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研究生:蘇冠樺
研究生(外文):Kuan-Hua Su
論文名稱:回收聚丙烯與聚酯不織布廢棄材再生複合板材之製造
論文名稱(外文):Recycling Polypropylene and Polyester Nonwoven Selvages to Produce Plastic Composites
指導教授:李貴琪李貴琪引用關係林佳弘林佳弘引用關係
指導教授(外文):Kuei -Chi LeeJia-Hung Lin
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:紡織工程所
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:不織布廢棄材複合板材回收
外文關鍵詞:compositenonwoven selvagesrecycle
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在紡織工業的領域中,不織布工業係少數目前在台灣仍發展迅速的產業之一。然而由於其整體製程簡單,產量龐大,相對地造成了許多環境上的問題。為了有效使用資源,並減少環境負荷,我們必須將這些纖維廢棄材回收再利用,而這也已成為全球製造產業所必須努力達成的重要任務之一。
在本研究中,我們擬回收聚酯與聚丙烯不織布廢棄材料。首先,以粉碎機分別將這兩種不織布廢棄材打碎,然後以所選定的比例將其混合,再用攪拌機攪拌均勻,之後,採用熱壓成形的技術將上述配料製成塑膠平板。在熱壓成形的過程中,我們將聚丙烯不織布碎片熔融,當作基材;聚酯不織布碎片則成為填充材。我們在實驗中變化製程參數,如熱壓溫度與熱壓時間,並探討這些參數對板材機械性質的影響。此外,我們也使用掃描式電子顯微鏡來觀察平板經拉伸試驗後的破壞斷面。
研究結果顯示,在熱壓壓力固定為60 kgf/cm2的條件下,本研究之最佳製程條件分別為:熱壓溫度190〜200 ℃,熱壓時間5〜10分鐘,平板的抗拉強度最大可達17 MPa,而其抗拉伸度最大約為7 ﹪,同時我們也發現,隨著聚酯不織布碎片含量的增加,平板的機械性質皆有下降的趨勢。另外,在平板的橫斷面上,我們也觀察到實驗樣品中存在有加撚的纖維束、斷裂的纖維以及纖維從基材中被拉出的現象。
回收不織布廢棄材再生製造複合板材,不僅有助於環境保護,而且可將資源回收再利用,降低整體產業的生產成本。本研究所製成的平板用途廣泛,可應用於人工木板、地板、文具用品、表面貼合材料及一些內裝材等。
Among the applications of textile materials, the nonwovens industry is one of the fastest-growing segments of the textile industry. This grouping of fibers is roughly one third of the fiber industry. However, the waste generated from the nonwovens industry has caused a lot of serious problems. Therefore, in order to reduce environmental loading and use resources effectively, recycling and reuse of the fibrous waste is one of the most important environmental tasks on earth.
In this study, we planned to recycle polyester and polypropylene non-woven selvages. First, the selvages were shredded into fragments and blended with appropriate proportion, then stirred them well by a mixer. We produced the composites by the compress molding techniques. In the molding process, the polypropylene non-woven fragments were melted as the matrix resin, and the polyester ones were the fillers in the composite. We also changed several parameters such as compressing temperature and time to investigate the influence of these parameters on their tensile and bending properties. In addition, the scanning electron microscope (SEM) was employed to observe the fracture surfaces of the composites.
The results revealed that the optimum conditions of the manufacturing process were 190〜200 ℃ for 5〜10 minutes. The tensile strength of the plastic composites was about 17 MPa and their elongation at break was about 7 %. At the same time, the mechanical properties were decreased while we increased the proportion of polyester fragments. Moreover, the observation of fracture surfaces showed twisted fibers, fiber breakage, and fiber pull-out from the matrix resin.
Recycling the nonwoven selvages to produce the plastic composites is not only helpful to protect our environment, but also can reduce the production cost. The plastic boards can be used in applications such as artificial wood.
中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅲ
目錄……………………………………………………………………..Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅶ
表目錄…………………………………………………………………..ⅩⅠ
第1章緒論……………………………………………………………1
1.1前言………………………………………………………………..1
1.2固體廢棄物處理方法的簡介……………………………………..4
1.3基材與填充材之特性及應用……………………………………..6
1.4文獻回顧…………………………………………………………..8
第2章原理…………………………………………………………..10
2.1破碎的基礎理論…………………………………………………10
2.1.1破碎的目的……………………………………………….10
2.1.2固體廢棄物的機械強度與硬度………………………….11
2.1.3破碎方法………………………………………………….13
2.1.4破碎比與破碎段………………………………………….15
2.2固體廢棄物的固化處理…………………………………………17
2.2.1概述……………………………………………………….17
2.2.2塑膠固化原理簡介……………………………………….18
第3章實驗…………………………………………………………..19
3.1實驗材料…………………………………………………………19
3.1.1聚酯不織布廢棄材……………………………………….19
3.1.2聚丙烯不織布廢棄材…………………………………….19
3.2實驗設備及儀器…………………………………………………20
3.3複合材料製造步驟………………………………………………21
3.4複合材料製造流程圖……………………………………………22
3.5實驗條件設計……………………………………………………23
3.5.1改變熱壓時間與熱壓溫度……………………………….23
3.5.2改變聚丙烯與聚酯碎片混合比例……………………….23
3.6機械性質測試……………………………………………………24
3.6.1拉伸試驗………………………………………………….24
3.6.2三點彎曲試驗…………………………………………….26
3.6.3掃描式電子顯微鏡觀察………………………………….28
第4章 結果與討論…………………………………………………...29
4.1熱壓平板的表面型態……………………………………………29
4.2熱壓平板的拉伸性質……………………………………………30
4.2.1拉伸試驗之典型應力-應變曲線圖……………………...30
4.2.2熱壓溫度與熱壓時間對平板抗拉強度之影響………….31
4.2.3熱壓溫度與熱壓時間對平板抗拉模數之影響………….35
4.2.4熱壓溫度與熱壓時間對平板抗拉伸度之影響………….37
4.3熱壓平板的彎曲性質……………………………………………39
4.3.1彎曲試驗之典型荷重-位移曲線圖……………………...39
4.3.2熱壓溫度與熱壓時間對平板抗彎強度之影響………….40
4.3.3熱壓溫度與熱壓時間對平板抗彎模數之影響………….41
4.4聚酯不織布碎片的重量百分率對平板抗拉性質之影響………42
4.5聚酯不織布碎片的重量百分率對平板彎曲性質之影響………46
4.6掃描式電子顯微鏡觀察其破壞斷面……………………………48
4.6.1平板在不同熱壓溫度與熱壓時間下的破壞斷面………48
4.6.2平板在不同聚酯填充材含量下的破壞斷面……………54
第5章 結論…………………………………………………………..56
第6章 建議…………………………………………………………..58
參考文獻……………………………………………………………..59
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