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真的能省油!回收塑料造洗碗机底座,一年有望少用2500吨原油
来源:Fraunhofer Institute    作者:章健玲    日期:2022.01.05

德国弗劳恩霍夫研究所的研究人员近期与博世公司合作,发现回收塑料与塑料新料拥有相似的性能,可用于制作洗碗机底座的零部件。


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洗碗机底座。


回收塑料造洗碗机底座有望节省2500吨原油

 

洗碗机的底座部件重约2公斤,它支撑着洗碗机的侧壁并容纳泵、状态传感器、盐槽等。如果底座可以采用回收材料生产,这将有助于推进家用电器的可持续发展。按照每年300万台洗碗机的生产数据统计,如果底座都采用回收材料制成,每年将节省大约2500吨原油,这相当于一艘100米长驳船运输的石油量。

 

回收塑料在环境保护方面发挥着关键作用。虽然目前已经有部分包装采用回收塑料制成,但技术专家和企业其实不太愿意将其用于高端产品上。归根到底,主要是因为这些从废塑料回收加工而来的回收塑料在强度、气味和外观方面发生了变化,与塑料新料存在一定差异。“说白了,其实还是人们对回收塑料缺乏信任。”弗劳恩霍夫研究所科学家Dominik Spancken说道。

 

但如果回收塑料得到有效处理,其性能可调整至与塑料新料相匹配。弗劳恩霍夫研究所与博世公司(Bosch GmbH)及博西华公司(Bosch-Siemens-Hausgeräte GmbH)合作,希望能改变再生塑料的现状,证明回收塑料是值得信赖的。

 

博世公司先对汽车蓄电池外壳的回收材料进行优化处理,如使用添加剂来增加材料强度并改善外观。

 

能否承受10万次的压力负载?

 

回收材料经过优化之后,研究人员制作了一块测试样本进行机械应力的负载能力检测——采用自动化程序,对其进行10万 次的压力施加测试。这个数字是根据大型白色家电的典型应用和负载范围测算出来,它设定了材料必须承受多少压力且不被损坏的极限。

 

此外,10万次的循环施加压力主要考虑到洗碗机外壳底部指形梢在打开和关闭洗碗机门时,都会受到机械应力。它也代表了洗碗机外壳底部承受最大的压力负载区域。如果设定洗碗机门每天打开15次,使用18年,那么洗碗机在整个使用周期中,将有10万次开门。采用回收塑料制成的指形梢能否承受这些压力是研究的重点。

 

“虽然回收塑料的强度比塑料新料减弱了15%,但它依然有与塑料新料相似的刚度特性。更重要的是,两种塑料在变形方面的表现完全相同。” 弗劳恩霍夫研究人员 Spancken说。

 

回收塑料造的组件坚固吗?

 

为了证实这一结果,除了纯材料测试外,研究人员还对组件本身进行测试。“我们根据材料测试计算了材料特性。使用这些特征值,我们开发了一种评估方法来检查指形梢是否耐用,”科学家解释说。


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再生塑料粒子。


换句话说:研究小组在测试台上夹住由塑料新料制成的底座销钉,并施加负载以模拟使用洗碗机产生的载荷,特别是当机门打开和关闭时。

 

鉴于地暖和洗碗机的热辐射可以将销加热到 50 ℃,研究团队也将其检测温度调整到50 ℃。 在这个环境温度下,研究人员测算出需要多大的力才能折断销钉以及它多久能承受一次打开过程。

 

研究人员利用实验数据创建了一种经过验证的计算和设计方法,然后将该方法应用于回收塑料的测试,以此推断出采用回收塑料制成的销钉在承受压力下的行为表现。

 

实验结果表明,采用回收塑料制成的销钉弹性值与由塑料新料制成的销钉仅略有不同。弗劳恩霍夫研究所表示,该可行性研究表明回收材料可用于洗碗机的底座,这将有助于提高家电零部件中回收塑料的应用。

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