Jämförelse av befintliga återvinningsprocesser för kompositmaterial

Projektnummer: WR22

Författare: Carina Pettersson, Sune Andreasson, Mikael Skrifvars och Dan Åkesson

■ Startdatum: mars 2009

■ Slutdatum: december 2009 Avslutat

Sammanfattning 

Målsättningen med detta projekt har varit att undersöka möjligheterna att använda återvunnen komposit för energiåtervinning genom mikrovågspyrolysering, samt att utvärdera mikrovågspyrolseringens potential för återvinning av sammansatta material, däribland kompositer.

Kompositer kan materialåtervinnas genom mekanisk sönderdelning till ett material som kan användas som fyllmedel i jungfruliga kompositprodukter. Flera tidigare studier har dock visat att detta ger kvalitetsmässigt sämre egenskaper, och en ekonomiskt lönsam avsättning av det återvunna materialet finns inte idag. Kompositer kan förbrännas tillsammans med annat avfall men den höga halten av oorganiskt material medför att energiinnehållet är lågt. Kompositer innehåller typiskt 40 – 50 vikt-% glasfiber, och i vissa produkter kan innehållet vara så högt som 60 – 75 vikt-%. Därför deponeras uttjänta produkter i stor utsträckning och processer för att återvinna kompositer saknas. Det tillverkas stora mänger komposit i Europa och dessa produkter kommer till stor del att deponeras då återvinning saknas. Dessa kompositer representerar en stor mängd energi som i dagsläget inte utnyttjas. Processer och material för att tillverka komposit utvecklas hela tiden. Detta i kombination med flygplans-, vindkrafts- och fordonsindustrins behov av lätta material gör att användning av komposit väntas öka i framtiden. Att utveckla processer för att återvinna komposit är därför av stor vikt.

I detta projekt har användandet av mikrovågspyrolys studerats för att återvinna kompositer. Mikrovågspyrolys är en process där materialet värms upp med mikrovågor i en inert miljö. Projektet har fokuserat på att återvinna glasfiberarmerad plast då detta utgör den stora volymen av komposit. Efter pyrolys av glasfiberarmerad plast uppstår två fraktioner – en oljefraktion och en oorganisk fraktion. Oljefraktionen analyserades med kalorimetri och GC-MS. Oljan består huvudsakligen av olika aromatiska föreningar, såsom styren och toluen. Energiinnehållet i oljan är relativt högt och är ungefär jämförbart med petroleumbaserade oljor. Oljan kan användas för att generera energi eller som ett startämne för att generera syntesgas (syngas) vilket utgör ett nytt alternativ och/eller komplement till att använda oljan för raffinering och nyttjande i små oljeraffinaderier. Efter pyrolysen uppstår också en oorganisk fraktion bestående av återvunna glasfibrer. En möjlig avsättning för fibrerna är att använda dessa för att tillverka nya kompositer, vilket har undersökts i detta projekt. Kompositer tillverkades och utvärderades termomekaniskt. De mekaniska egenskaperna av dessa kompositer är relativt låga. Detta beror troligtvis på avsaknaden av adhesion mellan fiber och matris. Fibrernas ytegenskaper studerades därför med termogravimetrisk analys (TGA) och svepelektronmikroskop. Fibrerna har en beläggning av partiklar som inte är pyrolyserade. Detta är troligtvis rester av fiberns sizing, dvs. fiberns ytbehandling, som brutits ned efter pyrolysen.

Nyckelord: återvinning, komposit, mikrovågspyrolys, glasfiber

Deltagande parter