگی های كششی آن را افزایش می دهد.

پژوهشی در موسسه كامپوزیت ایران انجام شد كه در آن از ضایعات مواد كامپوزیتی برای رسیدن به این هدف استفاده شده است. در این پژوهش ابتدا مواد ضایعاتی حاصل از برشكاری و ماشینكاری قطعات كامپوزیتی در كارخانجات مختلف همانند نوریستاپلاستیك (نیپكو) و سدید صبا نیرو به پودر تبدیل شده و با درصدهای وزنی مختلف با مخلوط بتن تركیب شدند. پس از اختلاط، نمونه های استاندارد كشش، فشار و خمش ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفتند.

نمونه های استاندارد برای آزمایش كشش، سیلندرهای بتنی با قطر 15 سانتی متر و طول 30 سانتی متر و نمونه های استاندارد برای آزمایش فشار، مكعب هایی با طول ضلع 15 سانتی متر و نمونه خمش، دال بتنی با طول و عرض 80 سانتی متر و ضخامت 8 سانتی متر بودند. اندازه پودرهای مورد استفاده با گذراندن از الك های مختلف به دست آمد. اندازه پودرهای شركت نیپكو در محدوده 53 میكرون قرار داشت و قطر نزدیك به 50 درصد از ذرات قطعات سدید صبا نیرو بین 75 و 100 میكرون، 40 درصد از آنها بین 53 و 75 میكرون و درصد كمی از آنها نیز بین 40 و 53 میكرون بود.

آزمایش های متعددی كه روی نمونه های گوناگون با درصدهای وزنی مختلف پودر ضایعات انجام شد نشان دادند كه مخلوط كردن 2 تا 3 درصد وزنی از این ضایعات (نسبت به اجزای دانه دزشت) با تركیب بتن، باعث افزایش مقاومت كششی و فشاری بتن از 12 تا 15 درصد می شود.

***mishi*** · 24 بهمن، ۱۳۸۹

منابع زباله های چوبی صنعتی و خانگی عبارتند از كابینت ها، كمدها، مبلمان، طبق ها (Pallets) و جعبه های چوبی كهنه كه دور ریخته می شوند و همچنین تخته های مورد استفاده در ساخت و ساز و یا تخریب ساختمان ها. در ایرلند بیشترین دور ریز چوب از صنایع این كشور حاصل می شود. در سال 1998 دور ریز صنایع چوب و فراورده های چوبی این كشور حدود 244 هزار تن بود. منظور از صنایع چوب و فراورده های چوبی در اینجا، چوب بری ها، كارخانه های ساخت لوازم و فراورده های چوبی همانند جعبه، طبق و... و همچنین كارخانه های ساخت مبلمان و تزئینات داخلی ساختمان است.

زباله های بسته بندی

چوب به طور گسترده ای در صنعت بسته بندی به كارگرفته می شود از طبق ها و صندوق های چوبی. حدود 5/12 درصد از دور ریز بسته بندی ها در ایرلند در سال 1998 حدود 683 هزار تن بوده و و بنابراین حدود 85 هزار تن از این زباله ها، چوب بوده است.

زباله های عملیات ساختمانی یا تخریبی

مطالعه ای كه از سوی موسسه فن آوری كرك (Cork) انجام شده نشان داده است كه تقریبا 14 درصد از زباله های ناشی از ساخت و ساز و یا تخریب ساختمان ها در ایرلند چوبی هستند. گزارشی كه به تازگی در اسكاتلند منتشر شده نیز تخمین زده است بیش از 25 درصد از این زباله ها در آن كشور چوبی است. وضعیت زباله های فعالیت تخریبی و عمرانی بسته به موقعیت مكانی و نوع فعالیت از یك كشور به كشور دیگری متفاوت است. البته این كه ضایعات مربوط به ساخت و ساز است یا تخریب نیز بر نوع ضایعات اثر دارد. تخمین زده می شود در ایرلند طی سال 1998 حدود 2705 هزار تن زباله در صنعت ساختمان تولید شده است. با كمك آمار ارایه شده از سوی موسسه كرك می توان حدس زد كه مقدار زباله های چوبی دراین بخش حدود 378 هزار تن بوده است.

