Industrial Textiles & Plastics Ltd. PURAFLEX

Transkriptio

1 PURAFLEX

2 Johdanto - Puraflex Hiilivetyjä ja haitta-aineita tehokkaasti pidättävä eriste Oy ViaPipe Ab Harri Sara

3 Sisältö Taustaa Geosynteettien materiaalit Kemiallisen kestävyyden testimenetelmät Kemiallinen kestävyys Läpäisevyyden määrittäminen Sovellukset Referenssit

4 Taustaa Perustettu 1989 Valmistaa mm. kalvoja talonrakentamiseen, kemikaalisuojakankaita Tuoteryhmät Sääsuojat Höyrykalvot Kaasuneristekalvot Hiilivetyjä pidättävät kalvot

5 Background Weather Protection & Containment Range includes Acoustic Sheeting for controlling construction noise pollution

6 Background Building Membranes UV Resistant Facade membranes Roof Underlays Breather Membranes Vapour Control Layers

7 Taustaa Kaasuneristekalvot Radon Metaani & CO 2

8 Taustaa Kemikaalisuojakankaat CBRN suojat Suojavaatteet Valmistusteknologiaa sovellettu Puraflexiin

9 Haitta-aineita Aliphatic Hydrocarbons Cyclohexane Diesel Fuel Hexane Jet Fuel Petrol / Gasoline White Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons 1.1-Biphenyl Anthracene (PAH)* Acenaphthene (PAH)* Benzene (BTEX) Benzo(a)anthracene (PAH)* Benzo(a)pyrene (PAH)* Benzo(b)fluoroanthene (PAH)* Benzo(ghi)perylene (PAH)* Benzo(k)fluoroanthene (PAH)* Chrysene (PAH)* Dibenzo(ah)anthracene (PAH)* Ethylbenzene (BTEX) Fluoranthene (PAH)* Fluorene (PAH)* Idendo(1.2.3-cd)pyrene (PAH)* Isopropyl BenzineNaphthalene (PAH)* Pyrene (PAH)* Styrene Toluene (BTEX) Xylene (BTEX) Halogenated Hydrocarbons Tetrachloroethane Tetrachloroethane Trichloroethane 1.2-Dibromoethane 1.2-Dichloroethane Trichlorobenzene Carbon Tetrachloride Chlorobenzene (VOC)** Chlorotoluene Chloroform Dioxins and Furans Hexachlorobuta-1,3-diene Pentachlorobenzene Pentachlorophenol Polychlorinated biphenyls Tetrachlorobenzene Tetrachloroethylene Trichloroethene (VOC)** Vinyl Chloride (VOC)** Metals Arsenic, Beryllium, Cadmium, Chromium, Copper, Lead, Mercury, Nickel, Selenium, Vanadium, Zinc Organics Methyl-tert-butyl-ether Phenol Inorganics Carbon Disulphide Cyanides Pesticides Dieldrin DDT HCH Gases Carbon dioxide Methane Radon * Polycyclic Aromatic Hydrocarbons ** Volatile Organic Compound

10 Geosynteettiset materiaalit PVC polyvinyl chloride Butyl Rubber polyisobutylene / PIB EDPM ethylene propylene diene monomer CSPE chlorosulphonated polyethylene [Hypalon ] CR polychloroprene [Neoprene TM ] PP LDPE HDPE EIA polypropylene Aluminium Laminates low density polyethylene high density polyethylene ethylene interpolymer alloy [ Coolgard, XR-5, UltraTech, Elvaloy ]

11 Geosynteettiset materiaalit Rajallinen tieto kemiallisesta kestävyydestä saatavilla Tiedot kerätty samaan taulukkoon Tieto kvalitaatiivista ja harvaa Vaikea saada tietoa kemikaalin käyttäytymisestä tai läpäisevyydestä

12 Testimenetelmät EN Reservoirs & Dams EN Canals EN Tunnels & Underground Structures EN Liquid Waste EN Solid Waste Määrittävät mekaanisia ominaisuuksia ja Kemiallisen kestävyyden määritys EN & EN mukaan

13 Testimenetelmät EN Chemical Resistance to Leachates and Aggressive Chemicals Method A Hapot Method B Alkalit Method C Hiilivedyt (diesel, parafiini, voiteluöljy) Method D Synthetic leachate EN Resistance to Leaching Method A Kuuma vesi Method B Alkalit Method C Orgaaniset liuottimet (metanoli, isopropanoli & glykoli)

14 Testimenetelmät EN ja EN testijärjestely Upotustesti 50 ºC:seen 56 päivän ajaksi Visuaalinen tarkastelu Vetolujuuden ja venymän määritys Läpäisemiskriteeri on jäännöslujuus >75 % * Testijärjestelyt vastaavat ASTM D5322 EPA 9090 metodilla ja ASTM D5747 kanssa.

