Tehnologie de valorificare ecologică eficientă a materialelor plastice provenite din echipamente informatice și de telecomunicații sub formă de compozite cu proprietăți performante – Contract de finanțare: 84 PCCDI / 2018, proiect component 4
Finanțare: Buget de stat
Program: Program 1 – Dezvoltarea sistemului național de cercetare-dezvoltare
Subprogram: Subprogram 1.2 – Performanță instituțională
Tip proiect: Proiecte complexe realizate în consorții CDI
Titlul proiectului complex: Tehnologii inovative pentru recuperarea avansată a materialelor
din deșeuri de echipamente informatice și de telecomunicații
Titlul proiectului component 4: Tehnologie de valorificare ecologică eficientă a materialelor
plastice provenite din echipamente informatice și de telecomunicații sub formă de compozite
cu proprietăți performante
Acronim: COMPLAST
Contract de finanțare: 84 PCCDI / 2018, proiect component 4
Consorțiu:
Valoarea proiectului: 511.500 Ron
Perioada de derulare a proiectului: 01.03.2018 – 30.04.2021
Obiectivul principal al proiectului constă în reintroducerea în circuitul economic a materialelor plastice recuperate din deșeurile de echipamente informatice și de telecomunicații (DEIT) și deşeurilor de plăci cu circuite imprimate (DPCI) sub formă de compozite polimerice cu proprietăți performante, pentru producerea de ambalaje nealimentare (containere, navete de transport), repere tehnice, pavimente etc, contribuind totodată la ecologizarea mediului înconjurător – prin utilizarea materialelor recuperate și realizarea de noi materiale pe baza acestora. Utilizarea materialelor plastice recuperate din DEIT și DPCI este în egală masură eficientă, cât și inovativă, în trend cu noile direcții europene privind recuperarea materialelor și reciclarea deșeurilor. Materialele plastice recuperate după iesirea din uz a echipamentelor informatice și de telecomunicații, respectiv a plăcilor cu circuite imprimante care prezintă proprietăți fizico-mecanice deficitare datorită fenomenului de degradare vor fi aditivate prin aliere în topitură cu bloc-copolimeri stiren-dienici care conferă compozitelor caracteristici performante, în special o rezistență la șoc îmbunătățită, parametru esențial pentru domeniile de aplicare vizate. Se va urmări, pe tot parcursul proiectului, diseminarea pe scară largă a rezultatelor experimentale prin participarea la conferințe naționale / internaționale / workshopuri, publicarea în reviste de specialitate.
Obiectiv principal: Designul, realizarea, testarea, optimizarea, validarea și brevetarea unei tehnologii de valorificare a materialelor plastice
recuperate din DEIT şi DPCI în compozite polimerice
Obiective specifice ale proiectului
O.1. Valorificarea diferitelor tipuri de materiale plastice din componente mari recuperate din deșeurile de echipamente informatice și de telecomunicații
(DEIT) sub formă de compozite cu proprietăţi performante;
O.2. Valorificarea răşinii epoxidice provenite din deșeurilor de plăci cu circuite imprimate (DPCI) ca material ranforsant în compozite poliolefinice;
O.3. Valorificarea componentelor mici din DPCI şi izolaţiei cablurilor provenite din DEIT ca umplutură în compozite poliuretanice;
O.4. Integrarea etapelor de lucru pentru elaborarea tehnologiei de valorificare ecologică şi eficientă a materialelor plastice recuperate;
O.5. Creșterea capacităţii instituționale a ICECHIM.
Etape proiect:
Etapa 1. Valorificarea materialelor plastice recuperate deșeurilor provenite din echipamente informatice si de telecomunicații (DEIT) prin aliere în topitură cu bloc-copolimeri stiren-dienici
Etapa 2. Valorificarea pulberii obținute din plăcile de circuit imprimat recuperate și a celor din cabluri și alte componente mici
Etapa 3. Elaborarea tehnologiei de obținere a compozitelor pe bază de materiale recuperate
Etapa 4. Diseminarea rezultatelor cercetării
Rezultate etapa 1.
