Manufacturing Polyurethane Slag from Composite using Polyol from Polyethylene Plastic Waste

Editorial Board PCSS Journal; С. Гербірово; М. Д. Махендра; М.І. Маулана; А. Тренггоно; У. М. Р. Патурі

doi:10.15330/pcss.26.4.923-934

Автор(и)

С. Гербірово Дослідницький центр передових матеріалів, Національне агентство з досліджень та інновацій (BRIN), PUSPIPTEK, м. Південний Тангеранг, Індонезія
М. Д. Махендра Кафедра металургії, Інженерний факультет, Університет Султана Агенга Тіртаяси, м. Чилегон, Індонезія
М.І. Маулана Кафедра металургійної інженерії, Факультет промислових технологій, Технологічний інститут Дел, м. Тоба, Північна Суматра, Індонезія https://orcid.org/0000-0001-9912-8618
А. Тренггоно Кафедра металургії, Інженерний факультет, Університет Султана Агенга Тіртаяси, м. Чилегон, Індонезія
У. М. Р. Патурі Кафедра машинобудування, Інженерний коледж CVR, м. Хайдарабад, штат Телангана, Індія

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.4.923-934

Ключові слова:

композит, поліол, поліуретанова піна, переробка, сталевий шлак

Анотація

Метою даного дослідження є розробка поліуретанової піни з використанням перероблених пластикових пляшок PET (поліетилентерефталат) та HDPE (поліетилен високої щільності) як замінників поліолу. Відпрацьовані пляшки PET переробляли методом гліколізу з утворенням BHET (біс(гідроксиетил)терефталату), який використовувався як замінник поліолу у виробництві поліуретанової піни. Піну синтезували шляхом реакції поліолу з метилендифенілдіізоціанатом (MDI), варіюючи вміст дистильованої води як газоутворювача, силікону як поверхнево-активної речовини та сталевого шлаку (10 %, 10 %, 10 % та 60 %) для підвищення механічних властивостей. Було випробувано чотири зразки поліуретанової піни, в результаті чого отримано жорсткі, гнучкі та напівжорсткі піни залежно від рецептури. Зразок 1 продемонстрував межу міцності при стиску 0,225 МПа, модуль Юнга 0,0139 МПа, межу текучості 0,174 МПа та густину 0,11 г/см³. Зразок 2 мав межу міцності при стиску 0,18 МПа, модуль Юнга 0,0109 МПа, межу текучості 0,117 МПа та густину 0,06 г/см³. Зразок 3 характеризувався найменшими значеннями межі міцності при стиску (0,02 МПа), модуля Юнга (0,00079 МПа), межі текучості (0,0092 МПа) та густини (0,09 г/см³). Для зразка 4 межа міцності при стиску становила 0,12 МПа, модуль Юнга – 0,0116 МПа, межа текучості – 0,0901 МПа, густина – 0,04 г/см³. Найвищі механічні характеристики продемонстрував зразок 1, тоді як найнижчі – зразок 3. Отримані результати свідчать, що поліуретанова піна з оптимальними значеннями межі міцності при стиску, модуля Юнга, межі текучості, густини та гнучкості може бути отримана відповідно до вимог стандарту SNI (Standar Nasional Indonesia) 0111-2009.

Посилання

S.A. Yudistirani, L. Saufina dan S. Mulatsih, Desain Sistem Pengelolaan Sampah Melalui Pemilahan Sampah Organik dan Anorganik Berdasarkan Persepsi Ibu-Ibu Rumah Tangga, Jurnal Konversi, 4(2), 29 (2015); https://doi.org/10.24853/konversi.4.2.29-42.

Badan Pusat Statistik, Jumlah dan Distribusi Penduduk. 2022. [Online] Available at: https://sensus.bps.go.id/main/index/sp2020#:~:text=Jumlah%20dan%20Distribusi%20Penduduk,adalah%20sebanyak%20270.203.917%20jiwa. [Accessed 9 April 2023].

C.M. Annur, Timbulan Sampah Indonesia Mayoritas Berasal dari Rumah Tangga, Diakses pada tanggal, (2023); https://databoks.katadata.co.id.

I.Z. Yildirim, & M. Prezzi, Chemical, mineralogical, and morphological properties of steel slag. Advances in civil engineering, 2011(1), 463638 (2011); https://doi.org/10.1155/2011/463638.

R.S. Nasution, Berbagai Cara Penanggulangan Limbah Plastik. Journal of Islamic Science and Technology, 1(1), 97 (2015); https://doi.org/10.22373/ekw.v1i1.522.