15 Key Points Materiaalit & Testit Raaka-aineet Rajallinen monopolymeerien kemiallinen kestävyys Nykyiset testimenetelmät Hyvin rajallinen otanta testattavista kemikaaleista Kvantitatiivista tietoa kemiallisesta kestävyydestä ei saada Upotuskoe määrittää vain sietokykyä, ts. kemikaalin vaikutusta kalvon mekaanisiin ominaisuuksiin. Kalvon toiminta määritettävä läpäisevyyden kautta

16 Hiilivetyjä pidättävä Hiilivetyjä pidättävä Voi tarkoittaa, että se on läpäissyt standardien mukaiset testit Ei välttämättä kuvaa lainkaan materiaalin vastustuskykyä tarkasteltavaa hiilivetyjä vastaan Voi olla tehokas estämään tietyn hiilivedyn (metaani) mutta ei välttämättä jotain toista (bensiini) Yleisimmät: HDPE Alumiinipintaiset kalvot Kuinka tehokkaita nämä kalvot ovat?

17 Alumiinilaminoitu Alumiinilaminoituja kalvoja kutsutaan usein eristekalvoiksi Tyypillisesti alumiini laminoituna LDPE- tai bitumikalvoon Alunperin suunniteltu metaanieristeeksi Mitkä ovat tuotteen rajallisuudet?

18 Alumiinilaminoitu Kontrollinäyte EN Method A Upotuskoe 20% rikkihappoon Ei kestä 0 päivää 2 viikkoa

19 Aluminium Laminate Kontrollinäyte EN Method A Upotuskoe 2,0% rikkihappoon Ei kestä 0 päivää 16 viikkoa

20 Kemiallinen kestävyys Kemialliseen kestävyyteen vaikuttavia tekijöitä Polymeeri Kemikaalit, mille kalvo altistuu pitoisuus Myrkylliset lisäaineet Ulkoiset tekijät Alue, kesto ja altistumisen toistuvuus Lämpötila ph Ilmanvaihto, virtausnopeus, sääolosuhteet, mekaaninen kuormitus

21 Kemiallinen kestävyys Molekyylirakenne Molekyylipaino - ketjun pituus on suoraan verrannollinen polymeerin vahvuuteen Molekyylipainon jakautuminen - moolimassajakauma Kristallisoituminen - kristallisoitumisaste, amorfisuus vaikuttaa polymeerin ominaisuuksiin Polaarisuus - Elektronien jakautuminen

22 Kemiallinen kestävyys Polymeeri HDPE PP LDPE PVC Kristallisoitumisaste % Vetolujuus Hyvä Hyvä Kohtalainen Heikko Jännityssäröilyherkkyys Heikko Kohtalainen Hyvä Erinomainenn Kemiallinen kestävyys Hyvä Hyvä Kohtalainen Heikko Polaarisuus Ei-Polaarinen Ei-Polaarinen Ei-Polaarinen Polaarinen

23 Polaarisuus Polaariset & Ei-polaariset kemikaalit Normaalisti atomin elektronit jakautuneet tasaisesti orbitaaleille Mikäli jakautuu toiselle puolelle enemmän, tuloksena syntyy varaus Polaarinen Ei-polaarinen H 2 O CO 2

24 Polaarisuus Yleissääntö Polaarinen + Polaarinen = Liukoinen Ei-polaar. + Ei-polaar. = Liukoinen Polaarinen + Ei-polaar. = Ei liukene esim. vesi (polaarinen) + öljy (ei-polaar.) Miksi tällä on merkitystä? Metanoli (polaarinen) Hiilivedyt (ei-polaarinen) HDPE (ei-polaarinen)

25 Polaarisuus PVC polyvinyylikloridi polaarinen Butyylikumi polyisobutyleeni / PIB ei-polaar. EDPM etyleenipropyleenidieenimonomeeri ei-polaar. CSPE chlorosulphonated polyethylene polaarinen [Hypalon TM ] CR polychloroprene [Neoprene TM ] polaarinen PP polypropyleeni ei-polaar. LDPE low density polyethylene ei-polaar. HDPE high density polyethylene ei-polaar. EIA ethylene interpolymer alloy polaarinen [ Coolgard TM, XR-5 TM, UltraTech TM, Elvaloy TM ]

26 Teknologia Uusi patentoitu teknologia monikerroskalvo 5 kerrosta polaarisia ja ei-polaarisia polymeerejä Kemiallisesti hyvin kestävä ydin Helposti hitsattavissa

27 Teknologia Monikerroksinen komposiittirakenne Tiivis sekä ei-polaarisille että polaarisille haitta-aineille Polar (Methanol) Non-Polar (Hydrocarbons) Non-polar Polar Non-polar

28 Microscopy Poikkileikkaus Valmis sauma Taittelukoe

29 Läpäisevyys Sorptio Partitioning of the chemical to the liner governed by Henry s Law : Cg = Sgf*C 2 Diffuusio Migration on a molecular scale through the barrier expressed by Fick s first Law : f = -D g * (dc g / dz) 3 Desorptio Partitioning between the chemical and the outer surface of the barrier

30 Läpäisevyys Läpäisevyyden määrittämisen testijärjestely Näyte altistetaan erikseen jokaiselle kemikaalille Massaspektrometri

