Obiectivul principal al proiectului const?în reintroducerea în circuitul economic a materialelor plastice recuperate din de?eurile de echipamente informatice ?i de telecomunica?ii (DEIT) ?i de?eurilor de pl?ci cu circuite imprimate (DPCI) sub form? de compozite polimerice cu propriet??i performante, pentru producerea de ambalaje nealimentare (containere, navete de transport), repere tehnice, pavimente etc, contribuind totodat? la ecologizarea mediului înconjur?tor - prin utilizarea materialelor recuperate ?i realizarea de noi materiale pe baza acestora.Utilizarea materialelor plastice recuperate din DEIT ?i DPCI este în egal? masur? eficient?, cât ?i inovativ?, în trend cu noile direc?ii europene privind recuperarea materialelor ?i reciclarea de?eurilor.Materialele plastice recuperate dup? iesirea din uz a echipamentelor informatice ?i de telecomunica?ii, respectiv a pl?cilor cu circuite imprimante care prezint? propriet??i fizico-mecanice deficitare datorit? fenomenului de degradare vor fi aditivate prin aliere în topitur? cu bloc-copolimeri stiren-dienici care confer? compozitelor caracteristici performante, în special o rezisten?? la ?oc îmbun?t??it?, parametru esen?ial pentru domeniile de aplicare vizate.Se va urm?ri, pe tot parcursul proiectului, diseminarea pe scar? larg? a rezultatelor experimentale prin participarea la conferin?e na?ionale / interna?ionale / workshopuri, publicarea în reviste de specialitate.

Obiectiv principal: Designul, realizarea, testarea, optimizarea, validarea ?i brevetarea unei tehnologii de valorificare a materialelor plastice recuperate din DEIT ?i DPCI în compozite polimerice

Obiective specifice ale proiectului

O.1. Valorificarea diferitelor tipuri de materiale plastice din componente mari recuperate din de?eurile de echipamente informatice ?i de telecomunica?ii (DEIT) sub form? de compozite cu propriet??i performante;

O.2. Valorificarea r??inii epoxidice provenite din de?eurilor de pl?ci cu circuite imprimate (DPCI) ca material ranforsant în compozite poliolefinice;

O.3. Valorificarea componentelor mici din DPCI ?i izola?iei cablurilor provenite din DEIT ca umplutur? în compozite poliuretanice;

O.4. Integrarea etapelor de lucru pentru elaborarea tehnologiei de valorificare ecologic? ?i eficient? a materialelor plastice recuperate;

O.5. Cre?terea capacit??ii institu?ionale a ICECHIM.

Etapa 1. Valorificarea materialelor plastice recuperate  de?eurilor provenite din echipamente informatice si de telecomunica?ii (DEIT) prin aliere în topitur? cu bloc-copolimeri stiren-dienici

Etapa 2. Valorificarea pulberii ob?inute din pl?cile de circuit imprimat recuperate ?i a celor din cabluri ?i alte componente mici

Etapa 3. Elaborarea tehnologiei de ob?inere a compozitelor pe baz? de materiale recuperate

Contact responsabil proiect component:

Dr. Ing. Grigorescu Ramona Marina – rmgrigorescu@gmail.com

Rezultate etapa 1

       Studiul de literatur? privind reciclarea DEIT a scos în eviden?? dou? c?i de reintroducere în circuitul economic a componentelor polimerice ale acestor materiale recuperate dup? ie?irea lor din uz: reciclarea individual? a polimerilor ?i compozitelor acestora, respectiv reciclarea colectiv? a acestor materiale polimerice. Pornind de la faptul c? to?i ace?ti polimeri ?i copolimeri polistirenici, în mod uzual, pot fi modifica?i individual cu bloc-copolimeri stiren-butadienici, în mod special pentru cre?terea rezisten?ei la ?oc, s-a impus ?i studierea modific?rilor în amestec cu bloc-copolimer stiren-butadienic (SBS) prin aliere în topitur? ?i solu?ie. În cazul compozitelor ob?inute prin aliere în topitur?, indicii fizico-mecanici au prezentat valori modeste ce s-au datorat pe de-o parte unei incompatibilit??i dintre diferi?i polimeri stirenici ?i, pe de alt? parte, contamin?rii cu resturi de al?i polimeri (poliamide, policarbona?i, poliesteri) ?i cu umpluturile anorganice prezente în polimerii recicla?i. Modificarea frac?iei polistirenice din DEIT cu amestec de bloc-copolimeri SBS ?i SBS hidrogenat ?i maleinizat (SEBS-MA) are un efect de elasticizare mai accentuat în compara?ie cu modificarea doar cu SBS.

       Studiul de modificare în topitur? a frac?iei polistirenice din DEIT cu bloc-copolimeri stiren-dienici a condus la ob?inerea de compozite polistirenice cu propriet??i comparabile cu HIPS, constituind o metod? favorabil? de reintrodus în circuitul economic a acestei frac?ii polistirenice. ?inând cont c? separarea frac?iei polistirenice din DEIT este relativ dificil de realizat, studiul a continuat prin separarea prin dizolvare în tetrahidrofuran a acestei frac?ii, reducându-se astfel gradul de impurificare cu alte frac?ii polimerice. Solu?ia DEIT s-a utilizat pentru modificarea (ranforsarea) unui bloc-copolimer stiren-butadienic. Compozitele ob?inute au prezentat propriet??i care corespund cerin?elor pentru utilizarea ca material de t?lpi ob?inute prin injectare direct pe fe?ele înc?l??mintei.