J. Siddiqui, & G. Pandey, A Review of Plastic Waste Management Strategies, International Research Journal of Environment Sciences, 2(12), 84 (2013).

A. Ghaderian, et al., Characterization of Rigid Polyurethane Foam Prepared from Recycling of PET Waste. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 4(59), 296 (2015); https://doi.org/10.3311/PPch.7801.

R.P. Mahyudin, Strategi Pengolahan Sampah Berkelanjutan. EnviroScienteae, 10, 33 (2014).

P. Benyathiar, et al., Polyethylene Terephthalate (PET) Bottle-to Bottle Recycling for the Beverage Industry: A Review. Polymers, 14, 1(2022); https://doi.org/10.3390/polym14122366.

Q.F. Yue, C.X. Wang, L.N. Zhang, Y. Ni, & Y.X. Jin, Glycolysis of poly (ethylene terephthalate) (PET) using basic ionic liquids as catalysts. Polymer Degradation and Stability, 96(4), 399 (2011); https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.020.

A. Syariffuddeen, A. Norhafizah & A. Salmiaton, Glycolysis, Of Poly (Ethylene Terephthalate) (PET) Waste Under Conventional Convection Conductive Glycolysis. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 1(10), 1 (2012); https://doi.org/10.17577/IJERTV1IS10103.

S. Baliga, & W.T. Wong, Depolymerization of Poly(ethylene Terephthalate) Recycled from Post-Consumer Soft-Drink Bottles. Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 27(6), 2071(1989); https://doi.org/10.1002/pola.1989.080270625.

A. Ivdre, A. Abolins, I. Sevastyanova, M. Kirpluks, U. Cabulis, & R. Merijs-Meri, Rigid polyurethane foams with various isocyanate indices based on polyols from rapeseed oil and waste PET. Polymers, 2(4), 738 (2020); https://doi.org/10.3390/polym12040738.

R.Y. Kim, Blowing Agent Introduction Systems and Methods. Wilmington, Patent No. 20070141188 (2002).

N.F. Cheremisinoff, Handbook of Engineering Polymeric Materials. Society of the Plastics Ind., (New York. 1989.)

R.Y. Kim, C.J. Ball, T.A. Burnham, & L.A. Kishbaugh, U.S. Patent Application No. 13/573,797. (2014).

D. Ridayani, M.B. Malino, and A. Asri, Analisis Porositas dan Susut Bakar Keramik Berpori Berbasis Clay dan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit, Prisma Fisika, 5(2), 51 (2017); https://doi.org/10.26418/pf.v5i2.20707.

W. Hidayat, Klasifikasi Dan Sifat Material Teknik Serta Pengujian Material, Material Teknik, 1 (2019); https://doi.org/10.31227/osf.io/6bmfu.

A.B.D.M.D. Bisioni, M. S. Hamzah, Sam, A. and Sifat Kuat Tekan Dan Impak Komposit Abu Sekam Padi/Alumina, Jurnal Mekanikal, 10(1), 955 (2019).

M. Martinez, Sebuah Pemahaman Dasar, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Mikroskop Elektron (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Detection (EDX), (2010).

C. Defonseka, Practical Guide to Flexible Polyurethane Foams. Smithers Information Limited, (2013); [Online]. Available: https://books.google.co.id/books?id=ffwlDwAAQBAJ.

K. Ashida, Polyurethane and Related Foams. (London: CRC Press. 2007).

M. Zhu, S. Yang, Z. Liu, S. Pan, & X. Liu, Flame-Retarded Rigid Polyurethane Foam Composites with the Incorporation of Steel Slag/Dimelamine Pyrophosphate System: A New Strategy for Utilizing Metallurgical Solid Waste. Molecules, 27(24), 8892 (2022); https://doi.org/10.3390/molecules27248892 .

H. Lim, S. H. Kim, and B. K. Kim, Effects of silicon surfactant in rigid polyurethane foams, Express Polym. Lett, 2(3), 194 (2008); https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2008.24.

G. Tang, X. Liu, L. Zhou, P. Zhang, D. Deng, & H. Jiang, Steel slag waste combined with melamine pyrophosphate as a flame retardant for rigid polyurethane foams. Advanced Powder Technology, 31(1), 279 (2020); https://doi.org/10.1016/j.apt.2019.10.020.

L. Ifa, Nurdjannah, Z. Sabara, & F. Jaya, Pembuatan Bahan Polimer dari Minyak Sawit. 1st ed. Makassar: Penerbit Nas Media Pustaka. (2018).