بازیافت زباله های چوبی

میزان بازیافت چوب از صنایع ایرلند طی سال 1998، حدود 221 هزار تن گزارش شده است كه این مقدار حدود 90 درصد از كل چوب بازیافتی در این كشور بوده است. دورریزهای چوبی همانند پوشال و خاك اره و خرده چوب به عنوان مواد خام با ارزش در تولید بسیاری از محصولات چوبی به كار گرفته می شوند.

مطالعه جدیدی كه در آمریكا انجام شده است نشان می دهد كه حدود 44 درصد از 1/35 میلیون تن زباله ساختمانی آن كشور در سال 1998 قابل بازیافت بوده است. با فرض این كه زباله های چوبی ساختمانی كشور ایرلند (14 درصد از كل) نیز از نظر قابلیت بازیافت، مشابه آمریكا باشد می توان حدس زد كه حدود 166 هزار تن از زباله های چوبی ناشی از فعالیت های ساختمانی یا تخریبی در ایرلند، قابل بازیافت بوده اند.

كاربردهای زباله های چوبی

فراوری مجدد چوب، بخشی از صنعت تولید فراورده های چوبی ایرلند در چند دهه اخیر است كه منجر به بازیافت زباله های چوبی چوب بری ها و دیگر صنایع مرتبط با چوب به میزان زیادی شده است. با فرض جداسازی موفق و آلوده نبودن این ضایعات، زباله ها چوبی از نظر تئوری می توانند همانند چوب نو كاربردهای بسیار پیدا كنند. در حال حاضر كاربردهای دورریز صنعت چوب در ایرلند عبارتند از:

1. ساخت تخته های چوبی

چهار كارخانه بزرگ تخته سازی در ایرلند وجود دارد كه OSB , MDF ، تخته سه لا و نئوپان تولید می كنند. این كارخانه ها بخشی از ضایعات چوب و غیره- را به عنوان بخشی از مواد اولیه خود به كار می گیرند. اگرچه اغلب، ضایعات با كیفیت و تمیز چوب از سوی این كارخانه ها پذیرفته می شوند ولی امكان بازیافت زباله های چوبی شهری نیز در این كارخانه ها وجود دارد.

2. تهیه مالچ و كود گیاهی

در ایرلند چندین شركت، ضایعات چوب را برای تهیه مالچ (ماده ای كه به عنوان پوشش خاك و برای مهار كردن شن های روان از آن استفاده می شود) و كود گیاهی به كار می گیرند. تهیه مالچ شامل ریز كردن زباله های چوبی به ذرات كوچك است به صورتی كه بتوانند به عنوان پوشش زمین و یا در تزیین فضای بیرونی خانه استفاده شوند. ارزش مالچ به ظاهر آن است چندین كارخانه مالچ های رنگی- تزئینی تولید می كنند. مالچ علاوه بر این، از رشد علف های هرز نیز جلوگیری می كند. ضایعات چوبی كه به طور مناسبی خرد ودانه بندی شده اند می توانند به عنوان پر كننده و منبع كربن در تولید كود گیاهی به كارگرفته شوند چندین كارخانه كودسازی در ایرلند، آماده پذیرش زباله های چوبی هستند.

3. به كارگیری دوباره زباله های چوبی

حداقل دو كارخانه در ایرلند وجود دارد كه در زمینه تعمیر طبق ها فعالیت می كنند. یكی از این شركت ها درصدی از طبق های چوبی جمع آوری شده را بازیافت می كند. طبق های چوبی از هم باز می شوند و با مواد نو برای ساخت طبق های جدید به كارگرفته می شوند. كارخانه دیگر تیرهای طبق هایی را كه به انگلستان صادر می شوند برای ساخت طبق های جدید بازیافت می كند.

4. چوب به عنوان سوخت

بسیاری از كارخانه ها از زباله های چوبی به عنوان سوخت استفاده می كنند. این مساله به ویژه در مورد كارخانه های فراوری چوب، چوب بری ها و ... صدق می كند. این كار نیاز آن ها را به مصرف برق و انبار كردن دورریز چوب كاهش می دهد. زباله های چوبی بدون آلودگی، سوخت های تمیز و كم گوگردی هستند. تعدادی از چوب بری های ایرلند برای خشك كردن الوارها در كوره نیز از سوزاندن ضایعات چوبی به عنوان منبع گرمایش استفاده می كنند.