       Frac?ia DEIT rezultat? dup? separarea polimerilor polistirenici s-a folosit ca material aditivant în ob?inerea de c?r?mizi cu greutate mic?orat?, cu absorb?ie redus? a umidit??ii ?i propriet??i antifonice îmbun?t??ite, utilizabile pentru realizare de pere?i separatori interiori în construc?ii.

Rezultate etapa 2

Obiectivul principal al etapei 2 a constat în reintroducerea în circuitul economic a pulberii obtinute din placile de circuit imprimat recuperate, respectiv a cablurilor si a altor componente plastice mici. Obiectivele specifice ale etapei au fost: i) identificarea, caracterizarea ?i evaluarea posibilit??ilor de valorificare a maselor plastice rezultate din reciclarea de?eurilor de pl?ci cu circuite imprimate (DPCI); ii) caracterizarea fizico-chimic? a pulberii ob?inute din pl?cile de circuit imprimat recuperate; iii) ob?inerea si caracterizarea compozitelor polimerice ignifugate cu r??in? epoxidic?  ?i ranforsate cu fibr? de sticl? rezultate din reciclarea de?eurilor de pl?ci cu circuite; iv) ob?inerea de compozite poliuretanice pentru pavimente folosind ca umplutur? materialele plastice recuperate din cabluri ?i alte componente mici ale echipamentelor informatice ?i de telecomunica?ii.

Din datele prezentate în literatur?, se constat? preocuparea deosebit? în domeniul cercet?rii de reciclare a DCPI cât mai lipsit? de o poluare secundar?, pentru protejarea mediului, în conformitate cu normele tot mai stricte elaborate la nivel mondial. Toat? frac?ia nemetalic? se poate recicla complet fiind utilizat? ca: i) agent de ranforsare al materialelor plastice (PP, HDPE, PVC, poliesteri nesatura?i, r??ini fenol-formaldehidice ?i epoxidice); ii) ca agent tixotropic ?i de reglare a comport?rii vâscoase a bitumurilor utilizate la acoperiri rutiere; iii) ca material de umplutur? pentru realizarea de betoane u?oare ?i cu propriet??i antifonice.

În cadrul proiectului, cercetarea s-a axat cu prioritate pe utilizarea frac?iei nemetalice rezultate din procedeul mecanic de reciclare ?i a rezidului polimeric rezultat din solvoliza DCPI cu solven?i polari, ambele frac?ii rezultate din cercet?rile efectuate de partenerul UBB. Pulberea a fost caracterizat? din punct de vedere structural prin analiza FTIR, prezen?a grupelor epoxidice ?i a ingnifugan?ilor fiind eviden?iat? prin prezen?a benzilor caracteristice în spectrul înregistrat. Prin microscopie optica si termo-gravimetrie a fost observata o cantitate ridicata de fibra de sticla si stabilitatea termica pana la 280 °C.

Obiectivul principal al etapei a constat în ob?inerea de compozite poliolefinice prin modificarea în topitur? a unui sort de polipropilen? reciclat? cu modificatori de ?oc (elastomeri termoplastici) ?i pulbere DPCI ca ranforsant ?i caracterizarea acestora în vederea stabilirii unor corela?ii între compozi?ia acestora ?i propriet??ile de interes ob?inute.

In uma analizei mecanice a compozitelor rPP-modificatori-DPCI au fost observate urmatoarele: i) neaditivarea polipropilenei recuperate conduce la obtinerea unor materiale cu valori mai bune ale rezistentei la tractiune, dar modeste la soc; ii) -introducerea SBS produce cresterea semnificativa a rezistentei la soc si a alungirii la rupere, in detrimentul rezistentei la tractiune; iii) SEBS-MA, prin grupele polare, imbunatateste compatibilitatea dintre umplutura si rPP cu efect benefic asupra rezistentei la soc, chiar si la dozaje mai mari de DPCI (20-30%). Cresterea elasticitatii materialului prin adaugarea bloc-copolimerilor conduce la o scadere a modului de stocare intrucat materialul se deformeaza mai usor. Totodata, prelucrabilitatea matricei poliolefinice este imbunatatita.

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. A putut fi observat faptul ca pulberea DPCI actioneaza ca o umplutra ranforsanta, rezistenta la tractiune si alungirea la rupere scazand pe masura cresterii dozajului de material epoxidic. Determinarile termogravimetrice au indicat o buna stabilitate la degradarea termica a compozitelor SBS/DPCI.

Au fost desfasurate lucr?rile de cercetare pentru ob?inerea reperelor din deseuri de cabluri electrice utilizand ca liant un nanocompozit poliuretanic format din matrice poliuretanica si bentonita. Din studiul de caracterizare a materialelor, s-a observat o crestere a duritatii si rezistentei la rupere a acestora odata cu cresterea continutului de liant utilizat. 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.

Articole

- R. M. Grigorescu, M. E.Grigore, P. Ghioca, L. Iancu, C -A Nicola, 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 base don 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), pp. 510.

Conferinte nationale si internationale

- 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.

- 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

Cerere de brevet

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 frac?iei polistirenice din de?euri de echipamente elecrice ?i electronice sub form? de compozit polistirenic anti?oc”.

- 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, Diplom? de excelen?? ?i 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.