Ronkay Ferenc és projektcsapata

Magyarországon évente körülbelül százezer tonna PET-alapanyagot (PET: polietilén-tereftalát) használnak fel palackgyártásra. Ezek a palackok nagyon gyorsan hulladékká válnak: már a gyártás évében jóformán a teljes mennyiség a kukákban végzi. Korábban külföldre, elsősorban a Távol-Keletre exportálták a hulladékot, ahol a textiliparban használták fel poliészter gyártására. Ma már egyre több PET-hulladékot dolgoznak fel itthon is. Általában élelmiszeripari csomagolóanyagokat gyártanak belőle, de ez csak a „víztiszta” és a kék flakonokból lehetséges. Pedig a színes flakonok tulajdonságai ugyanolyan jók, mint az átlátszókéi, ezért a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszékének munkatársai azzal az ötlettel álltak elő, hogy a vegyes hulladékot feketére színezik, és akkor műszaki termékeket is gyárthatnak belőle. Előbb persze érdemes módosítani egyik-másik tulajdonságát, például növelni a mechanikai szilárdságot vagy gátolni az éghetőséget. Az NKFI Alapból támogatott kutatás fő célkitűzése tehát olyan összetett anyagok fejlesztése PET-alapanyagból, melyek értéke a javított tulajdonságaik (mint pl. növelt mechanikai tulajdonságok, égésgátoltság) miatt magasabb, alkalmazási területük ezáltal szélesebb, előállításuk pedig gazdaságosabb.

A projekt elsődleges célja az volt, hogy az elektronikai vagy az autóiparban keressenek új felhasználási lehetőségeket. Ronkay Ferenc, a projekt vezetője elmondta: „A PET a többi műanyaghoz képest eleve nem ég könnyen, ez jó kiindulási alap volt. Azt tartottuk szem előtt, hogy minél kevesebb égésgátló adalékkal minél jobb minőségű termékhez jussunk el. Ha nagyon sok égésgátló van egy anyagban, romlanak a mechanikai tulajdonságai – egyszerre nem lehet mindent javítani. Mi különböző szinergikus nanoadalékokkal javítottuk az égésgátlókat, így 6-8 százalékra sikerült leszorítani az adalékolási arányt. Ez már az ipart is érdekli.”

„Az ipari megvalósulás annyira a szívügyem, hogy úgy döntöttem: a projekttel együtt magam is ipari területen folytatom a munkát, és ma már az egyik legnagyobb műanyagfeldolgozó cégnél, a Jász-Plasztik Kft.-nél dolgozom – mondta Ronkay Ferenc. – Ez a vállalat épített egy fejlesztőlaboratóriumot, ott próbálom megvalósítani a projekt eredményeit. Ahhoz, hogy a fejlesztések elérjék a céljukat, elengedhetetlen az ipari tapasztalat.”

A kidobott PET-palackok feldolgozási folyamatában a flakonokat összegyűjtik, bálákba kötik. A gyárban a bálákat szétszedik, majd a palackokat ledarálják. A felaprított anyagot megmossák, de szét is kell választani a nem PET-alapú hulladéktól, például a kupaktól. A projekt munkatársai erre egy szeparáló berendezést fejlesztettek ki, amelynek a lelke egy centrifuga. Az anyagok szétválasztására régóta használnak centrifugát, de arra még nem volt példa, hogy műanyagömledéket is szétválasszanak vele. Erre készült egy prototípus: a műanyagmasszát felfűtik, megolvasztják, aztán megpörgetik a centrifugában. Az eltérő sűrűségű műanyagok külön rétegekbe gyűlnek. Így tudják hatékonyan szétválasztani a hulladékot.

Az ömledékcentrifuga prototípusa és egy négyalkotós műanyagkeverék szétválasztás után

A Jász-Plasztik Kft. a megmosott PET-ből például átlátszó tojástartót gyárt, de fölmerült, hogy habosított tartót is előállítana (ez ma még polisztirolból készül). Laboratóriumi körülmények között már sikerült lemezt habosítaniuk, az ipari bevezetésén még dolgoznak. Korábban kísérleteztek gázokat fejlesztő adalékokkal és szuperkritikus szén-dioxiddal is. A szén-dioxid megfelelően nagy nyomáson és hőmérsékleten folyadékszerű állapotba kerül, ezt kell eloszlatni a műanyagömledékben. Amikor az ömledék kilép a feldolgozó berendezésbe, a szén-dioxid ismét gáz halmazállapotú lesz, mert csökken a nyomás, és a gáz buborékcellákba záródik az anyag belsejében.

Különböző habosítószerekkel fröccsöntött reciklált PET-termékek CT-felvétele

Reciklált PET-ből készített, égésgátolt elektronikai burkolat és a jellemző hőkibocsátási görbék

„Az égésgátolt, újrahasznosított PET bevezetésével jól haladunk. – folytatta Ronkay Ferenc. – A nagyobb elektronikai alkatrészekre, például a tv-hátlapokra komoly éghetőségi előírások vonatkoznak. A termékek gyakran polikarbonátokból (PC) és ennek további keverékeiből készülnek, de ezekbe 2-3-szor több égésgátló adalékot tesznek, mint mi a PET-be, ami jelentősen megemeli az előállítási költségeket. A PET tehát kiváló alapanyag lenne ennek a kiváltására, főleg a hulladékból visszanyert PET: szép, fényes feketére lehet színezni, a mechanikai tulajdonságai nagyon jók, tartós, és sikerült olyan receptúrát kidolgoznunk, hogy az éghetőségi paraméterekben is felveszi a versenyt a többi ilyen célú műanyaggal. A vegyes színű PET-hulladék olcsó, mert kevesen dolgozzák fel, és mivel az égésgátló adalék mennyiségét is csökkentettük, valóban piacképes termékhez jutottunk.”