MTA-BME Kutatócsoport






Többkomponensű csomagolási hulladék új felismerésen alapuló értéknövelő újrahasznosítása és jelentős piaci értékű termékké alakítása

Pályázati azonosító:
2018-1.3.1-VKE-2018-00017
Támogató:
Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH)
Futamidő:
2019. március 1. - 2022. február 28.
Témavezető (BME):
Dr. Pölöskei Kornél
Résztvevő kutatók (BME):
Dr. Bárány Tamás
Dr. Kmetty Ákos
Dr. Pölöskei Kornél
Dr. Tábi Tamás
Gere Dániel
Bordácsné Dr. Bocz Katalin
Vadas Dániel
Dr. Bodzay Brigitta
Dr. Szolnoki Beáta
Konzorciumi partnerek (BME):
Pro-Form Kft. (konzorciumvezető)

SAJTÓKÖZLEMÉNY (PROJEKTKEZDÉS)

Pályázat összefoglalója

A projekt csomagolóanyag-piacon legelterjedtebb polimerekre a poliolefinekre (PE,PP) és a polietilén-tereftalátra (PET) fókuszál. Az egyszer használatos PE csomagolóanyagok és a hőformázással előállított PET csomagolások - bliszterek, tálcák, dobozok - jelentős része a nehézkesebb visszagyűjtés és szétválogatás miatt kerül lerakóba. Mindezek mellett jelentős másodlagos PET forrás a többrétegű termoformázott PET termékek technológiai hulladéka is. A felhasználás- és feldolgozás-technikai korlátok számos területen képezik akadályát a PET alapanyagok másodlagos felhasználásának, ezért továbbra is nagy szükség van olyan technológiai fejlesztésekre, amelyek egyrészt gazdaságosabb értékmegőrzést, másrészt hatékony értéknövelést valósítanak meg. A kutatás fő célja a csökkent értékű - s ezért perifériára szorult - másodlagos PET (hulladék) anyagok számára új felhasználási lehetőségek keresése. Megfelelő tulajdonságkombináció elérése esetén (pl. égésgátoltság, antisztatizáltság, megnövekedett ütésállóság) speciális csomagolások, vagy (szinte minden iparágban használt) logisztikai tálcák is készülhetnek ezekből. Ezeket a PET ridegsége, túlzott merevsége, éghetősége, stb. miatt jelenleg drágább anyagokból készítik. Megfelelő homogenizáló elemek receptúrafüggő kombinációjával, a gyártási paraméterek optimális beállításával és alkalmas specifikációjú szélesrésű extrudálási technológiával tudjuk majd elérni, hogy egy lépésben is jó minőségű terméket kapjunk. Speciális ikercsigás extruder sor alkalmazásával lehetőség nyílik a granulátum készítési fázis kihagyására, azaz közvetlenül készülhetnek a termoformázható termékek. A technológiai egyszerűsítés következtében a termékminőséget csökkentő degradáció mértéke is visszaszorítható. A kifejlesztendő terméket, „MÁSODLAGOS PET DIREKT BLEND” (RPET-DB) néven a piaci igényektől függő – égésgátolt/antisztatizált lemez/fólia/3D objektum – formában hozzuk forgalomba. A termék várható piaci sikere modellként szolgálhat a hulladékhasznosítás innovációjához. A fejlesztés során kialakított innovatív receptúrák jelentős műszaki, alkalmazástechnikai versenyelőnyt jelentenek: kihasználva a „RPET-DB” technológia előnyét akár 15% árelőnyt is tervezhetünk, ami jelentős piaci előnyt eredményez a konkurenciával szemben. E célok a projekt megvalósulása során a műszaki anyagtudomány és anyagtechnológia módszereivel a költséghatékonyságot szem előtt tartva multifunkciós adalékanyagok alkalmazásával valósulnak meg. Ilyen multifunkcionális komponens pl. az újrahasznosítandó hulladékban jelen levő fémgőzölt PET, amelynek fémionjai szerepet játszanak a kompatibilizálásban és az égésgátlásban, valamint a különböző foszforsav-észterek, melyek amellett, hogy környezetbarát és hatékony égésgátlást biztosítanak, egyúttal antiszatikussá is teszik a terméket. A jelen projekt eredményeként kidolgozásra kerülő adalékanyag rendszer és technológia nemzetgazdasági szinten is jelentős potenciált képvisel, ugyanis széles termékpalettájával és robusztusságával alkalmas lehet a háztartási szelektív hulladékgyűjtőkben elhelyezett műanyag hulladék egyszerűbb, és a jelenlegi megoldásoknál lényegesen költséghatékonyabb értéknövelő újrahasznosítására.

Pályázat eredményei

1. munkaszakasz
2019. március 1. - 2020. február 29.
Megvalósítottuk a projekt kiírásához kapcsolódó alapanyagok, azok újrahasznosítása, és a feldolgozó technológiák, valamint azok vizsgálatára alkalmas eljárások szakirodalmi feltárását, amelyek nagymértékben segítették az alapanyagok kiválasztásának folyamatát, valamint az elvégzett kísérletek lebonyolítását. Feltáró piackutatást végeztünk, hogy felkutassuk a piac azon szegmenseit és résztvevőit, akiknek a fejlesztés eredményeiként piacképes csomagolási termékekkel tudunk szolgálni az előzetes elvárásaik alapján. Megvalósult a másodlagos alapanyagok és az azokból készült fóliák vizsgálataihoz alkalmas laboreszközök, valamint az alapanyagokból fólia extrudálására alkalmas ikercsigás síkfólia koextruder sor, valamint a fóliákból formázott mintákat és prototípusokat előállítani képes sugárzó fűtéses préslégformázó gép beszerzése. Megtörténtek referencia extrudálási és formázási kísérletek történtek. Megtörtént az alap- és segédanyagok beszerzése és azok fizikai, kémiai jellemzése. Elvégeztük többféle forrásból származó PET és PE hulladék, továbbá adalékanyag (égésgátló) komplex analízisét. Korszerű szakirodalmi összefoglalókat készítettünk a PET előállítása, tulajdonságai, újrahasznosítása, valamint antisztatizálási, szívósítási, kompatibilizálási és égésgátlási lehetőségeiről. A reciklált PET illetve PET/PE társított rendszerek speciális igényeket is kielégítő tulajdonságmódosítására fröccsöntéssel és lemezextrúzióval állítottunk elő vizsgálati mintákat. Elsősorban költséghatékonysági megfontolásból az értéknövelő módosításoknál minden esetben minimális adalékanyag felhasználásra törekedtünk. Merőben új megközelítésként hulladék frakciókat is alkalmaztunk célzottan, (re)aktív komponensként, valamint multifunkcionális (pl. égésgátló és erősítő, színező és antisztatizáló) adalékokkal értünk el többrétű tulajdonságjavulást. Az elvégzett sokrétű anyagszerkezeti vizsgálatok segítségével feltártuk a komponensek közötti kölcsönhatásokat és azok tulajdonságmódosító hatását.

2. munkaszakasz
2020. március 1. - 2021. február 28.

3. munkaszakasz
2021. március 1. - 2022. február 28.



Pályázat támogatásával megjelent közlemények


  1. Ronkay F., Molnár B., Gere D., Czigány T.: Plastic waste from marine environment: Demonstration of possible routes for recycling by different manufacturing technologies. Waste Management, 119, 101-110 (2021) 10.1016/j.wasman.2020.09.029 IF(2019)=5.448 Q1

© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor