Отпадъци от пластмаса и каучук за по-здрав и дълготраен асфалт

Нови изследвания показват, че чрез ултразвуково смесване отпадъците от пластмаса и гума могат да се превърнат в по-здрав и дълготраен асфалт. Все повече изследвания в областта на асфалтополагането сочат нов мощен инструмент в борбата с пластмасовите отпадъци: високоинтензивно ултразвуково смесване. Проучванията на асфалт, модифициран с пластмаса и каучук, показват, че рециклираните материали като HDPE, LDPE, PET и трошен каучук могат значително да подобрят трайността на асфалта. – повишава устойчивостта на коловози, устойчивостта на влага и характеристиките при високи температури, когато е правилно разпръснат в битума. Предизвикателството се състои в това, че традиционните механични смесители често не успяват да постигнат равномерна смес, което води до разделяне на фазите, непостоянно качество на свързващото вещество и променливост на характеристиките. Високоефективните сонификатори преодоляват тези ограничения, като разпръскват агломератите и произвеждат хомогенна пластмасово-асфалтова смес.

Как соникацията подобрява вливането на пластмасови отпадъци в асфалта

Вместо да се разчита на дълги времена на смесване и екстремно срязване от конвенционалното оборудване, ултразвуковата кавитация създава интензивни сили на смесване на микроравнище в свързващото вещество. Това разбива пластмасовите и каучуковите агломерати, увеличава контакта на повърхността с битума и спомага за образуването на много по-стабилно полимер-модифицирано свързващо вещество. – дори когато се използват реални потоци от отпадъци.

Индустриален ултразвуков сонатор за производство на модифициран с пластмаса асфалт

Отпадъчните пластмаси могат да подобрят асфалта – но само ако са смесени правилно

В голям преглед на пластмасовите отпадъци като модификатор на асфалта се съобщава, че включването на рециклирани пластмаси в асфалтовите смеси многократно е показвало, че подобрява устойчивостта на умора, устойчивостта на коловози, устойчивостта на влага и характеристиките при високи температури. Много от тези подобрения се постигат чрез мокър процес, при който пластмасите се смесват директно в горещ битум при около 170°C до получаване на “еднороден” се образува модифицирано свързващо вещество.
Но изследователите подчертават и един повтарящ се проблем: съвместимостта. Полиолефините, като полиетилена, често се противопоставят на смесването с битум, което води до нестабилност при съхранение и разделяне на фазите. На практика това означава, че едно свързващо вещество може да изглежда добре по време на смесването – и след това се разделят на слоеве, докато се съхраняват в резервоари, което прави производството в заводски мащаб рисковано.

Ултразвуковото смесване предлага нов път за рециклиран пластмасов асфалт

Ултразвуковата обработка променя уравнението, като прилага акустична кавитация с висока мощност директно в разтопеното свързващо вещество. Когато кавитационните мехурчета се разрушат, те генерират локални ударни вълни и микроструйки, които създават изключително високи сили на срязване – идеален за диспергиране на полимери и каучукови трошки във вискозен битум.

В света на асфалта това означава:

• По-бързо разпръскване на натрошена пластмаса и гума
• По-равномерна микроструктура на свързващото вещество
• Намален риск от разделяне на фазите
• Подобрена възпроизводимост между партидите
• По-висококачествен полимер-модифициран асфалт с използване на отпадъчни потоци

И което е важно, ултразвуковото смесване може да поддържа както традиционни полимерни системи, така и хибридни рециклирани смеси. – включително комбинации от отпадъчна пластмаса или трошен каучук, които според някои проучвания могат да подобрят стабилността, когато са оптимизирани.

Ултразвук на Hielscher: Системи от индустриален клас, създадени за мащаба

Докато много лабораторни изследвания се спират на малки смесители, Hielscher Ultrasonics е един от малкото производители, предлагащи истинско промишлено оборудване за ултразвукова обработка, предназначено за непрекъснато производство с висока производителност.
Звуковите устройства на Hielscher са изградени на базата на основно предимство за асфалтовите инсталации и производителите на свързващи вещества:

Линейна мащабируемост

Ултразвуковото смесване не се ограничава само до лабораторни експерименти с партиди. Хилшеровите сонатори се мащабират линейно от:

• R&D разработване на формулировка
• до пилотно производство
• до пълна индустриална поточна обработка

Това означава, че параметрите на процеса, установени в малка система, могат да бъдат надеждно прехвърлени към по-големи устройства. – без “преоткриване на” процеса на смесване във всеки мащаб.

Индустриални соникатори за модифициране на асфалт

Hielscher предлага ултразвукови процесори, подходящи за:

• Полимер-модифициран битум (PMB)
• Асфалтово свързващо вещество, модифицирано с пластмаса
• Гумирано асфалтово свързващо вещество
• Хибридни системи, модифицирани с пластмаса и гума
• Системи за добавяне на RAP + PET

Тези системи включват поточни клетки от индустриален клас, проектирани за непрекъсната работа и интегриране в реална производствена среда.

Устойчиви пътища с отпадъчни пластмаси и ултразвук

Обещанията на модифицирания с пластмаса асфалт са ясни: той пренасочва отпадъците, намалява вредите за околната среда и подобрява експлоатационните характеристики на настилката. Но в литературния обзор се подчертава, че предизвикателства като фазово разделяне, нееднородност на свързващото вещество и противоречиви резултати остават основни пречки пред широкото разпространение.
Ултразвуковата обработка е пряко насочена към основната причина за много от тези повреди: недостатъчна дисперсия и слабо междуфазово свързване между полимерните отпадъци и битума.
С други думи, бъдещето на рециклирания асфалт може да не зависи само от това какви отпадъчни материали се използват. – а от начина, по който са смесени.

Долна линия

Рециклираната пластмаса и каучук могат да направят асфалта по-здрав, устойчив на коловози и издръжлив. – но само когато свързващото вещество е правилно диспергирано и стабилизирано. Ултразвуковото смесване осигурява мащабируемо, готово за промишлени цели решение, което подобрява интеграцията на полимерите и намалява най-често срещаните производствени проблеми. С линейно мащабируеми, индустриални системи за соникатори, Hielscher Ultrasonics позиционира ултразвуковата кавитация като практическа следваща стъпка за превръщане на пластмасовите отпадъци във високоефективни материали за настилки.