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Recycling von Kunststoffabfällen zur Herstellung von Deckenplatten mit Sägemehlverstärkung

Abgelegt in Themen des Tiefbauprojekts, Aktuelle Projekte by im September 15, 2020
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Recycling von Kunststoffabfällen zur Herstellung von Deckenplatten mit Sägemehlverstärkung.

ABSTRACT

Kunststoff wurde im 19. Jahrhundert von vielen Wissenschaftlern aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften als die nützlichste Innovation anerkannt. Es ist jedoch zu der größten Umweltgefährdung im 20. Jahrhundert geworden, wenn es als Abfall entsorgt wird.

Kunststoff wird nicht auf natürliche Weise abgebaut, und wenn er ad hoc entsorgt wird, entstehen zahlreiche Umweltprobleme, die das Leben von Flora und Fauna beeinträchtigen können.

Recycling ist eine der wichtigsten derzeit verfügbaren Maßnahmen zur Verringerung dieser Auswirkungen und stellt heute einen der dynamischsten Bereiche in der Kunststoffindustrie dar.

Das Hauptziel dieser Studie ist es, Kunststoffabfälle mit Sägemehl als Zusatz zu einer Vielzahl von Produkten wie Kunststofffliesen (Deckenfliesen) zu recyceln, bei denen es sich um Tiefbaumaterialien handelt. Für dieses Experiment wurden hauptsächlich Beutelwasser-Kunststoffabfälle gesammelt.

Die Abfallmaterialien wurden sortiert, gewaschen, geschnitten, getrocknet und vorgeschmolzen, bevor sie in ein unterschiedliches Gewicht von 800 g aufgeteilt wurden. Nach dem Erhitzen in geschmolzene Form und gründliches Mischen mit verschiedenen Partikelgrößen von Sägemehl als Additiv wurde das Recycling durchgeführt.

Das Schmelzen wurde unter Verwendung eines lokal hergestellten Kastenofens durchgeführt. Das Sägemehl wurde mit den Sieben 6, 8, 10, 14 und 25 gesiebt

repräsentierten 6.25, 12.50, 18.75, 25.00 bzw. 31.25% Sägemehl auf 800 g Kunststoff. Nachdem das Sägemehl gründlich mit dem geschmolzenen Kunststoff gemischt worden war, wurde es in die Form gegossen und vollständig abgekühlt und in einigen Fällen bis zum nächsten Tag belassen, bevor es aus der Form genommen wurde, um die Kunststofffliese zu bilden.

Zug- und Härteprüfungen wurden an den Materialien durchgeführt; Die Ergebnisse des Zugfestigkeitstests variierten, da sie für einige eine höhere Zugspannung und für andere eine niedrige zeigten.

Der Härteerhebungstest wurde an verschiedenen Punkten an jedem Material durchgeführt und die Ergebnisse zeigten, dass die Festigkeit nicht gleichmäßig über alle Punkte der Fliese verteilt war und dieses Ergebnis den Recyclingprozess störte.

Die technischen Eigenschaften der recycelten Materialien wurden mit vorhandenen lokalen bzw. ausländischen Fliesen verglichen. Aus den Ergebnissen ging hervor, dass einige der hergestellten Materialien den Eigenschaften der lokalen Fliesen entsprachen und sogar besser waren als die ausländischen Fliesen.

Daher können mit einem verbesserten Recyclingprozess Kunststoffabfälle in nützliche Produkte zur Verbesserung der Umwelt umgewandelt werden.

INHALTSVERZEICHNIS

TITELSEITE …………………… i
ZERTIFIZIERUNGSSEITE ………………………………… ii
Widmung …………………… iii
ANERKENNUNG ………………… iv
ZUSAMMENFASSUNG ………………………… v
INHALTSVERZEICHNIS ………………… vi
TABELLENLISTE …………………………… xi
TELLERLISTE ………………………………… xii
ABBILDUNGSLISTE ………………………………… xiii
ABKÜRZUNGEN …………………… xvi

KAPITEL 1: EINLEITUNG

1.1 Hintergrund des Studiums …………………… 1
1.2 Forschungsproblem …………………… 2
1.3 Forschungsziele …………………… 3
1.4 Bedeutung der Forschung …………………… 4
1.5 Forschungsumfang …………………… 5
1.6 Forschungseinschränkungen …………………… 5
1.6.1 Das Sammeln war schwierig und teuer ………………………… 6
1.6.2 Umfangreiches Sortieren ist erforderlich ………………………… 6
1.6.3 Mangel an Recyclingausrüstung …………………… 6
1.6.4 Ineffizienz des Recyclingprozesses ………………… 7
1.6.5 Größere Menge an Abfall, die für das Recycling benötigt wird ………………… 7

