Investigation of Mechanical Properties of Recycled Polyamides

Abstract

In this study, products were manufactured using a plastic injection machine with raw material consisting of pure polyamide 6.6 reinforced with 30% glass fiber. The products underwent mechanical recycling process once. The granulated raw material obtained from mechanical recycling was homogeneously mixed with pure raw material in different weight ratios to prepare materials for sample production. A plastic injection mold was designed according to the ISO 527-2 standard for sample production. During production, injection pressure and speed, holding pressure, and temperature parameters were kept constant for all samples. The change in mechanical properties of the samples produced according to ISO 527-2 was examined as the recycling ratio increased. At the same time, the changes in the microstructures of the samples with increasing recycling ratio were observed. By examining the changes in mechanical properties and microstructures, the reusability of the recycled raw material in production was evaluated.

Keywords

• Polyamide 6.6
• Mechanical Properties
• Microstructure
• ISO 527-2

Geri Dönüştürülmüş Poliamidlerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada plastik enjeksiyon makinası ile saf poliamid 6.6 %30 oranında cam elyaf ile güçlendirilmiş hammadde kullanılarak ürünler üretildi. Ürünler bir kez mekanik geri dönüşüme tabi edilerek geri dönüştürüldü. Mekanik geri dönüşüm sonucu elde edilen granül hammadde ağırlıkça farklı oranlarda saf hammadde ile homojen karıştırılarak numune üretimi için hammaddeler hazırlandı. ISO 527-2 standartına göre numune üretimi için plastik enjeksiyon kalıbı tasarlandı. Üretim esnasında tüm numuneler için enjeksiyon basıncı ve hızı, ütüleme basıncı ve sıcaklık parametreleri sabit tutuldu. ISO 527-2 standartına göre üretilen numunelerin geri dönüşüm oranının artmasıyla mekanik özelliklerindeki değişimi incelendi. Aynı zamanda geri dönüşüm oranın artması ile numunelere ait mikroyapıların değişimi izlendi. Mekanik özellikler ve mikroyapılardaki değişimler incelenerek geri dönüştürülmüş hammaddenin tekrar üretime dahil edilebilirliği yorumlandı.

Keywords

• Poliamid 6.6
• Mekanik Özellikler
• Mikroyapı
• ISO 527-2

References

1. Gültürk C, Berber H. Effects of mechanical recycling on the properties of glass fiber-reinforced polyamide 66 composites in automotive components. e-Polymers 2023;23(1). doi:10.1515/epoly-2023-0129.
2. Prabhakaran RD, Pillai S, Charca S, Oshkovr SA, Knudsen H, Andersen TL, et al. Mechanical characterization and fractography of glass fiber/polyamide (PA6) composites. Polym Compos 2014;36(5):834-853. doi:10.1002/pc.23003.
3. Plastics Europe. Plastics – the fast facts 2024. 2024. Erişim adresi: https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-fast-facts-2024/ [Erişim tarihi 19 Şubat 2025].
4. Plastics Europe. Quarterly report - Q1 2024. 2024. Erişim adresi: https://plasticseurope.org/knowledge-hub/quarterly-report-q1-2024/ [Erişim tarihi 20 Şubat 2025].
5. PAGEV. Türkiye plastik sektör izleme raporu. 2025. Erişim adresi: https://pagev.org/turkiye-plastik-sektor-izleme-raporu-2024 [Erişim tarihi 19 Şubat 2025].
6. Ciner MN, Elmaslar Özbaş E, Özcan HK, Öngen A, Güneysu S, Aydın S. Plastik atık ve plastik ayak izi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi 2023;6(2):86-92.
7. Kumar R, Verma A, Shome A, Sinha R, Sinha S, Jha PK, et al. Impacts of plastic pollution on ecosystem services, sustainable development goals, and need to focus on circular economy and policy interventions. Sustainability 2021;13(17):9963. doi:10.3390/su13179963.
8. Plastics Europe. Plastics – the fast facts 2023. 2023. Erişim adresi: https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-fast-facts-2023/ [Erişim tarihi 20 Şubat 2025].

9. Gülel Ş, Güvenilir Y. Preparation and characterization of novel bio-based polyamide 5.6 composites as sustainable alternatives to petroleum-derived polyamide 6.6. Polym Compos 2024;45(12):11033-11043. doi:10.1002/pc.28529.
10. ISO 527-2. Plastikler-Çekme özelliklerinin tayini-Bölüm 2: Kalıplama ve ekstrüzyon plastikleri için deney şartları. 2012. Erişim adresi: https://intweb.tse.org.tr/standard/standard/Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073089056118099120077090116109068122 [Erişim tarihi 20 Şubat 2025].
11. Tsuchimoto I, Kajikawa Y. Recycling of plastic waste: A systematic review using bibliometric analysis. Sustainability 2022;14(24):16340. doi:10.3390/su142416340.
12. Epsan. Eplamid 66 GFS 30 HS BK Q2D002. 2022. Erişim adresi: https://www.epsan.com/en/products/eplamid-66-gfs-30-hs-bk-q2d002 [Erişim tarihi 26 Şubat 2025].
13. MEGEP. Plastik teknolojisi-Enjeksiyon makine ayarları. Ankara: Milli Eğitim Bakanlığı; 2013.
14. Kamber ÖŞ. Plastik enjeksiyon kalıplarında basınç ve sıcaklık parametrelerinin ürün kalitesine etkileri ve taguchi yöntemi ile optimizasyonu [Doktora Tezi]. İstanbul: Marmara Üniversitesi; 2008.
15. Thomason J. The influence of fibre length, diameter and concentration on the impact performance of long glass-fibre reinforced polyamide 6,6. Compos Part A Appl Sci Manuf 2008;40(2):114-124. doi:10.1016/j.compositesa.2008.10.013.
16. Pegoretti A. Recycling concepts for short-fiber-reinforced and particle-filled thermoplastic composites: A review. Adv Ind Eng Polym Res 2021;4(2):93-104. doi:10.1016/j.aiepr.2021.03.004.
17. Bernasconi A, Rossin D, Armanni C. Analysis of the effect of mechanical recycling upon tensile strength of a short glass fibre reinforced polyamide 6,6. Eng Fract Mech 2006;74(4):627-641. doi:10.1016/j.engfracmech.2006.10.002.
18. Colucci G, Ostrovskaya O, Frache A, Martorana B, Badini C. The effect of mechanical recycling on the microstructure and properties of PA66 composites reinforced with carbon fibers. J Appl Polym Sci 2015;132(29). doi:10.1002/app.42275.
19. Denault J, Vu-Khanh T, Foster B. Tensile properties of injection molded long fiber thermoplastic composites. Polym Compos 1989;10(5):313-321. doi:10.1002/pc.750100507.
20. Eriksson P, Albertsson A, Boydell P, Prautzsch G, Månson JE. Prediction of mechanical properties of recycled fiberglass reinforced polyamide 66. Polym Compos 1996;17(6):830-839. doi:10.1002/pc.10676.