Studiul de literatură privind reciclarea DEIT a scos în evidență două căi de reintroducere în circuitul economic a componentelor polimerice ale acestor materiale recuperate după ieșirea lor din uz: reciclarea individuală a polimerilor și compozitelor acestora, respectiv reciclarea colectivă a acestor materiale polimerice. Studiul de modificare în topitură a fracției polistirenice din DEIT cu bloc-copolimeri stiren-dienici a condus la obținerea de compozite polistirenice cu proprietăți comparabile cu HIPS, constituind o metodă favorabilă de reintrodus în circuitul economic a acestei fracții polistirenice. Ținând cont că separarea fracției polistirenice din DEIT este relativ dificil de realizat, studiul a continuat prin separarea prin dizolvare în tetrahidrofuran a acestei fracții, reducându-se astfel gradul de impurificare cu alte fracții polimerice. Soluția DEIT s-a utilizat pentru modificarea (ranforsarea) unui bloc-copolimer stiren-butadienic. Compozitele obținute au prezentat proprietăți care corespund cerințelor pentru utilizarea ca material de tălpi obținute prin injectare direct pe fețele încălțămintei. Fracția DEIT rezultată după separarea polimerilor polistirenici s-a folosit ca material aditivant în obținerea de cărămizi cu greutate micșorată, cu absorbție redusă a umidității și proprietăți antifonice îmbunătățite, utilizabile pentru realizare de pereți separatori interiori în construcții.
Rezultate etapa 2.
În cadrul proiectului, cercetarea s-a axat cu prioritate pe utilizarea fracției nemetalice rezultate din procedeul mecanic de reciclare și a rezidului polimeric rezultat din solvoliza DCPI cu solvenți polari, ambele fracții rezultate din cercetările efectuate de partenerul UBB. Pulberea a
fost caracterizată din punct de vedere structural, morfologic si termic. Obiectivul principal al etapei a constat în obținerea de compozite poliolefinice prin modificarea în topitură a unui sort de polipropilenă reciclată cu modificatori de șoc (elastomeri termoplastici) și pulbere DPCI ca
ranforsant și caracterizarea acestora în vederea stabilirii unor corelații între compoziția acestora și proprietățile de interes obținute.
Pentru diversificarea domeniului de utilizare al deseurilor de placi de circuit, s-a efectuat un studiu referitor la folosirea acestora ca agent de umplutura ranforsanta a bloc-copolimerilor stiren-butadienici, compozitele astfel obtinute putand fi utilizabile pentru producerea de talpi de
incaltaminte injectabile direct pe fetele acestora. Au fost desfasurate lucrările de cercetare pentru obținerea reperelor din deseuri de cabluri
electrice utilizand ca liant un nanocompozit poliuretanic format din matrice poliuretanica si bentonita. S-au putut obtine compozitii poliuretanice utilizand deseurile de cabluri din echipamentele informatice si de telecomunicatii cu utilizari ca pavimente, covoare de uzura, anti-
alunecare si anti-vibratii.
Rezultate etapa 3.
Pe baza studiilor efectuate în etapele 1 și 2, pentru stabilirea condițiilor de prelucrare și verificarea prelucrabilității la nivel pilot pe utilaje folosite uzual în industria materialelor plastice, au fost selectate amestecuri DEEE (fracție polistirenică provenită din părți mari de componente informatice) modificate cu bloc-copolimeri și DEIT (deșeuri provenite din plăci de circuit integrat) în matrice poliolefinică modificată cu elastomeri. Compozițiile au fost selectate în special pe baza unei corelații între proprietățile mecanice ale compozitelor polimerice și avantajele economice ce rezultă din utilizarea unei cantități mai mari de deșeuri care urmează a fi reutilizate. După condiționarea componentelor, pilotarea celor două amestecuri s-a realizat prin
prelucrare prin extrudere, pentru obținerea de materiale cu proprietăți performante. S-au putut observa diferite tipuri de defecte la extrudarea prin capilara echipamentului: goluri în extrudat, gonflarea extrudatului, curgere variabilă cantitativ, fracturi de tip “piele de rechin”.
