Waste plastic extruder: literature review/zh
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聚合物性能表
| 密度（克/立方厘米） | 硬度 | 拉伸強度、屈服強度 (MPa) | 屈服伸長率 (%) | 彈性模量 (GPa) | 彎曲模量 (GPa) | 加工溫度 (°C) | 中筒溫度 (°C) | 模具溫度 (°C) | 筆記 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HDPE，吹塑成型 | .935 – 1.01 | 57.0 – 73.0 肖氏 D 型 | 15.2 – 42.1 | 6.00 – 13.00 | .700 – 2.62 | .586 – 2.62 | 160 – 260 | 不適用 | 175 – 190 | |
| LLDPE，擠出級 | .916 -.944 | 51.0 – 58.0 肖氏 D 型 | 7.58 – 17.9 | 不適用 | 不適用 | .276 -.480 | 不適用 | 不適用 | 不適用 | |
| LDPE，擠出級 | .915 -.939 | 42.0 – 57.0 肖氏 D 型 | 7.60 – 12.0 | 不適用 | .152 -.290 | .0800 -.276 | 108 – 340 | 177 - 210 | 204 – 221 | |
| ABS，擠壓 | 1.03 – 1.17 | 68.0 – 113 羅克韋爾 R | 13.0 – 65.0 | .620 – 30.0 | 1.00 – 2.65 | 1.20 – 5.50 | 180 – 274 | 190 – 250 | 210 -250 | |
| PP，擠出等級 | .886 – 1.84 | 57.0 -120 羅克韋爾 R | 不適用 | 1.60 – 30.0 | .680 – 2.60 | .620 – 2.55 | 120 – 330 | 190 -280 | 200 -310 | |
| 聚碳酸酯，擠壓成型 | 1.20 – 1.26 | 120 – 126 羅克韋爾 R | 58.6 – 70.0 | 6.00 – 50.0 | 1.79 – 3.24 | 2.09 – 3.10 | 270 – 343 | 250 – 332 | 不適用 | |
| PET，未增強 | 1.25 – 1.91 | 80.0 – 95.0 | 53.0 – 265 | 3.5 – 30.0 | 1.83 – 5.20 | 1.90 – 15.2 | 120 – 295 | 不適用 | 不適用 |
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關於廢塑膠擠出的MOST群文章
- 丹尼斯·J·拜爾德、奧布里·L·沃恩、羅伯特·B·奧克利、馬修·J·費德勒、薩曼莎·L·斯納貝斯和約書亞·M·皮爾斯。大面積廢棄聚合物增材製造的綠色工廠實驗室應用。積層製造27，（2019），第 515-525 頁。https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.03.006 開放獲取
- 大衛·肖納德、艾米麗·蒂帕爾多、維基·湯普森、約書亞·皮爾斯、傑拉德·卡內巴、羅伯特·漢德勒。循環經濟體中 PET 和烯烴聚合物的系統分析。第 26 屆 CIRP 生命週期工程會議。Procedia CIRP 80，（2019），602-606。https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.01.072 開放獲取
- 奧布里·L·沃恩、約瑟夫·R·麥卡斯林、亞當·M·普林格爾和約書亞·M·皮爾斯。 RepRapable Recyclebot：開源 3D 可列印擠出機，用於將塑膠轉換為 3D 列印長絲。 HardwareX 4C (2018) e00026 doi：https ://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00026 開放獲取
- 奧布里·L·沃恩和約書亞·M·皮爾斯。用於基於熔融顆粒製造的積層製造的 3D 可列印聚合物造粒切碎機。發明2018, 3(4), 78; https://doi.org/10.3390/inventions3040078 開放獲取
