Teisese tooraine kasutamine polümeeride töötlemisel. Rubriik “Teisesed polümeerid”. Polüstüreenplastijäätmete kõrvaldamine

Osana CREON Groupist

Euroopa riikides nii arenenud polümeeride ringlussevõtt on Venemaal alles lapsekingades: ei ole kehtestatud jäätmete liigiti kogumist, puudub regulatiivne raamistik, puudub infrastruktuur ja enamikul elanikkonnast puudub teadvus. Turuosalised vaatavad aga tulevikku optimistlikult, pannes oma lootused ökoloogia-aastale, mis kuulutati riigis välja 2017. aastal presidendi dekreediga.

17. veebruaril toimus Moskvas INVENTRA poolt korraldatud kolmas rahvusvaheline konverents "Polymer Recycling 2017". Ürituse partneriteks olid Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema ja Moretto; toetust pakkusid Nordson, DAK Americas ja PETplanet. Konverentsi infosponsor on ajakiri Polymer Materials.

"Praegu pole olukord inspireeriv, kuid selle paranemine on aja küsimus," ütles CREON Groupi tegevdirektor Sergei Stolyarov tervituskõnes. – Esmase tooraine kõrgete hindadega kasvab nõudlus taaskasutatud polümeeride ja nendest valmistatud toodete järele. Samal ajal nihutab kodumaise tooraine tekkimine PET esmatarbimise struktuuri kiudude ja kilede suunas. Seoses sellega muutub eriti paljulubavaks sekundaarsete polümeeride kasutamine.

2016. aasta lõpus oli ülemaailmne taaskasutamiseks mõeldud PET-i kogumine 11,2 miljonit tonni, ütles PCI Wood Mackenzie konsultant Helen McGee. Põhiosa langes Aasia riikidele - 55%, Lääne-Euroopas koguti 17% maailma mahust, USA-s - 13%. Eksperdi prognoosi kohaselt ületab 2020. aastaks PET-i kogumine taaskasutusse 14 miljoni tonni piiri ning protsentuaalselt ulatub kogumise tase 56%-ni (praegu 53%). Peamist kasvu oodatakse Aasia riikide, eelkõige Hiina arvelt.

Hetkel on kõrgeim kogumise tase Hiinas, see on 80%, ja teised Aasia riigid on jõudnud ligikaudu samale tasemele. Proua McGee sõnul moodustasid 2016. aastal kogutud PET-st (ja see, mäletame, 11,2 miljonit tonni) tootmiskaod vastavalt 2,1 miljonit tonni, helbeid saadi 9,1 miljonit tonni, edasise töötlemise põhisuunaks on kiud. ja niidid (66%).

Aastaks 2025 läheb Euroopas taaskasutusse 60% olmejäätmetest, 2030. aastal kasvab see näitaja 65%-ni. Sellised muudatused on kavas jäätmete raamdirektiivis, ütles Nordic Plasti juhatuse esimees Kaspars Fogelmanis. Nüüd on taaskasutuse tase palju madalam - näiteks Lätis on see vaid 21%, Euroopas keskmiselt - 44%. Samas kasvavad Baltikumis toodetavate plastpakendite mahud iga aastaga, levinumad taaskasutatavad polümeerid on LDPE, HDPE ja PP kile.

Venemaal tarbiti 2016. aastal ümbertöödeldud PET-i (rePET) umbes 177 tuhat tonni, millest 90% langes kodumaisele kogumisele. EcoTechnologies Groupi direktorite nõukogu esimehe Konstantin Rzajevi sõnul langes peaaegu 100% impordist polüesterkiu tootmiseks mõeldud PET-helvestele. Suurimad tarnijariigid on Ukraina (üle 60%), samuti Kasahstan, Valgevene, Aserbaidžaan, Leedu ja Tadžikistan.