După aplicarea soluției găsite, au fost obținute fire extrudate cu aspect corespunzător, omogene. Verificarea prelucrabilității amestecurilor cu deșeuri de echipamente informatice și de telecomunicații a fost realizată prin injectarea unor epruvete de tracțiune pentru caracterizarea mecanică. Aspectul acestor repere a fost omogen, fără defecte de prelucrare. În urma determinărilor proprietăților mecanice, s-au obținut rezultate reproductibile, cu o
dispersie îngustă a rezultatelor. Astfel, s-a putut concluziona că, prin tehnicile din topitură considerate, s-au putut prelucra amestecurile omogene, prelucrabilitatea acestora fiind bună. Pentru elaborarea tehnologiei de obținere a compozitelor pe bază de materiale recuperate, au fost considerate fazele procesului tehnologic stabilite în urma testărilor. Au fost luate în considerate proprietățile materiilor prime, bilanțul de materiale, defecțiuni și
remedieri, norme de protecția muncii.
Articole:
- R.M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, M.E. David, E.R. Andrei, M.I. Filipescu, R.M. Ion, Z. Vuluga, I. Anghel, I.E. Sofran, C.A. Nicolae, A.R. Gabor, A. Gheboianu, I.A. Bucurica, Development of thermoplastic composites based on recycled polypropylene and waste printed circuit boards, Waste Management, 118 (2020) 391–401.
- P. Ghioca, R.M. Grigorescu*, L. Iancu, R.M. Ion, M.E. David, M.I. Filipescu, E.R. Andrei, B. Spurcaciu, C.A. Nicolae, R. Gabor, Composites Of Styrene-Butadiene Block- Copolymer Reinforced With Waste Printed Circuit Boards (WPCB), Materiale Plastice, 57 (1), 2020, 92-99.
- R. M. Grigorescu, M. E.Grigore, P. Ghioca, L. Iancu, C -A Nicolae, R.-M. Ion, S. Teodorescu, E.R. Andrei, Waste Electrical and Electronic Equipment Study regarding the plastic composition, Materiale Plastice, 56 (1), 2019, pp. 77.
- R. M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, M. E. Grigore, R. M Ion, C. A. Nicolae, R. Gabor, M. I. Filipescu, M. Rapa, Impact strength elastomer composites based on polystyrene components separated from waste electrical and electronic equipment (WEEE), Journal of Applied Polymer Science 2019, 136, 48329, DOI: 10.1002/APP.48329.
- R.M. Grigorescu, M.E. Grigore, L. Iancu, P. Ghioca, R.-M. Ion, Waste Electrical and Electronic Equipment: A Review on the Identification Methods for
Polymeric Materials, Recycling, 2019, 4, 32; doi:10.3390/recycling4030032.
- R.M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, M.E. Grigore, R.E. Andrei, R.-M. Ion, C.-A. Nicolae, R. Gabor, Composites of styrene-butadiene block-copolymers reinforced with WEEE polystyrene fraction, Materiale Plastice, 56 (3).
Conferinte nationale si internationale:
- R.-M. Grigorescu, P. N. Ghioca, L. Iancu, R. M. Ion, N. Ion, M.-E. David, E. R. Andrei, M. I. Filipescu, B. N. Spurcaciu, A2019-00075/2019 – Recycling process of non-metallic wastes of printed circuit board and recovered polypropylene as shock-resistant composites, EUROINVENT, Iasi, Romania, 23 Mai 2020.
- R.-M. Grigorescu, P. N. Ghioca, L. Iancu, R. M. Ion, N. Ion, M.-E. David, E. R. Andrei, M. I. Filipescu, B. N. Spurcaciu, A2019-00080/2020 – Process for recycling the non-metallic fraction of waste printed circuit boards and recovered polypropylene as impact-strength composites, INVENTICA, Iasi, Romania, 29-31 Iulie 2020.
- R.-M. Grigorescu, Technology for efficient environmental recovery of plastic materials from computer and telecommunication equipment as high-performance composites (COM-PLAST) – 84PCCDI/2018 – component project 4, INVENTICA, Iasi, Romania, 29-31 Iulie 2020.
- R.M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, R.M. Ion, M.E. David, E.R. Andrei, M.I. Filipescu, Z. Vuluga, Waste electrical and electronic equipment – processing as thermoplastic composites, International Symposium “The Environment and the Industry”, SIMI 2020, 24-25 Septembrie 2020, Bucuresti.
- E.R. Andrei, A.G. Oporan, P. Ghioca, L. Iancu, M. David, RM. Ion, Z. Vuluga, B. Spurcaciu, RM. Grigorescu, Waste electrical and electronic equipment processing as thermoplastic composites, Prioritățile chimiei pentru o dezvoltare durabilă PRIOCHEM – Ediția a XVI-a, 28-30 octombrie 2020, Bucuresti.