- 阿拉巴馬州沃爾恩；拜爾德，DJ；奧克利，RB；費德勒，MJ；斯納布斯，SL； Pearce, JM 熔融粒子製造 3D 列印：回收材料的最佳化和機械性能。資料 2018 , 11, 1413.doi: https://doi.org/10.3390/ma11081413 開放獲取
- Adam M. Pringle、Mark Rudnicki 和 Joshua Pearce (2017) 基於木質家具廢棄物的回收 3D 列印長絲。林產品雜誌2018 年，卷。 68，第 1 期，第 86-95 頁。https://doi.org/10.13073/FPJ-D-17-00042 開放獲取
- Debbie L. King、Adegboyega Babasola、Joseph Rozario 和 Joshua M. Pearce，“用於離網社區分佈式製造的移動開源太陽能 3D 列印機”，可持續發展挑戰 2 (1), 18-27（2014 年）。開放獲取
- 單忠和約書亞·M·皮爾斯。收緊循環經濟循環：將分散式回收和製造與 recyclebot 和 RepRap 3-D 列印結合，資源、保護和回收128，（2018 年），第 48-58 頁。 doi：10.1016/j.resconrec.2017.09.023開放獲取
- MA Kreiger、ML Mulder、AG Glover、JM Pearce，3D 列印長絲消費後高密度聚乙烯分佈式回收的生命週期分析，清潔生產雜誌，70，第 90-96 頁（2014 年）。 DOI：http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.02.009。開放獲取
- 單忠，Pratiksha Rakhe 和 Joshua M. Pearce。太陽能光電驅動的廢塑膠回收機器人系統的能源回收時間。回收2017, 2(2), 10; doi：10.3390/recycling2020010開放獲取
- Feeley, SR、Wijnen, B. 與 Pearce, JM (2014)。道德 3D 列印長絲的潛在公平貿易標準評估。永續發展雜誌，7（5），1-12。 DOI：10.5539/jsd.v7n5p1開放獲取
- M. Kreiger、GC Anzalone、ML Mulder、A. Glover 與 J. M Pearce (2013)。農村地區消費後塑膠廢棄物的分散式回收。 MRS 線上論文集圖書館，1492，mrsf12-1492-g04-06 doi:10.1557/opl.2013.258。開放獲取
- Christian Baechler、Matthew DeVuono 和 Joshua M. Pearce，“將廢棄聚合物分佈式回收為 RepRap 原料” 《快速原型設計雜誌》， 19 (2)，第 118-125 頁 (2013)。開放獲取
開源快速原型技術
RepRap - 複製快速原型機
Rhys Jones、Patrick Haufe、Edward Sells、Pejman Iravani、Vik Olliver、Chris Palmer 和 Adrian Bowyer，“RepRap - 複製快速原型機”，Robotica，29(1)，第 177 - 191 頁 (2011)。
抽象的：
本文介紹了 RepRap 項目迄今為止的成果，該項目是一個正在進行的項目，已製作並免費分發了可複製的快速原型機。我們給出導致機器發明的背景推理、我們和其他人用於實現機器的流程的選擇、機器關鍵部件的設計以及這些部件是如何從最初的概念和實驗演變而來的，以及截至撰寫本文時，對該機器在世界範圍內的繁殖成功率的估計（兩年半內大約有4500 台機器）。
筆記：
- 自我複製簡史和相關術語的定義。
- 解釋了 Bowyer 發明 RepRap 的概念和動機，以及開源的決定。
- RepRap 從第一個模型到 RepRap Mendel 的逐步演進。
- 包括設計過程和機器功能的詳細描述。
- 跟進：研究 PLA 生產
RepRap 上的其他資源：
此處的RepRap wiki 提供了大量資訊。這個wiki有詳細的建構說明，並包含許多來自開源社群的改進、附加元件等。該項目特別感興趣的是以下兩個項目，它們試圖用回收塑膠生產原料：
Fab@Home - 個人桌面製造套件
E. Malone 和 H. Lipson，“Fab@Home：個人桌面製造套件”，快速原型製作雜誌，第。 13，第 245-255 頁，2007 年。
抽象的：
目的—實體自由成型製造 (SFF) 有潛力徹底改變製造業，甚至允許個人在自己的家中經濟高效地發明、客製化和製造商品。商業自由成型製造系統雖然在工業環境中取得了成功，但成本高昂、專有，並且使用少量、昂貴的專有材料，限制了技術的發展和進步。開源 Fab@Home 計畫旨在透過將 SFF 技術以簡單、廉價且不受實驗限制的形式交到愛好者、發明家和藝術家手中來推廣 SFF 技術。本文旨在對此進行探討。
