标签:可持续性和生物塑料3 d打印技术
研究者在美国能源部橡树岭国家实验室已经开发出一种增加价值的升级改造方法重用的废弃塑料添加剂制造、或3 d打印。
促进塑料循环
随时可收养的,可伸缩的方法介绍了闭环策略,可以在全球范围内减少塑料垃圾和减少碳排放与塑料生产。
团队升级丙烯腈丁二烯苯乙烯或ABS,一个受欢迎的热塑性塑料中发现日常用品从汽车零部件到网球乐高积木。
腹肌是一个流行的熔丝原料制造,或FFF,使用最广泛的3 d打印方法之一。
以前版本拥有增强的强度、韧性和耐化学性,使它吸引FFF满足新的和更高的性能应用程序与标准ABS的愿望无法实现。
聚合物升级中扮演一个重要的角色在解决全球塑料垃圾堆积的越来越大的挑战。每年大约4亿吨塑料垃圾的产生,主要是一次性项目,最终在垃圾填埋场或环境。在全球范围内,只有不到10%的塑料垃圾被回收利用。
”
我们需要基本的发现来克服的挑战与回收相关的成本的增加和恶化的材料特性,”作者说Tomonori齐藤ORNL的化学科学部门。”
我们的目标是开发一个容易可采用的策略,重用塑料垃圾来创建一个更有价值的材料,而不是产生新的塑料。”
熔丝加工
团队目标加法制造,更比传统制造业和可以实现资源高效有用的和复杂的三维结构,很难产生成型或铸造。FFF占最大的份额这个行业在近70%的全球市场。
“开发新的可回收材料,高级属性FFF创造机会对塑料生产产生很大的影响,扩大加法制造能力,有可能降低我们的碳足迹,“ORNL的Sungjin Kim说。
FFF印刷需要材料,可以挤压,或推动,通过激烈的喷嘴形成三维结构的线程,一层一层地建造,像卷绳子。作为热塑性材料对热、ABS适用于这个过程,因为它很容易流和迅速变硬为强,刚性结构。
然而,存在一些固有的缺点线程栈的方式结合在一起。开发新原料具有优越特性可以为FFF推进高性能应用程序,但是这些都是很难设计。
点击化学聚合物转换
团队”点击“应用化学转化的化学组成ABS vitrimer,相结合的一种聚合物的加工性能和可回收性热塑性塑料和热固性材料的机械性能,如环氧树脂,它通常不与FFF兼容。
综合使用普及医疗化合物混合在一个步骤在温和条件下,其次是与热固化。结果显示以前ABS达到大约双重标准ABS的韧性和强度,增强的耐溶剂性。
研究人员展示了优秀的抗压强度与复杂的3 d打印材料的几何结构模仿甲虫翅膀。”
耐溶剂性增加了价值,因为它允许我们轻易分离从混合改性ABS,无序塑料垃圾回收中常见的场景,”齐藤说。
你可能也会感兴趣3 d打印使用聚合物。
Solvent-resistant材料回收再利用塑料垃圾
团队各溶剂溶解混合塑料垃圾,并在每个实验以前ABS保持其结构,而所有其他塑料包括ABS完全溶解。
“这种方法是极其多才多艺的,”金说。”
回收再循环ABS可以一次又一次的被重用FFF以最小的损失特性。也可以结合混合和标准ABS、混合和直接打印。”
multi-pathway方法使回收和升级改造的混合ABS浪费包含的任意组合标准,再循环,或混合ABS。所有兼容FFF和转载前不需要分离,但分离可以很容易地执行提供一个选择有用的材料广泛的工业应用。
”
这种努力表明闭环制造塑料物品,可能与更高的价值和性能,仅使用现有的塑料垃圾的一个最容易加法制造领域,”齐藤说。
发现更多的
塑料回收的创新
。
探讨3 d打印ABS的成绩
来源:
橡树岭国家实验室
