PA6 GF25 birjina eta birziklatuaren analisi konparatiboa: propietate biskoelastikoak eta epe luzeko portaera (Arrakasta Kasua)

Material jasangarrietarako trantsizioa egitura-aplikazioetan erabiltzeko termoplastiko birziklatuekiko interes handiagoa pizten ari da. Hala ere, material horiek beren homologo birjinek eskaintzen duten errendimendu mekanikoarekin aldera daitekeen errendimendu mekanikoa eskaintzen dutela bermatzea funtsezko erronka da oraindik ere.

Horregatik, jarraian, arrakasta kasu praktiko bat aurkezten dugu, non ibilgailu elektrikoen osagai arinetarako PA6 GF25 birziklatua erabiltzea baliozkotu dugun. Lan hori LEVIS Horizon 2020 Europako proiektuaren baitan gauzatu dugu, kolektore barrarekin eta monitorizazio integratuarekin ekodiseinatutako bateria modulu bat garatuz.

Deskribapena

Analisi Mekaniko Dinamikoa (DMA) egin dugu RadiciGroup High Performance Polymers gure bazkideak emandako bi material berezitan: beira-zuntzaz (GF) sendotutako poliamida birjina bat, kontsumo osteko % 20ko edukia duen birziklatutako homologoarekin alderatuta, zurruntasuna, portaera biskoelastikoa eta creep-arekiko erresistentzia ebaluatzeko.

Metodologia

Materialak:

• Radiflam® S RV250 HF 333 BK (PA6 GF25 birjina)
• Renycle® S GF2501 HF0 3033 BK (PA6 GF25 birziklatua, kontsumo osteko % 20ko edukia PA6n)

Konfigurazio esperimentala:

• DMA ekorketa termikoak (-60°C  200°C-ra, 10 Hz, flexioa 3 puntutan) biltegiratze modulua (E '), galera modulua (E ") eta tan deltaren bilakaera aztertzeko.
• DMA maiztasun ekorketak (1-400 Hz 23°C-ra), karga-abiadura desberdinetan erantzun biskoelastikoa ebaluatzeko.
• Fluentzia saiakerak (15 MPa, 23-70°C) epe luzeko egonkortasun mekanikoa ebaluatzeko, denbora luzeko eskaletan portaera aurreikusteko erabiltzen den Denbora-Tenperatura Gainezarpenarekin (TTS - Superposición Tiempo/Temperatura).

Lagin guztiak moldekatutako plaketatik abiatuta mekanizatu ziren (300 × 100 × 3,2 mm), bi norabidetan (0 eta 90º), eta ISO 1110 arauaren arabera egokitu ziren.

Ondorio nagusiak

• Biltegiratze modulua (E '): PA6 GF25 birjinak eta birziklatuak zurruntasun joera ia berdinak erakusten dituzte tenperatura tarteetan egindako saiakeretan. Giro-tenperaturan, E ' ~%50 murrizten da 0° eta 90°-ko zuntz-orientazioen artean, eta horrek agerian uzten du materialaren portaera anisotrofoa.
• Trantsizio amorfoaren tenperatura edo beira-trantsizioaren tenperatura (Tg): Bi materialek Tg ≈ 30°C erakusten dute, moteltze edo amortiguazio alde txikiekin. Material birjinak energia disipazio pixka bat handiagoa erakusten du, bereziki zuntzaren 0°-ko orientazioan.
• Creep-arekiko erantzuna: TTSan oinarritutako kurba nagusiek adierazten dute 32 urtera arte proiektatutako denbora eskala baterako, bi materialen fluentziarekiko portaera ia berdina dela, eta horrek iradokitzen du birziklatutako PA edukia sartzeak ez diola nabarmen eragiten epe luzeko dimentsio egonkortasunari.
• Anisotropia efektuak: 0º-ko orientazioarekin, material birziklatuak fluentzia bidezko deformazio handixeagaoa erakusten du (~ %3), baina alde hori dispertsio esperimentalaren barruan dago. 90º-ko orientazioarekin, bi materialek portaera bera erakusten dute.

1. irudia: biltegiratze moduluaren (E ') bilakaera tenperaturarekin, zuntz paraleloaren orientazioa (0º) betetze nagusira bideratuta.

2. irudia: Galera-faktorearen bilakaera (-) tenperaturarekin, zuntz paraleloaren orientazioa (0º) betetzeko norabide nagusira bideratuta.

3. irudia: TTSak aurreikusitako fluentzia bidezko deformazioaren bilakaera, zuntz paraleloaren orientazioa (0º) betetze nagusira bideratuta.

Inplikazio industrialak

Emaitza horiek birziklatutako PA6 GF25ak funtsezko propietate mekanikoak dituela berresten dute, eta, ondorioz, alternatiba bideragarria dela epe luzera egonkortasuna behar duten egitura aplikazioetarako, hala nola automobilgintzako osagaietarako, elektronikarako eta ibilgailu elektrikoetarako. Material birziklatuaren moteltze edo amortiguazio portaera handixeagoak abantailak ere ekar ditzake bibrazioekiko sentikorrak diren inguruneetan.

Ondorio horietan oinarrituta, LEVIS proiekturaren baitan diseinu ekologikoko bateria modulu bat garatu da barra kolektorearekin eta monitorizazio integratuarekin, jasangarritasun hobetua duten ibilgailu elektrikoen osagai arinetarako birziklatutako PA6 GF25aren erabilera baliozkotzeko.

Zer deritzozu termoplastiko birziklatuek aplikazio zorrotzetan duten potentzialari buruz? Hitz egin dezagun horren inguruan.