設計/方法/途徑－設計了一個簡單、低成本、使用者可修改的自由形狀製造系統，稱為 Fab@Home Model 1，並且設計、文件、軟體和原始碼已發佈在使用者可編輯的「 wiki ”網站在開源BSD 許可證下。已經建立了六個系統，其中三個贈送給有興趣的用戶，以換取對系統的回饋和對網站的貢獻。
研究結果—Fab@Home Model 1 可以建造由多種材料組成的物體，具有亞毫米級特徵，整體尺寸大於 20 公分。在運行的前六個月中，該項目已獲得超過 1300 萬次網站點擊量以及多家國際新聞和技術雜誌、網站和節目的媒體報道。 Model 1 正在大學工程課程中使用，Model 1 將出現在英國倫敦科學博物館的塑膠歷史展覽中，現在可以在商業上購買套件。研究限制/影響 – Model 1 的建造和操作簡易性尚未經過充分測試。建造材料成本（2,300 美元）阻礙了一些有興趣的人建立自己的系統。
實際影響－公眾對 Fab@Home 計畫的正面回應證實了個人自由成型製造技術的廣泛吸引力。公眾表達的興趣和期望應用的多樣性表明，Fab@Home 專案所體現的加速 SFF 技術擴展的開源方法很可能會成功。
原創性/價值－Fab@Home 的獨特之處在於其為了自身利益而普及和推進 SFF 技術的目標。英國的 RepRap 計畫早於 Fab@Home，但目標是製造出可以自行製造大部分零件的機器。這兩個項目在許多方面具有互補性，預計它們之間的想法和設計將進行富有成效的交流。
筆記：
- 與 RepRap 相比，它不太適合自我複製，但同樣的目標是使快速原型製作廣泛可用。
- 使用基於注射器的擠出與 RepRap 的長絲擠出
- 開源軟體在發佈時僅適用於 Windows 作業系統。
Fab@Home 上的其他資源：
查看 Fab@Home 維基[1]。此頁麵包含詳細的建置指南，以及開源社群開發的改進、附加元件等。一些一般注意事項：
- 與 RepRap 和 RapMan 類似的專案。
- 由 Hod Lipson 和 Evan Malone 在康乃爾大學開發。
- 使用開源開發的硬體和軟體。軟體程式是專門為 Fab@Home 開發的，但是開源的。
- 擠出使用基於注射器/活塞的系統－可以處理多種材料。
快速原型製造系統
A.Tan, T. Nixon，“快速原型製造系統”，未發表的本科論文，阿德萊德大學，阿德萊德，澳大利亞，（2007）
筆記：
- 涵蓋小規模快速原型技術的應用和優點。
- 現有小規模和商業技術的總結。工藝方法的全面審查。 (即 Fab@home 使用固體自由成型製造 (SFF)，而 RepRap 則使用熔融沈積方法 (FDM)）。
- 有關快速原型材料的信息，包括對熱塑性塑料的良好評論。
- 使用快速原型機對材料進行一些測試（屬性包括黏度、固化時間、分層時間、流速）。
- 為 Fab@Home 開發替代沉積系統。似乎是成功的顆粒擠出機。
- 有趣的想法 - 2 個加熱部分，一個用於熔化，另一個透過噴嘴保持所需的溫度。
- 結合加熱料斗以預熔化材料
- 用於材料沉積的螺桿擠出機。
- 完成一些優化。
饒舌人
- RepRap Darwin 的商用專有版本。
- 套件零售價約為 1000 美元。
- 一些專有組件。
更多資訊：
創客機器人
- 另一款開源 3D 列印機，價格低於 1000 美元。
更多資訊：
塑膠回收
回收工業聚烯烴的機械、熱和蠕變行為的研究
S. Haider Rizvi、SH Masood、Igor Sbarski。 「再生工業聚烯烴的機械、熱和蠕變行為的研究」橡膠、塑膠和回收技術的進展。
筆記：
- 回收工業塑膠ex。塑膠桶和容器
- 聚烯烴 - PP、HDPE，最常見的是聚乙烯和聚丙烯的混合物
- 共混 - 2 種或多種聚合物的物理混合物，目標 = 獲得所需的性能，透過稀釋工程樹脂來實現。低成本商品聚合物
- 隨著 HDPE 中回收百分比的增加 --> 拉伸模量、彎曲模量降低，屈服點 pt 向較低應變方向移動，拉伸和彎曲強度沒有變化，回收率超過 40% - 結晶度顯著降低
- 隨著 PP 中回收百分比的增加 --> 拉伸模量下降，彎曲模量略有增加，拉伸和彎曲強度沒有變化，直到 60% 回收 PP - 結晶度線性下降，超過 60% 結晶度沒有變化
- 蠕動
- 快速蠕變-->彈性變形
- 緩慢蠕變-->黏彈性變形（大部分蠕變過程），永久變形
- 取決於溫度和壓力
塑膠固體廢棄物 (PSW) 的回收和回收路線：綜述
