Development of Bitumen Modified by Polymer Nanocomposite from Polymer Waste and Virgin Blend–phase I

تم تقديم هذا الاقتراح البحثي لتطوير وصياغة مركب نانوي باستخدام نفايات بوليمرية محلية مع بوليمرات أخرى مناسبة للخلط والتحسين مع البيتومين المنتج محليًا. وذلك للتغلب و تقليل فشل الرصيف البيتوميني بسبب حركة المرور الكثيفة والظروف الجوية، وقد تم بذل جهود كبيرة مؤخرًا لتحسين خصائص مادة البيتومين،كما يعد إضافة مواد البوليمر أحد أكثر الأساليب ملاءمة لهذا الغرض. في الوقت الحاضر ، نظرًا للقواعد واللوائح البيئية العالمية الأخيرة التي فرضتها العديد من البلدان لإدارة النفايات وخاصة للحد من النفايات البلاستيكية ، والتي تشكل تلوثًا بيئيًا خطيرًا، فقد زادت من الحاجة لاستخدام نفايات البوليمر و إعادة تدويرها كمواد مفضلة لمزيج البيتومين. ومن ثم، فإن استخدام نفايات البوليمرات المعاد تدويرها كمعدل و محسن للبيتومين لتطبيقات الطرق والأرصفة يوفر فوائد بيئية وتقنية واقتصادية مختلفة ويمكن استخدامها لتحسين أداء البيتومين. في هذا البحث، سيتم مزج مزيج من نفايات البوليمر المختارة (المعروفة أو غير المعروفة) والبوليمر البكر الذي يتم إنتاجه محليًا وتعديله عن طريق مزجه مع أنواع مختلفة من الإضافات, و المواد الرابطة, و المونتموريلونيت النانوي، ثم يتم تصنيع المركب باستخدام عملية البثق. سيتم توصيف المركبات النانوية الناتجة من حيث الخصائص الميكانيكية والحرارية والريولوجية والمورفولوجية. أخيرًا, سيتم إضافة المركبات النانوية من نفايات البوليمر المطورة بجرعات مختلفة وخلطها مع البيتومين المحلي المصدر الذي تنتجه شركة البترول الوطنية الكويتية. سيتم صياغة عدد من خلائط البيتومين المعدلة مع المركبات النانو بوليمرية وتوصيفها من حيث الاستقرار الحراري ، والانسيابية ، والتوافق ؛ في نهاية المطاف ، سيتم اختيار البيتومين المعدل مع نفايات البوليمرات و النانو و تقديم تقرير عنها. وبالتالي ، فإن الناتج الرئيسي من هذا التحقيق هو تركيبة مركّبة نانوية لنفايات البوليمر جديدة وقابلة للتطبيق تجاريًا ومنتجة محليًا وعالية الأداء ، ومصممة خصيصًا لمزج متوافق مع البيتومين المنتج محليًا لاستخدامه كرابط بيتوميني لتطبيقات الطرق والأرصفة. مدة المشروع 24 شهر بميزانية اجمالية 172,635دينار

The major aim of this research proposal will be to develop and formulate a commercially viable polymer waste/virgin blend nanocomposite, utilizing locally produced polymer waste and virgin polymers that is suitable for blending and modifying with locally produced bitumen. To overcome and minimize failure of bituminous pavement due to heavy traffic and related weather conditions, a great effort has been made lately to improve the material properties of bitumen, and polymer modification is considered to be one of the most suitable and popular approaches for that purpose. Nowadays, due to the recent global environmental rules and regulations imposed by many countries to manage the waste, particularly plastic waste, which poses serious environmental pollution, the momentum for using recycled polymer waste as a material of choice for bitumen blends has increased. Hence, using recycled polymer waste as a bitumen modifier for road and pavement applications provides various environmental, technical, and economic benefits and it could potentially enhance the bitumen performance. In this investigation, a blend of selected polymer waste and related virgin polymers that are locally produced will be blended and further modified via the addition of different types of additives, compatibilizer, and montmorillonite (MMT) nanoclay filler, which will then be compounded together using the extrusion process. The produced polymer waste/virgin nanocomposite formulations will be characterized in terms of mechanical, thermal, rheological, and morphological properties. Finally, the developed polymer waste/virgin nanocomposite formulations at various dosages will be blended with locally sourced bitumen produced by Kuwait National Petroleum Company. A number of promising polymer waste/virgin nanocomposite modified bitumen blends will be formulat