KAPITEL ZWEI: ÜBERPRÜFUNG DER LITERATUR

2.1 Definition des Recyclings …………………… 8
2.2 Geschichte / Ursprung des Recyclings …… ………… 8
2.2.1 Recycling ………………………… 8
2.2.2 Überblick über Kunststoffe …………………… 10
2.2.3 Überblick über das Kunststoffrecycling ………………… 14
2.2.3.1 Recycling-Codes …………………………… 14
2.2.3.2 Kunststoffrecycling ………………… 14
2.2.3.3 Herausforderungen beim Kunststoffrecycling ………………… 15
2.2.3.4 Prozesse beim Kunststoffrecycling ………………… 15
2.3 Häufig recycelte Materialien ………………… 16
2.4 Anwendungen des Recyclings in verschiedenen Kunststoffen ………………… 20
2.4.1 Polyethylenterephthalat (PET oder PETE) ………………… 22
2.4.2 Polyvinylchlorid (PVC) ………………………………… 22
2.4.3 Polyethylen hoher Dichte (HDPE) ………… 23
2.4.4 Polystyrol (PS) ………………… 23
2.4.5 Andere Kunststoffe ………………… 23
2.5 Kunststoffe in der Gesellschaft ………………… 24
2.5.1 Das Bild von Kunststoffen ………………… 24
2.5.2 Herstellung und Verbrauch von Kunststoffen …… ………………… 24
2.5.3 Kunststoffe in Fahrzeugen …………………… 26
2.6 Ökologischer Fall für das Recycling ………………… 29
2.6.1 Auswirkungen der Umwelt auf Kunststoffe ………………… 31
2.6.2 Umweltaspekte des Kunststoffrecyclings ………………… 32
2.6.2.1 Rohstoffe und Ressourcennutzung ………………… 32
2.6.2.2 Kunststoffprodukte sparen Energie ………………… 32
2.6.2.3 Reduzierung, Wiederverwendung, Recycling und Rückgewinnung von Kunststoffen ………… 33
2.6.2.4 Recycling und Umwelt ………………… 33
2.7 Umweltauswirkungen der Erzeugung und Entsorgung von Polyethylenkunststoff in Nigeria… 34
2.8 Systeme für das Kunststoffrecycling ……………………… 37
2.9 Vor- und Nachteile des Recyclings ………………… 41
2.9.1 Vorteile des Recyclings …………………… 42
2.9.2 Nachteil des Recyclings ………………… 43
2.10 Übersicht über die Entsorgung fester Abfälle ………………… 44
2.11 Öffentliche Unterstützung für das Recycling ………………… 50
2.12 Wirtschaftliche Fragen im Zusammenhang mit Recycling ………………… 51
2.13 Aktuelle Trends beim Kunststoffrecycling ………………… 53
2.14 Herausforderungen und Chancen zur Verbesserung des Kunststoffrecyclings ……… 53
2.15 Maßnahmen zur Förderung des Recyclings von Kunststoffen …………………… 54
2.16 Verschleißmerkmale von Kunststoffen ………………… 63
2.17 Bedingungen für die Materialauswahl von Kunststoffen ………… 63
2.18 Sägemehlübersicht …………………… 66

2.24 KAPITEL DREI: EXPERIMENTELLE METHODEN UND MATERIALIEN

3.1 Versuchsapparatur ………………… 69
3.1 Quelle der Proben ………………… 69
3.3 Erzeugungsrate von Kunststoffabfällen ………………… 70
3.4 Materialvorbereitung …………………… 70
3.4.1 Probenvorbereitung für Kunststoffe ………………… 70
3.4.2 Probenvorbereitung für Sägemehl ………………… 70
3.5 Herstellung von Tiegel und Formen ………………… 71
3.6 Funktionsweise des Kastenofens ………………… 71
3.7 Versuchsdurchführung ………………… 74
3.8 Ineffizienz des Recyclingprozesses ………………… 75
3.9 Methode des Labortests an Materialien ………………………… 76
3.9.1 Zugfestigkeitstest ………………………… 76
3.9.2 Härteprüfung ………………………… 76
3.10 An dieser Forschung beteiligter Recyclingprozess ………………………… 78
3.11 Sonstige für Kunststoffrecyclingprozesse erforderliche Ausrüstung ………… 79
3.12 Mechanische und physikalische Eigenschaften von Kunststoffen ………………… 85

