廃プラスチックと廃ゴムがアスファルトをより強く、長持ちさせる

新しい研究によると、超音波ミキシングによって廃プラスチックやゴムをより強く長持ちするアスファルトに変えることができる。プラスチック廃棄物との闘いにおける強力な新ツールである高強度超音波混合を指摘する舗装研究が増えている。プラスチックやゴムを改質したアスファルトに関する研究によると、HDPE、LDPE、PET、クラムゴムなどのリサイクル材料は、アスファルトの耐久性を大幅に向上させることができます。 – アスファルトに適切に分散させることで、耐わだち掘れ性、水分安定性、高温性能が向上する。課題は、従来の機械式ミキサーでは均一な混合ができないことが多く、相分離やバインダーの品質のばらつき、性能のばらつきが生じることです。高性能ソニケーターは、凝集物を分散させ、均質なプラスチックとアスファルトの混合物を製造することで、これらの限界を克服します。

アスファルトへの廃プラスチックの注入を改善するソニケーションの方法

超音波キャビテーションは、従来の装置による長い混合時間と極端なせん断力に頼る代わりに、バインダー内部に強力なミクロレベルの混合力を発生させます。これにより、プラスチックやゴムの凝集物が分解され、アスファルトとの表面接触が増加し、はるかに安定したポリマー改質バインダーが形成されます。 – 現実の廃棄物の流れを使用する場合でも。

プラスチック改質アスファルト製造用工業用超音波ソニケーター

廃プラスチックはアスファルトを改善できる – ただし、正しくミックスされた場合に限る

アスファルト改質剤としてのプラスチック廃棄物に関する主要なレビューによると、再生プラスチックをアスファルト混合物に配合することで、耐疲労性、耐わだち掘れ性、耐湿性、高温性能が向上することが繰り返し示されている。これらの改良の多くは、湿式プロセスによって達成される。 “均質” 変性バインダーが形成される。
しかし、研究者たちは、相溶性という繰り返し起こる問題にも注目している。ポリエチレンのようなポリオレフィンは、しばしばアスファルトとの混合に抵抗し、貯蔵不安定性や相分離を引き起こす。実際的には、バインダーが混合中に良好に見えるということだ。 – そのため、工場規模での生産はリスクが高い。

超音波ミキシングが再生プラスチックアスファルトに新たな道を開く

超音波処理は、ハイパワー音響キャビテーションを溶融バインダーに直接適用することで、方程式を変えます。キャビテーションの気泡が崩壊すると、局所的な衝撃波とマイクロジェットが発生し、非常に高いせん断力が生じます。 – 粘性アスファルト中のポリマーやクラムゴムの分散に最適。

アスファルトの世界では、これはこう訳される：

• 破砕されたプラスチックやゴムをより速く分散させる。
• より均一なバインダー微細構造
• 相分離のリスクを低減
• バッチ間の再現性の向上
• 廃棄物を利用したポリマー改質アスファルトの品質向上

そして重要なことは、超音波ミキシングは従来のポリマー・システムとハイブリッド・リサイクル・ブレンドの両方をサポートできるということである。 – 廃プラスチックやクラムゴムの組み合わせも含め、最適化することで安定性が向上するという研究もある。

Hielscher Ultrasonics：スケールに合わせて構築された工業用グレードのシステム

多くの研究室が小型ミキサーに止まる中、Hielscher Ultrasonics社は、連続的な高スループット生産用に設計された真の工業用超音波処理装置を提供する数少ないメーカーの一つである。
Hielscher社のソニケーターは、アスファルトプラントやバインダーメーカーにとって大きな利点があります：

線形スケーラビリティ

超音波混合は実験室規模のバッチ実験に限定されません。Hielscher のソニケーターは、次のような用途にもリニアに対応します：

• R&D製剤開発
• パイロット生産へ
• 完全な工業用インライン処理まで

つまり、小規模なシステムで確立されたプロセスパラメータを、より大規模なユニットに確実に移行することができます。 – なし “再創造” あらゆる規模での混合プロセス。

アスファルト改質用工業用ソニケーター

Hielscherは、以下の用途に適した超音波プロセッサを提供しています：

• ポリマー改質アスファルト（PMB）
• プラスチック改質アスファルトバインダー
• ゴム引きアスファルト・バインダー
• プラスチックとゴムのハイブリッドシステム
• RAP＋PET添加剤システム

これらのシステムには、連続運転と実際の生産環境への統合のために設計された工業用インラインフローセルが含まれる。

廃プラスチックと超音波を利用した持続可能な道路

プラスチック改質アスファルトの有望性は明らかである：それは廃棄物を流用し、環境への害を低減し、舗装性能を向上させる。しかし、文献レビューでは、相分離、バインダーの不均一性、一貫性のない結果などの課題が、普及の大きな障壁として残っていることが強調されている。
超音波処理は、このような不具合の多くの根本原因である、ポリマー廃棄物とアスファルトの間の不十分な分散と弱い界面結合を直接狙ったものである。
言い換えれば、再生アスファルトの将来は、どのような廃棄物が使用されるかに左右されるだけではないかもしれない。 – しかし、どのように混ぜ合わせるかによる。

結論

再生プラスチックとゴムは、アスファルトをより強く、より轍に強く、より耐久性のあるものにすることができる。 – ただし、バインダーが適切に分散され、安定化されている場合に限ります。超音波混合は、ポリマーの一体化を改善し、最も一般的な生産上の問題を軽減する、スケーラブルで工業的なソリューションを提供します。直線的に拡張可能な工業用ソニケーターシステムにより、Hielscher Ultrasonics社は、超音波キャビテーションをプラスチック廃棄物を高性能舗装材料に変えるための実用的な次のステップとして位置づけています。