31 Läpäisevyys Läpäisevyyden määritys Breakthrough time Steady State Permeation Rate µg/cm 2 /min

32 Puraflex Permeation Modeller (PPM)

33 Permeation Polychloroprene (CR) 1.5mm CSPE 1.5mm PVC 1.5mm EPDM 1.5mm Butyl 1.5mm HDPE 1.5mm Puraflex 0.45mm 0,00E+00 2,00E+02 4,00E+02 6,00E+02 8,00E+02 1,00E+03 1,20E+03 1,40E+03 Puraflex 0.45mm HDPE 1.5mm Butyl 1.5mm EPDM 1.5mm PVC 1.5mm CSPE 1.5mm Polychloropre ne (CR) 1.5mm Vinyl Chloride 1,67E-01 1,84E+03 6,15E+03 4,92E+03 6,15E+03 6,15E+02 4,92E+03 Methyl Isopropyl Ketone (MIK) 9,43E+00 8,05E+02 2,68E+03 2,15E+03 2,68E+03 2,69E+02 2,15E+03 Hexane 1,56E-06 5,37E+02 1,79E+03 1,43E+03 5,59E+02 1,79E+02 5,01E+02 Fluorene 3,23E-06 1,41E+02 4,69E+02 3,75E+02 4,69E+02 4,69E+01 3,75E+02 Benzene 3,52E-04 5,69E+02 1,90E+03 1,52E+03 1,90E+03 1,90E+02 1,52E+03

34 Vertailua-BTEX Permeation Rate mg/m 2 /yr 500mg/kg 14 C Benzene Toluene Ethylbenzene Xylene ,00E+00 5,00E+02 1,00E+03 1,50E+03 2,00E+03 2,50E+03 Benzene Toluene Ethylbenzene Xylene HDPE 1.50mm 1,91E+03 1,34E+03 1,00E+03 8,14E+02 Puraflex 0.45mm 2,36E-04 7,61E-04 7,93E-05 4,08E-03

35 Asentaminen Asentaminen Voidaan käyttää samaa kalustoa kuin muilla geomembraaneilla (kuumakiilahitsaus) Esim. Leister Twinny S Laadunvarmistus kuin HDPE:llä (painekokeet, mekaaniset testit) Suojarakenteet

36 Asentaminen Asentaminen Hyvin tärkeää, että asentaminen suoritetaan oikein ja käytetään asiantuntevaa asentajaa Pohjan tulee olla tasainen, puhdas ja kuiva Sääolosuhteet huomioitava (tuuli, sade, lämpötila)

37 Puraflex testaus, yhteenveto Läpäisee kemiallisen kestävyyden testit Upotuskokeet ASTM ja EN mukaan EN BS testit rajalliset 3 hiilivedyn cocktailiin ) Puraflex Test Data Upotuskokeet tehty useammalle hiilivedylle kuin standardi vaatii ja Läpäisevyysasteet yli 200 hiilivedylle

38 Sovelluskohteet INDUSTRIAL Chemical waste containment Petrochemical sites Retention ponds Secondary containment liners & basins Sludge desiccation basins Under Tank foundations Pipeline trench liners CIVIL ENGINEERING & CONSTRUCTION Basement linings Brown-field developments & Land reclamation Building foundations (gas barrier) Tanking Tunnel linings Underground structures PROTECTING WATER RESOURCES Groundwater protection Canals, dikes & dams Effluent treatment Fluid barrier Reedbeds Reservoir & potable water lining Water storage & treatment WASTE Landfill capping - (not liner itself 2mm HDPE) Transfer stations Waste disposal & storage sites (liquid & solid) AGRICULTURE Agricultural waste Biogas production tanks Slurry lagoons

39 Internet ja tekniset julkaisut Puraflex Permeation Modeller (PPM) ohjelma Product Information-esite Technical Data Sheet Sample Specification Safety data sheet COSHH, MSDS puraflex.com Software Downloads Technical Updates Project News Latest Chemical Test Data

40 Puraflex Permeation Modeller Permeation Modeller ohjelma Suunniteltu erityisesti ympäristökonsulttien ja geosuunnittelijoiden käyttöön Kirjataan maaperäanalyysin konsentraatiot Kirjataan muuttujat Tuloksena läpäisevyysasteet Riskinarvioinnin mallinnus (e.g.clea)

41 Viittaukset ASTM D5322. Laboratory Immersion Procedures for evaluating the Chemical Resistance of Geosynthetics to liquids. ASTM D5747. Tests to Evaluate Chemical Resistance of Geomembranes to Liquids. CLAIRE Report. The soil generic assessment criteria for human health risk assessment. Bromwich.D.W The design of permeation cells for testing chemical protective clothing (1999). Phd Thesis Griffith University. EN Geosynthetics Screening test method for determining chemical resistance for landfill applications (2004). EN Geosynthetics barriers Test methods for determining the resistance to leaching (2004). Lampman.S.W. Characterization and failure analysis of plastics (2003). ASM International. Method 9090A. Compatibility test for Wastes and Membrane Liners. Sangam.H.P. & Rowe.R.K. Migration of dilute aqueous organic pollutants through a HDPE geomembrane (2001). Geotextiles and Geomembranes, 19 pp Scheirs.J. A guide to polymeric geomembranes: A practical approach (2009). Wiley.

42 Kiitos!