***mishi*** · 24 بهمن، ۱۳۸۹

كاربردهای بالقوه و جدید زباله های چوبی

ضایعات چوب اصولا موادی نسبتا خنثی ولی آلی هستند كه به علت وضع قوانین احیای ضایعات حاصل از بسته بندی و تصویب قریب الوقوع قانون دفن زباله، ارزش بسیاری دارند. بازار این ضایعات هم اكنون در چندین بخش وجود دارد. با این وجود، زمینه افزایش سهم زباله های چوبی در این بازارها و همچنین گشودن بازارهای جدیدی فراروی چوب های بازیافتی وجود دارد. فرصت های موجود برای زباله های چوبی عبارتند از:

· ایجاد زمینه كاربرد بیشتر در ساخت تخته های نئوپان و mdf

· افزایش كاربرد در محوطه سازی و باغبانی به عنوان مالچ

· كاربرد به عنوان پركننده و منبع كربن در ساخت كود گیاهی

· وضع قوانینی برای افزایش به كارگیری تیرهای چوبی بازیافت و تعمیر شده

فن آوری های نوینی نیز برای تركیب زباله های چوبی و موادی غیر از چوب ارایه شده اند كه محصولات كامپوزیتی متنوعی تولید می كنند. بعضی از مواد كامپوزیتی ابتكاری كه در سطح بین المللی گسترش یافته اند عبارتند از:

1. كامپوزیت های پلاستیك و الیاف چوب

به كارگیری چوب بازیافت شده به عنوان پركننده و تقویت كننده در پلاستیك های گرمانرم، ابتكاری تازه است. گرمانرم هایی هم چون پلی اتیلن های سبك و سنگین ldpe) و hdpe)، پلی پروپیلن و پلی استیرن می توانند با چوب های باز یافتی تركیب شوند. پلی استر ترفالات (pet) كه معمولا برای ساخت بطری های نوشابه به كارگرفته می شود، برای این كار مناسب نیست چون دمای ذوب این پلیمر بالاتر از دمای تجزیه و كاهش ویژگی های چوب است.

به كارگیری الیاف چوب به عنوان پركننده و تقویت كتتده، هزینه مواد خام را كاهش داده و استحكام و صلبیت ماده را افزایش می دهد. ساخت محصول كامپوزیتی از مخلوط الیاف چوب بازیافتی و پلاستیك حدود 3/1 تا 6/1 ساخت محصول پلاستیكی خالص هزینه دارد.

با وجود این، مواد كامپوزیتی بدون مشكل نیستند. اما برای اكثر كاربردها این مساله مهم نیست. تركیب كردن چوب و پلاستیك نیز ممكن است كار دشواری باشد. ماده كامپوزیتی بازیافتی می تواند بارها و بارها بازیافت شود بدون این كه ویژگی های آن كاهش یابد. این ماده را می توان برای ساخت محصولاتی به كاربرد كه در حال حاضر تنها با پلاستیك ساخته می شوند. تجهیزات ساخت معمولی با اندكی تغییر یا حتی بدون تغییر می توانند برای ساخت این محصولات نیز به كار گرفته شوند. چندین گونه مصالح ساختمانی جدید از این نوع به طور موفقیت آمیزی به بازار آمریكا راه یافته اند، از جمله پوشش بام، تاقچه جلوی پنجره و چارچوب در. این صد در صد از مواد بازیافتی ساخته می شوند، در برابر عوامل آب و هوایی و آتش مقاومت بالایی دارند و نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند.

2. كامپوزیت های چوب با زمینه غیر آلی

كامپوزیت های چوب با زمینه غیر آلی، كامپوزیت هایی هستند كه از یك ماده یا آمیزه معدنی به عنوان زمینه بهره می برند. سه نوع ماده ای كه بیشترین كاربرد را به عنوان زمینه این كامپوزیت ها دارند اكسید منیزیم، گچ و سیمان پرتلند هستند. اكسید منیزیم وگچ هر دو به رطوبت حساسند و محصولات ساخته شده از این مواد معمولا برای كاربرد های داخلی و خارجی به كارگرفته می شوند. تمام محصولات دارای زمینه غیر آلی، مقاومت بالایی در برابر آتش، حشرات و دیگر آفات دارند.

تخته ساختمانی با زمینه سیمانی، از مخلوط 50/50 چوب یا دیگر الیاف سلولزی و سیمان پرتلند ساخته می شود. این ماده به طرز شگفت انگیزی سبك است، به راحتی میخ در آن فرو می رود و اره می شود و از نظر نصب دارای ویژگی های بسیار خوبی است. علاوه بر آن تخته های زمینه سیمانی نسبت به رطوبت، پوسیدگی و حملات حشرات موذی بسیار مقاوم هستند. برای ساخت بلوك های ساختمانی سبك و لوح های شیروانی نیز چوب می تواند به عنوان اگریگیت در سیمان استفاده شود.