KAPITEL VIER: ERGEBNISSE UND DISKUSSIONEN

4.1 Präsentation der Ergebnisse …………………… 105
4.2 Einfluss der Partikelgröße auf die Festigkeitseigenschaften ………… 105
4.3 Einfluss des Partikelgewichts auf die Festigkeitseigenschaften ………………… 110
4.4 Variation der Festigkeitseigenschaften innerhalb des Materials ………………… 114
4.5 Vergleichende Analyse zwischen Materialien und vorhandenen Fliesen ………… 116
4.6 Statistische Analyse ………………………… 117

KAPITEL 5: SCHLUSSFOLGERUNG UND EMPFEHLUNG

5.1 Fazit …………………… 119
5.2 Empfehlung …………………… 120
REFERENZEN …………………………… 121
ANHÄNGE …………………… 130

EINFÜHRUNG

1.1-Hintergrund zur Studie

Beim Recycling werden Abfallmaterialien wiederverwendet und in neue Produkte umgewandelt, um ein potenziell nützliches Material aus dem Abfall zu entfernen.

Dies wird den Verbrauch frischer Rohstoffe reduzieren, den Energieverbrauch senken, die Luftverschmutzung (durch Verbrennung) und die Wasserverschmutzung (durch Deponierung) verringern, wodurch die Notwendigkeit einer „konventionellen“ Abfallentsorgung und geringere Treibhausgasemissionen während der Kunststoffherstellung (Lyon) verringert werden und Burford, 1998).

Eine Schlüsselkomponente der modernen Abfallreduzierung und die dritte Komponente der Abfallhierarchie „Reduzieren, Wiederverwenden, Recyceln“. Es gibt rund 150 Normen für das Recycling von Abfällen, wie z. B. (ISO 15270: 2008) für Kunststoffabfälle und (ISO 14001: 2004) für die Kontrolle der Recyclingpraxis im Umweltmanagement.

Zu den recycelbaren Materialien gehören Glas, Papier, Metall, Kunststoff, Textilien und Elektroschrott. Obwohl in der Wirkung ähnlich, ist die Kompostierung oder andere Wiederverwendung von biologisch abbaubaren Abfällen wie Lebensmitteln oder Gartenabfällen nicht recycelbar (Lyon und Burford, 1993).

Zu recycelnde Materialien werden entweder zu einem Sammelzentrum gebracht oder am Straßenrand abgeholt, dann sortiert, gereinigt und zu neuen Materialien verarbeitet, die für die Herstellung bestimmt sind.

Im strengsten Sinne würde das Recycling von Materialien zum Beispiel eine frische Versorgung mit denselben Materialien ergeben; Büropapier würde in neues Büropapier umgewandelt oder aus Polystyrol in neues Polystyrol umgewandelt.

Dies ist jedoch oft schwierig oder zu teuer (im Vergleich zur Herstellung des gleichen Produkts aus Rohstoffen oder anderen Quellen). Daher beinhaltet das „Recycling“ vieler Produkte oder Materialien stattdessen die Wiederverwendung von produzierten Materialien (z. B. Pappe).

REFERENZEN

ACRR (2004). Leitfaden für bewährte Verfahren zum Recycling von Kunststoffabfällen. Brüssel, Belgien: Verband der Städte und Regionen für das Recycling.

Addison, R. F., Hansen, PD und Wrigth, EC (1991). Hepatische Mon-Oxygenase-Aktivitäten in Amerika von Miramichi Estuary, NB Kanadischer technischer Bericht über Fischerei und aquatische Wissenschaft Nr. 1800 Fischerei und Ozeane.

Agagu, OK (2009). Bedrohung der nigerianischen Umwelt: ein Aufruf zu positiven Maßnahmen. Als Vortrag bei der Chief SL Edu Memorial Lecture 2009 der Nigerian Conservation Foundation in Lagos. 42pp

Aguado, J., Serrano, DP und San Miguel, G. (2007). Europäische Trends beim Rohstoffrecycling von Kunststoffabfällen. Global NEST J. 9, 12–19.

Akinro, AO et. al. (2012). Umweltauswirkungen der Erzeugung und Entsorgung von Polyethylen in Akure City, Nigeria. Online ISSN: 2249-4626

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