A study of mechanical properties of multilayer polymer sheets containing a recycled layer

Abstract

In the present work, a study referring to the mechanical properties of multilayer films including a recycled layer has been proposed. Implementing recycled materials within the sheet and film co-extrusion increased as a response to the increasing in plastic waste stored in the recycling centers, which are crammed. In addition, those plastics parts expecting a treatment might be considered a problem to the environment. And it is a major concern to be resolved for the upcoming few years. Nonetheless, those sort of plastics which had been in former times melted to produce sheets and films may present different mechanical properties after another extrusion process. During this research work, it is proposed to blend recycled polymers with virgin polymers to understand the influence of the virgin material on the improvement of the mechanical properties. As those polymers contain the original viscosity grade, then it might be considered as being a possible solution to resolve this type of problems. To prove its viability as well as attempting to improve results, mechanical experiments were conducted comparing theoretical and practical studies. Concerns related to the using of 100% in recycled polymer in the middle layer during the film extrusion process was observed and it was aborted as being an impossible mission. Film possess irregular thickness and holes. Thus, the second method adopted was to proceed with the study of co-extrusion sheet including recycled polymer within the layers of virgin polymer can be possible to make. Moreover, in order to observe the effect of the virgin polymer, specimens were characterized according to their mechanical properties (tensile and tearing tests). As conclusion, results obtained might be considered as important for the upcoming studies related for the processing techniques, such as, co-extrusion implementing recycled materials between layers.

No presente trabalho, foi proposto um estudo referente às propriedades mecânicas de uma folha plana co-extrudida, contendo três camadas, na qual uma destas inclui material reciclado. A implementação de materiais reciclados na co-extrusão de filme tubular ou folha plana tem aumentado em resposta ao aumento de resíduos de plástico armazenado nos centros de reciclagem, os quais ficam acumulados. Além disso, resíduos plásticos à espera de um tratamento pode ser considerado um problema para o ambiente. Sendo isso uma grande preocupação para ser resolvida nos próximos anos. No entanto, esse tipo de plástico que tinham sido em épocas anteriores derretido para produzir folhas e filmes podem apresentar diferentes propriedades mecânicas após consequente processo de extrusão a devido à reciclagem. Durante este trabalho de pesquisa, propõe-se misturar polímeros reciclados com polímeros virgens para compreender a influência do material virgem na melhoria das propriedades mecânicas. Como esses polímeros contem o grau de viscosidade original, então ele pode ser considerado como uma possível solução para resolver este tipo de problemas. Para provar a sua viabilidade, bem como a tentativa de melhorar os resultados, os ensaios mecânicos foram realizados comparando estudos teóricos e práticos. As preocupações relacionadas com a utilização de 100% em polímero reciclado na camada do meio durante o processo de extrusão de filme foi observado e foi abortada como sendo uma missão impossível. O filme possuía espessura irregular e buracos ao longo da sua largura. Assim, o segundo método adotado foi o de prosseguir com o estudo para a co-extrusão de uma folha plana, incluindo o polímero reciclado na camada central, misturado com o polímero virgem para facilitar o processo. Além disso, a fim de observar o efeito do polímero virgem, as amostras foram caracterizadas de acordo com as suas propriedades mecânicas (ensaios de tração e ao rasgamento). Como conclusão, os resultados obtidos podem ser considerados importantes para os próximos estudos relacionados às técnicas de processamento, tais como, co-extrusão implementação materiais reciclados entre as camadas.