كامپوزیت های چوب با زمینه سیمانی در گستره وسیعی از ساختمان ها استفاده می شوند. در فیلیپین، تخته های سیمانی معمولا به صورت دستی و توسط كارگر ساخته می شوند و در ساخت خانه های ارزان قیمت به كار می روند. در ژاپن این قطعات به صورت خودكار تولید می شوند و در ساخت خانه های گران بها كاربرد دارند.

تنوع روش های ساخت این قطعات، امكان به كارگیری چوب بازیافتی را فراهم می سازد. می توان با كارگرانی كم تجربه، سرمایه كم و ابزارهای بسیار ابتدایی، تخته های سیمانی بسیار با كیفیتی را در مقیاس كوچك تولید كرد و در صورت رشد بازار این محصول، فن آوری های پیشرفته تر را به كارگرفت و توان تولیدی را افزایش داد. نیروی كار نیز می تواند به صورت همزمان با به كارگیری تدریجی فن آوری های پیچیده، آموزش داده شود.

3.تولید كاغذ و خمیر كاغذ

گفته می شود در گذشته 78 درصد از منابع اولیه كارخانه تولید كاغذ و خمیر كاغذ از چوب های بازیافتی شهری تامین می شود، اما هم اكنون این مقدار به 33 درصد كاهش یافته است. مشكل اصلی به كارگیری این مواد، وجود آلودگی در آن ها، نیاز به مواد خام با اندازه مشخص، اختلاط نا مناسب ذرات چوب درختان و چوب های بازیافتی و در نهایت عدم یكنواختی چوب های بازیافتی است.

4. دیگر كاربردها

تراشه های چوبی كم ارزش تر برای پوشاندن موقت جاده ها و راه ها در چراگاه های حیوانات، مزارع و دیگر مناطقی كه در شرایط بارانی، گل و لای در آنها مشكل ساز می شود، به طور موفقیت آمیزی به كارگرفته می شوند. همچنین از این مواد برای پوشاندن میدان اسب دوانی، كف گاو داری ها و ... نیز استفاده می شود.

موانع بازیافت چوب و زباله های چوبی به طور كلی عبارتند از:

محدودیت به كارگیری زباله های چوبی آلوده

بسیاری از تیرهای به دست آمده از ساخت و ساز و یا تخریب ساختمان ها، برای ساخت نئوپان با محوطه سازی مناسب نیستند چرا كه دارای آلودگی هایی همانند رنگ، روغن، جلا، چسب ، كاغذ دیواری، مواد عایق ساز و ... هستند. این مساله در مورد چوب های به دست آمده از مبلمان نیز صادق است.

زباله های چوبی آلوده برای استفاده به عنوان سوخت دیگ های بخار نیز مناسب نیستند چرا كه امكان دارد هنگام سوختن این آلاینده ها، مواد سمی منتشر شود.

دشواری جداسازی زباله های چوب

یك مانع اصلی در بازیافت چوب از زباله های شهری، جداسازی چوب از دیگر زباله ها و ضایعات شهری است. مثلا چوب حاصل از تخریب یك ساختمان به سختی از دیگر ضایعات جدا می شود و با فلزات، سیمان و مواد دیگر همراه است.

پایین بودن سطح آگاهی عمومی

دلیل اصلی افزایش میزان زباله ها و عدم تمایل مردم به بازیافت، نا آگاهی عموم نسبت به مسایل زیست محیطی است. مساله دفن زباله و عدم توجه به بازیافت آنها در بخش های صنعتی وتجاری بسیار حادتر است. متاسفانه هنوز صنایع متوجه نفع اقتصادی و زیست محیطی حاصل از بازیافت ضایعات نیستند.

سادگی و ارزانی دفن زباله

دفن زباله به عنوان نخستین و كم دردسرترین راه حل رفع مشكل تجمع زباله ها محسوب می شود. طی چند سال گذشته، موضوع دفن زباله ها به سرعت افزایش داشته است. این روش در ایرلند در مقایسه با سایر كشورهای اروپایی بسیار ارزان تر است.

***mishi*** · 24 بهمن، ۱۳۸۹