På grund av den rådande klimatförändringen och de globala problem som plast orsakar i miljön blir det allt viktigare att dagens linjära materialanvändning ändras till en cirkulär användning. Inom fordonsindustrin har kravet på ökad tillgänglighet och kvalitet på återvunna material identifierats. Som följd startades forskningsprojektet Sustainable Vehicle Interior Solutions (SVIS) samordnat av RISE IVF där behovet av en mer hållbar produktion av fordonsinteriörer tas upp. Ett mål är att minska och återvinna produktionsavfall. Den här studien undersöker möjligheten att återvinna textil och plast från en interiör komponent av multimaterial, som i detta fall är en textilklädd plaststolpe. Stolpen är gjord av polykarbonat (PC)/poly(akrylnitril-butadien-styren) (ABS) plast och polyestertextil (PET). Mekanisk återvinning utfördes på den textilklädda stolpen. Möjligheten att separera textil från plast undersöktes och testades i en kvarn med en dammavskiljare. Prover innehållande olika mängder PET förberedes och återvanns för att studera påverkan av PET på materialegenskaperna. Två olika kompatibiliseringsmedel användes för att undersöka om blandningarnas kompatibilitet ökade. Hur väl textil separerats från plast analyserades genom jämförelse av bulkdensitet mellan proverna. För att undersöka effekten av kompatibiliseringsmedel och hur förekomsten av PET påverkar PC/ABS utfördes mekanisk testning, DSC och SEM. Resultaten visade att separationen av textil från plast inte var fullständig på grund av mycket hög vidhäftning mellan textilen och plasten. Bibehållna mekaniska egenskaper, förutom brottförlängning, erhölls för alla återvunna prover oavsett PET-mängd. Därför var det möjligt att dra slutsatsen om att förekomsten av PET inte påverkar materialets egenskaper negativt och att separation eller tillsats av kompatibiliseringsmedel inte är nödvändigt. Vidare visar resultaten att PET blir blandbar med PC men inte påverkar ABS-fasen. Kemisk återvinning genom glykolys utfördes på svart och beige polyestertextil av PET erhållet som avklipp från produktionen av stolparna. Glykolysen utfördes i laboratorieskala med etylenglykol (EG) som lösningsmedel. Reaktionen ägde rum vid 230℃ under 1 timme med överskott av lösningsmedel och en Mg-Al blandad oxidkatalysator. Slutprodukten separerades från rester genom flera filtreringssteg och analyserades med DSC. Från resultatet observerades det att den erhållna slutprodukten var den önskade bis(2-hydroxyetyl) tereftalat (BHET) monomeren. Färgämnen från textilen fanns fortfarande kvar i monomeren efter depolymerisation. Därför utfördes avfärgning. För den svarta textilen testades adsorption med aktivt kol och extraktion med etylenglykol som avfärgningsmetoder. För den beige textilen utfördes enbart adsorption med aktivt kol. De avfärgade produkterna analyserades genom färgmätning och/eller genom jämförelse med varandra. Resultatet visade att adsorption med aktivt kol är en effektiv avfärgningsmetod för den beige textilen, men inte för den svarta textilen. Framgångsrik avfärgning av den svarta textilen erhölls istället genom extraktion med etylenglykol. Sammanfattningsvis, mekanisk återvinning av den textilklädda stolpen resulterar i bibehållna värden för de mekaniska egenskaperna hos det återvunna materialet, förutom för brottförlängnigen. Detta bör göra det återvunna materialet lämpligt för användning i fordonsapplikationer, men inte för återvinning i ett slutet kretslopp (closed loop recycling) på grund av säkerhetsaspekter hos stolpen. Om hög kraft appliceras måste materialet kunna ändra form utan att gå sönder. Återvinning genom glykolys visar potential för att den avklippta polyestertextilen kan återvinnas i ett slutet kretslopp eftersom den avfärgade monomeren skulle kunna ompolymeriseras till ny PET. Det kan undersökas i framtida studier. / Due to the current climate change and the global problems plastics cause in the environment, it becomes increasingly important that today’s linear use of materials is changed to a circular use. In the automotive industry, the demand for increased availability and quality of recycled materials has been recognized. Following this, the research project Sustainable Vehicle Interior Solutions (SVIS) coordinated by RISE IVF was started in which the need for a more sustainable production of vehicle interiors is addressed. An objective is to reduce and recycle production waste. This study investigates the possibility to recycle textile and plastic from an interior multi-material component which in this case is a textile dressed plastic pillar. The pillar is made of polycarbonate (PC)/poly(acrylonitrile butadiene styrene) (ABS) plastic and polyester (PET) textile. Mechanical recycling was performed on the textile dressed pillar. The possibility to separate textile from plastic was investigated and tested in a mill with a dust separator. Samples containing different amounts of PET were prepared and recycled to study the influence of PET. Two different compatibilizers were used to investigate potential improvement in compatibility of the blends. The level of separation of textile from plastic was analyzed by comparison of bulk density between the samples. To investigate the effect of compatibilizers and how the presence of PET influences the PC/ABS, mechanical testing, DSC and SEM were performed. The results showed that the separation of textile from plastic was not complete due to very high adhesion between the textile and plastic. Retained mechanical properties, except for the strain at break, were obtained for all recycled samples. Therefore, it could be concluded that the presence of PET does not affect the properties of the material negatively and separation or addition of compatibilizer is unnecessary. The results further show that PET becomes miscible with PC but does not affect the ABS phase. Chemical recycling through depolymerization with glycolysis was performed on black and beige polyester (PET) textile waste obtained as cut-off from the production of the pillars. The glycolysis was performed in lab-scale with ethylene glycol (EG) as solvent. The reaction took place at 230℃ for 1h with excess of solvent and a Mg-Al mixed oxide catalyst. The final product was separated from residues through several filtration steps and analyzed with DSC. From the result it could be observed that the obtained final product was the desired bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) monomer. Dyes from the textile were still present in the monomer after depolymerization. Therefore, decolorization was performed. For the black textile, adsorption with active carbon and extraction with ethylene glycol were tested as decolorization methods. For the beige textile, solely adsorption with active carbon was performed. The decolorized products were analyzed by color measurement and/or through comparison to each other. The result showed that adsorption with active carbon is an effective decolorization method for the beige textile, but not for the black textile. Successful decolorization of the black textile was instead obtained by extraction with ethylene glycol. To conclude, mechanical recycling of the textile dressed pillar results in retained values of the mechanical properties of the recycled material, except for the strain at break. This should make the recycled material suitable for use in automotive application, though not closed loop recycling because of safety aspects of the pillar. If high force is applied, the material needs to be able to change shape without breaking. Recycling through depolymerization shows potential for closed loop recycling of the polyester textile cut-off since the decolorized monomer could be repolymerized into new PET. This could be investigated in future studies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-300896 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Wennerstrand, Esther |
| Publisher | KTH, Fiber- och polymerteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:183 |
Page generated in 0.0023 seconds