استفاده از HDPE در ساخت نئوپان

استفاده از ضایعات پلی اتیلن سنگین در ساخت نئوپان

این تحقیق به بررسی یکی از فرایندهای فرآوری پسماندها به ویژه ضایعات HDPE می پردازد. علاوه بر چوب، ضایعات HDPE جایگزین دیگری برای ساخت نئوپان است. نئوپان ساخته شده از HDPE به دلیل دارا بودن ویژگی های عالی می تواند یک جایگزین قوی و بادوام باشد. استفاده از نئوپان HDPE مزایای قابل توجهی در پایداری و محیط زیست دارد. در این مطالعه در ساخت این نوع نئوپان، اختلاف در تغییرات دما به خوبی مشهود است؛ بنابراین متغیر اصلی در این مطالعه دما بود. دما در نمونه های A و B به ترتیب 130 و 160 درجه سانتیگراد است. نئوپان با پرس داغ به مدت 20 دقیقه با استفاده از قالب گیری 1×1 متر فشرده می شود. آزمایشات این ورق HDPE شامل آزمایش خواص فیزیکی مانند چگالی و آزمایش شیمیایی مانند مقاومت اسیدی و مقاومت قلیایی می شود. در اینجا بر استانداردهای SNI 03-2105-2006  درمورد نئوپان، در رابطه با نئوپان های پلی وود و بلوک با صفحات کاغذی زیبا و ASTM D543 تاکید شده است. میانگین تست تراکم در نمونه A، 0.90 و 0.75 گرم/مترمکعب بود. نتایج حاصل از آنالیز ANOVA بر روی تست تراکم نشان داد که بین هر نمونه و هر روش تفاوت زیادی است. نتایج به دست آمده از تست t نیز نشان داد که روش به کار رفته در نمونه A با استانداردها مطابقت ندارد درحالی که روش نمونه B با استانداردSNI 03-2105-2006  مطابقت داشت. مقاومت اسیدی و قلیایی به صورت بصری بررسی شدند و مشخص شد که دمای 130 درجه نسبت به دمای 160 درجه به واکنش حساس تر است. هدف از یافتن نتیجه آزمایشات تراکم، اسیدیته و مقاومت قلیایی نئوپان مطابقت با استانداردها و تعیین دمایی است که بیشترین تاثیر را بر روی نئوپان HDPE دارد.

وضعیت زباله های پلاستیکی در اندونزی یک مسئله جدی زیست محیطی است. اندونزی یکی از کشورهایی است که بالاترین سطح تولید زباله پلاستیکی در جهان را دارد. براساس داده های وزارت محیط زیست و جنگلداری اندونزی، در سال 2022 حدود 19.45 میلیون تن زباله در این کشور تولید شده است که اکثریت تولید زباله ملی این کشور در سال 2022 به شکل 18.55 درصد از ضایعات پلاستیکی بود. یکی از عواملی که باعث افزایش حجم ضایعات پلاستیکی در اندونزی می شود، مصرف زیاد پلاستیک یکبار مصرف است. استفاده از کیسه های پلاستیکی، بطری های پلاستیکی نوشیدنی، ظروف پلاستیکی مواد غذایی و سایر محصولات پلاستیکی که به راحتی تجزیه نمی شوند موجب تجمع زباله های پلاستیک می شود. زباله های پلاستیکی موادی هستند که توسط میکروارگانیسم های تجزیه کننده  تجزیه نمی شوند (یعنی غیرقابل تجزیه زیستی هستند)؛ به طوری که تجمع آنها در طبیعت می تواند مشکلات زیست محیطی به همراه داشته باشد. راه حل غلبه بر این مشکل تشدید تلاش ها برای استفاده از ضایعات صنعتی  چوب و غیر الوار است که به عنوان ماده اولیه در صنایع تخته کامپوزیت یا تخته خرده استفاده می شوند. یکی از محدودیت های تلاش برای کاهش تجمع ضایعات پلاستیکی، پردازش پلاستیک است؛ به ویژه ضایعات پلی اتیلن سنگین (HDPE) به کار رفته در ساخت درب بطری به عنوان تخته خرده. با تبدیل ضایعات به نئوپان، بر ارزش ضایعاتی که قبلا زباله تلقی می شدند افزوده می شود. HDPE نوعی پلاستیک سفید شیری رنگ یا سفید تمیز است که در تولید کیسه های دستمال کاغذی، بطری های مواد شوینده، روغن، پلاستیک مقاوم در برابر حرارت، پیپ پلاستیکی، کیسه های خرید و کیسه های پلاستیکی معمولی برای سبزیجات و غذاهای آبکی استفاده می شود. نئوپان HDPE که از خواص خوبی برخوردار است، یک جایگزین مناسب و بادوام به شمار می رود. این نوع تخته از ذرات چوب ساخته شده است که با چسب به هم متصل شده و با پرس سرد و داغ فشرده شده اند. تخته ساخته شده مقاوم بوده و به راحتی تغییرشکل نمی دهد. همچنین به راحتی برش خورده و با استفاده از ابزارهای استاندارد می توان در آن حفره ایجاد کرد. در مطالعات متعددی به بررسی نئوپان پرداخته شده است، ازجمله نور میراد که خواص فیزیکی و مکانیکی نئوپان ساخته شده از چوب و ضایعات HDPE و نمونه لاستیکی آن را بررسی و مطالعه کرده است.