- M-I. Filipescu, E.R. Andrei, R.M. Grigorescu, P. Ghioca, R-M. Ion, L. Iancu, M.E. David, Z. Vuluga, C-A. Nicolae, A.R. Gabor, Reuse of the non-metallic fraction of waste electric and electronic equipment, NeXT-Chem, 2 nd edition, 18-19 iunie 2020.
- E. R. Andrei, M. David, Ramona Marina Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, R-M. Ion, Z. Vuluga, M. Filipescu, R. Gabor, C-A Nicolae, B. Spurcaciu, L. Marin, Composites based on waste printed circuit boards (WPCB) and waste polypropylene, Priochem Ed. 15, 30.10 – 01.11.2019, Bucuresti
- P. Ghioca, M.E. David, M.I. Filipescu, R.M. Grigorescu, L. Iancu, R-M. Ion, R.E. Andrei, R. Gabor, C-A. Nicolae, B. Spurcaciu, Composites of Styrene-Butadiene Block Copolymer Reinforced with Waste Printed Circuit Boards (WPCB), Priochem Ed. 15, 30.10 – 01.11.2019, Bucuresti
- R. M. Grigorescu, L. Iancu, P. Ghioca, R.M. Ion, C-A. Nicolae, M. RAPA, B. SPURCACIU, S. TEODORESCU, POLYMERS IDENTIFICATION IN WASTE ELECTRIC AND ELECTRONIC EQUIPMENT (WEEE), The International Symposium “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development – PRIOCHEM XIV, 10-12 Octombrie 2018, Bucuresti, Romania.
- R. M. Grigorescu, L. Iancu, P. Ghioca, Z. Vuluga, M. Iorga, R.M. Ion, C-A. Nicolae, R. Gabor, S. Teodorescu, M. Rapa, M.E. Grigore, R.E. Andrei, M.I. Filipescu, G.I. Radu, Elastomeric composites with waste electric and electronic equipment plastics, 11th International Conference on Materials Scince&Technology, Bramat 2019, 13-16 Martie 2019, Brasov, Romania.
- R. M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, Z.Vuluga, M. Iorga, R.-M. Ion, N. Ion, M. E. Grigore, R. E. Andrei, M. I. Filipescu, G. I. Radu, B. N. Spurcaciu, Recycling method of the polystyrene fraction from waste electrical and electronic equipment as impact-strength polystyrene composite, Salonul International de Inventica Proinvent, 20-22 martie 2019, Cluj-Napoca.
- M.-I. Filipescu, L. Iancu, P. Ghioca, R-M Ion, M. E. Grigore, R. E. Andrei, G. I. Radu, C.-A. Nicolae, M. Rapa, S. Teodorescu, R. M.Grigorescu, Plastic composition of waste electric and electronic equipment, ICOSECS, 8-11 mai, 2019.
- R. M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, R.-M. Ion, M. E. Grigore, C.-A. Nicolae, R. Gabor, Z. Vuluga, M.-I. Filipescu, E. R. Andrei, M. Rapa, Physical-Mechanical
Properties Of Composites Based On Waste Electrical And Electronic Equipment, ICOSECS, 8-11 mai, 2019.
- R.E. Andrei, R.M. Grigorescu, M.E. Grigore, L. Iancu, R.M. Ion, P. Ghioca, M.I. Filipescu, G.I. Radu, Stone samples based one waste electrical and electronic equipment (WEEE), workshop exploratoriu Tehnologii Inovatoare Trans-Sectoriale NeXT-Chem 1, 06-07 mai 2019, Bucuresti.
- M.I. Filipescu, R.M. Grigorescu, P. Ghioca, L. Iancu, , M.E. Grigore, R.E. Andrei, R.M. Ion, Z. Vuluga, R. Gabor, C-A. Nicolae, Elastomeric materials reinforced with waste electrical and electronic equipment plastics (WEEP), workshop exploratoriu Tehnologii Inovatoare Trans-Sectoriale NeXT-Chem 1, 06-07 mai 2019, Bucuresti.