「SM Al-Salem、J.Baeyens、P. Lettieri，「塑膠固體廢棄物 (PSW) 的回收和回收路線：綜述」廢棄物管理，29(10), 2625-2643, 2009.doi:10.1016/j .wasman .2009.06.004""
抽象的：
無論社會的永續發展意識和技術進步如何，塑膠固體廢棄物（PSW）都為社會帶來了挑戰和機會。本文綜述了PSW回收的最新進展。我們特別重視聚烯烴產生的廢物，它在我們日常的單一生命週期塑膠產品中佔很大比例。詳細討論了 PSW 處理的四種途徑，涵蓋一級（再擠壓）、二級（機械）、三級（化學）和四級（能量回收）方案和技術。 Primary recycling, which involves the re-introduction of clean scrap of single polymer to the extrusion cycle in order to produce products of the similar material, is commonly applied in the processing line itself but rarely applied among recyclers, as recycling materials rarely possess the required品質.由報廢或生產（廢料）廢物組成的各種廢物是二次技術的原料，因此通常將尺寸減小到更理想的形狀和形式，例如顆粒、薄片或粉末，具體取決於來源、形狀和可用性。近年來，三級處理方案對PSW的回收狀況做出了巨大貢獻。先進的熱化學處理方法涵蓋了廣泛的技術，可生產燃料或石化原料。如今，由於原油桶的附加價值及其非常有價值的產品，非催化熱裂解（熱解）正在重新受到關注。但事實仍然是，PSW（即聚烯烴）的先進熱化學回收仍然缺乏針對某些所需產品和/或化學品的適當設計和動力學背景。人們發現，能源回收是解決一般 PSW、尤其是城市固體廢物 (MSW) 問題的可行解決方案。對該路線中應用的窯爐和反應器產生的能量進行了充分的研究，直至運行點，但沒有與石化或轉化工廠整合進行研究。儘管一級和二級回收方案已經完善並廣泛應用，但得出的結論是，許多PSW三級和四級處理方案似乎都很穩健，值得進一步研究。
筆記：
- 再擠壓（初級回收）-將廢料/工業/單一聚合物塑膠重新引入擠壓循環
- 廢料必須是半乾淨的=不受歡迎的w。回收商
- 加工廢料 - 不符合生產商標準的產品
- 英國加工廢棄物 = 250,000 噸 --> 95% 初級回收
- 回收家庭垃圾面臨的挑戰
- 大量來源供應少量 PSW
- 資源流失、營運成本高
檢驗回收和利用再生聚乙烯和聚丙烯的可能性
Cemal Meran、Orkun Ozturk 和 Mehmet Yuksel，回收和利用再生聚乙烯和聚丙烯的可能性的檢驗，技術報告（Kinikli，代尼茲利，土耳其：棉花堡大學機械工程系，nd）。
- 以以下百分比製造：31% 聚乙烯 (PE)、17% 聚氯乙烯 (PVC)、15% 熱固性材料、14% 聚丙烯 (PP) 和 9% 聚苯乙烯 (PS)
- 最適合回收的塑膠是 PE、PP、PVC 和聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PE)
- 回收塑膠不得用於醫藥和食品領域。然而，再生塑膠可用於 90% 的應用，例如製造收縮薄膜、某些管道、三明治結構層壓板和一些工業用途容器
- 實驗結果表明，回收的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯的利用率均為100%
- 聚丙烯－即使是由高度回收的聚丙烯壓製而成的棒材，其拉伸強度也比純材料降低了 15%。
- HDPE 下降 24%
- LDPE 下降 36%
手機廢料中聚合物的特性與回收
安吉拉·C·卡斯珀、安德烈·M·伯納德斯和雨果·M·維特。 “手機廢料中聚合物的特性與回收”
筆記：
- 用戶將特定型號的手機保留 9 至 18 個月，然後更換為更新或更好的設備
- 據估計，目前全球此類廢棄手機的數量已超過5億部，並且還在持續成長
- 在中國和印度等發展中國家，廢物在後院或小作坊中使用非常原始的方法（露天燃燒或用酸洗滌）進行“處理”，以僅回收任何具有經濟利益的金屬。通常，在這些手工過程中，聚合物會損失，大氣污染是不可避免的。
- 合適的工業級機械加工成為合理的替代方案，可以將金屬集中到一組，將聚合物和陶瓷集中到另一組
- 95% 的零件由 PC/ABS 混合物製成
- 回收材料的拉伸強度與原生材料相似，且所呈現的密度（1.08 g cm^3）更接近ABS的密度，顯示共混物中ABS含量較高。回收材料表現出比原始材料更高的硬度值，這可能是由於混合物中存在無機元素。表4