نتایج حاصل از آزمایش نئوپان HDPE

باتوجه به شکل زیر، مقدار واریانس تست تراکم نمونه نئوپان های A1، A2، A3، A4 و A5 به ترتیب 0.96، 0.94، 0.89، 0.91 و 0.80 گرم/مترمکعب است درحالی این ارقام در نمونه های B1، B2، B3، B4 و B5 به ترتیب 0.78، 0.71، 0.69، 0.77 و 0.82 گرم بر مترمکعب است.

شکل 1:

درصورت مشاهده نتایج و مقایسه آنها با استانداردها، می توان گفت که نمونه های A1، A2 و A4 با استانداردها مطابقت ندارند. با این حال مقدار متوسط ​​نمونه های A و B درحال حاضر با استاندارد SNI 03-2105-2006 مطابقت دارند.

تست مقاومت در برابر اسیدیته

باتوجه به دو جدول زیر، نتایج به دست آمده از بررسی های بصری نشان داد که میزان مقاومت اسیدی در نمونه های A1، A4، A5، B1 و B4 تغییر کرده و تبدیل به ترک های نرم و باز تبدیل می شود اما نمونه های A2، A3، B2، B3 و B5 تغییر نکردند.

جدول 1:

جدول 2:

در این حالت می توان نتیجه گرفت که دمای 130 درجه نسبت به دمای 160 درجه مستعد تغییرات است.

تست مقاومت قلیایی

نتایج به دست آمده از بررسی های بصری نشان داد که میزان مقاومت قلیایی در نمونه های A2، A4، A5 و B5 تغییر کرده و تبدیل به ترک های نرم و باز تبدیل می شود اما نمونه های A1، A3، A5، B1، B2، B3 و B4 تغییر نکردند. در این حالت می توان نتیجه گرفت که سطح دمایی 130 درجه نسبت به دمای 160 درجه بیشتر مستعد تغییرات است.

نتایج آنالیز ANOVA

باتوجه به جدول زیر، ارزش P کمتر از α (0.05) است.

جدول 3:

با این حال، فرضیه H0 رد شده و Ha پذیرفته می شود. براساس این داده ها، اختلاف چشمگیری بین هر نمونه و هر روش وجود دارد.

نتیجه گیری

1. آزمایش خواص فیزیکی نئوپان HDPE شامل تست تراکم و مقاومت شیمیایی اسیدی و قلیایی مواد به کار رفته در آن می شود. نتایج به دست آمده از تست تراکم انجام شده توسط تحلیل تست t نشان داد که نمونه A با استاندارد مطابقت ندارد درحالی که نمونه B قبلا استاندارد SNI 03-2105-2006 را انجام داده است. در بررسی مقاومت اسیدی و قلیایی نیز مشاهده شد که طبق استانداردSNI 01-7201-2006  در برخی از نمونه ترک های ریز و بازی وجود دارد.

2. نتایج حاصل از تست تراکم نشان می‌دهد که متغیر B (160 درجه) 0.75 گرم بر سانتی‌متر مکعب است و قبلا استاندارد را رعایت کرده است. نتایج آزمایش بصری مقاومت اسیدی و قلیایی نیز نشان داد که متغیر B (160 درجه) در برابر اثرات اسیدها و بازها مقاومت بیشتری دارد. با این حال، متغیر بهینه در دمای 160 درجه سانتیگراد است.