- R. M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, Z.Vuluga, M. Iorga, R.-M. Ion, N. Ion, M. E. Grigore, R. E. Andrei, M. I. Filipescu, G. I. Radu, B. N. Spurcaciu, Recycling method of the polystyrene fraction from waste electrical and electronic equipment as impact-strength polystyrene composite, Euroinvent 2019, 16-18 Mai 2019, Iasi, Romania.
Cerere de brevet:
- Cerere de brevet A2020 -0080/17.02.2020, R.M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, R.M. Ion, N. Ion, M.E. David, M.I. Filipescu, R.E. Andrei, B.N. Spurcaciu, “Procedeu de reciclare a deşeurilor nemetalice de plăci de circuit imprimat şi polipropilenă recuperată sub formă de compozite antişoc”.
- Cerere de brevet A 2019 -00075/06.02.2019, R.M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, Z. Vuluga, M.D. Iorga, R.M. Ion, N. Ion, M.E. Grigore, R.E. Andrei, M.I. Filipescu, R.I. Radu, B.N. Spurcaciu, “Procedeu de reciclare a fracţiei polistirenice din deşeuri de echipamente elecrice şi electronice sub formă de compozit polistirenic antişoc”.
Premii, medalii, distinctii:
- R.-M. Grigorescu,P. N. Ghioca, L. Iancu, R. M. Ion, N. Ion, M.-E. David, E. R. Andrei, M. I. Filipescu, B. Norocel, Spurcaciu, Recycling process of non-metallic wastes of printed circuit board and recovered polypropylene as shock-resistant composites, Medalie de aur, EUROINVENT, Iasi, Romania, 23 Mai 2020.
- R.-M. Grigorescu, P. N. Ghioca, L. Iancu, R. M. Ion, N. Ion, M.-E. David, E. R. Andrei, M. I. Filipescu, B. N. Spurcaciu, A2019-00075/2019 – Recycling process of non-metallic wastes of printed circuit board and recovered polypropylene as shock-resistant composites, Diploma de Onoare, INVENTICA, Iasi, Romania, 29-31 Iulie 2020.
- R.-M. Grigorescu, P. N. Ghioca, L. Iancu, R. M. Ion, N. Ion, M.-E. David, E. R. Andrei, M. I. Filipescu, B. N. Spurcaciu, A2019-00080/2020 – Process for recycling the non-metallic fraction of waste printed circuit boards and recovered polypropylene as impact-strength composites, Diploma de Excelenta, INVENTICA, Iasi, Romania, 29-31 Iulie 2020.
- R.-M. Grigorescu, Technology for efficient environmental recovery of plastic materials from computer and telecommunication equipment as high-performance composites (COM-PLAST) – 84PCCDI/2018 – component project 4, Diploma de Realizare, INVENTICA, Iasi, Romania, 29-31 Iulie 2020.
- R. M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, Z.Vuluga, M. Iorga, R.-M. Ion, N. Ion, M. E. Grigore, R. E. Andrei, M. I. Filipescu, G. I. Radu, B. N. Spurcaciu, Recycling method of the polystyrene fraction from waste electrical and electronic equipment as impact-strength polystyrene composite, Diplomă de excelenţă şi medalia de aur, Salonul International de Inventica Proinvent, 20-22 martie 2019, Cluj-Napoca.
- R.E. Andrei, R.M. Grigorescu, M.E. Grigore, L. Iancu, R.M. Ion, P. Ghioca, M.I. Filipescu, G.I. Radu, Stone samples based one waste electrical and electronic equipment (WEEE), Premiul 3 – workshop exploratoriu Tehnologii Inovatoare Trans-Sectoriale NeXT-Chem 1, 06-07 mai 2019, Bucuresti.
- R. M. Grigorescu, P.N. Ghioca, L. Iancu, Z.Vuluga, M. Iorga, R.-M. Ion, N. Ion, M. E. Grigore, R. E. Andrei, M. I. Filipescu, G. I. Radu, B. N. Spurcaciu, Recycling method of the polystyrene fraction from waste electrical and electronic equipment as impact-strength polystyrene composite, Diploma de bronz, Euroinvent 2019, 16-18 Mai 2019, Iasi, Romania.
Contact responsabil proiect component: Dr. Ing. Grigorescu Ramona Marina
Email:
Telefon: 021 315 3299, interior: 129