Konstantin Rzajev märkis, et eelmisel aastal ületas kogumismäär esimest korda 25% piiri ja see võimaldab rääkida täisväärtusliku tööstuse tekkimisest Venemaal, mis pakub juba praegu investeeringute jaoks huvi. Tänasel päeval on peamiseks tarbijaks (62% kogumahust) ja hinna mõjutajaks endiselt taaskasutatud PET-kiu segment. Kuid muudatused seadusandluses ja suundumus kasutada ringlussevõetud materjale eelisjärjekorras rahvusvaheliste tarbekaupade ettevõtete säästva arengu strateegiate raames loovad soodsa pinnase rePET-i tarbimise teise võtmesegmendi – pudelist pudelisse – arendamiseks.

Viimase aasta jooksul ei ilmunud ühtegi uut rePET-i tarbivat suurtoodangut, kuid selle kasutamine lehtede segmendis kasvab järk-järgult. Kuid juba 2017. aastal loodetakse avada uued taaskasutatud PET-kiu tootmishooned ja laiendada olemasolevaid, mis on koos rubla kursiga peamine rePET-i turu tasakaalu ja hindu mõjutav tegur.

Siiski on palju muidki valdkondi - veel väljaehitamata, kuid üsna perspektiivikaid, kus taaskasutatud PET on samuti nõutud. ARPETi aupresidendi Viktor Kernitski sõnul on need niidid mööbliriidele, autopolstritele ja erinevat tüüpi geosünteetilistele materjalidele, vahustatud materjalid soojus- ja heliisolatsiooniks, sorptsioonimaterjalid reoveepuhastuseks, aga ka bituumeni tugevdavad kiud teedeehituseks. Eksperdi sõnul on uusi töötlemistehnoloogiaid ja rakendusi palju ning riigi poliitika eesmärk ei peaks olema PET-i kasutamise piiramine, vaid selle jäätmete kogumine ja ratsionaalne kasutamine.

Teemat jätkas RusPEC assotsiatsiooni tegevdirektor Ljubov Melanevskaja, kes rääkis laiendatud tootjavastutuse (EPR) kasutuselevõtu esimestest tulemustest Venemaal. See jõustus 2016. aastal, selle eesmärk on luua pidev, maksejõuline ja kasvav nõudlus toote- ja pakendijäätmete taaskasutamise järele. Aasta pärast on juba võimalik teha mõningaid järeldusi, millest peamine on see, et on mitmeid probleeme, mille tõttu RPR-i rakendamise mehhanism sageli lihtsalt ei tööta. Nagu pr Melanevskaja konverentsil ütles, on vajadus kehtivat regulatsiooni muuta ja täiendada. Eelkõige tekkis tootjatel kaupade, sh pakendite deklareerimisel lahknevus kauba pakendikoodide ja vastuvõetud normatiivaktides sätestatud koodide vahel, mille tulemusena ei saanud paljud tootjad ja importijad deklaratsioone esitada, kuna. ei leidnud end määrusest. Lahenduseks oli koodide tagasilükkamine ja ettepanek minna üle pakendite materjalipõhisele identifitseerimisele.

Tulevikus on RusPECi hinnangul vaja võtta kasutusele ühtne terminoloogia RPR kõikide elementide jaoks ning määrata jäätmekäitlejatega lepingute sõlmimiseks üheselt mõistetavad, arusaadavad ja läbipaistvad tingimused. Kokkuvõttes toetab liit EPR seadust kui valdkonna jaoks vajalikku ja positiivset.

PET-i taaskasutamise juurutamisel ja populariseerimisel riigis on suur tähtsus kaasaegsete tehnoloogiate (reeglina pakuvad need välisfirmad) kättesaadavus. Näiteks pakub Polymetrix nüüdisaegseid integreeritud PET-i taaskasutuslahendusi, sealhulgas oma SSP-tehnoloogiat, PET-pudelite taaskasutamiseks toiduainetesse villitud polüetüleentereftalaadiks. Nüüd on maailmas selliseid liine 21, ütles piirkondlik müügijuht Danil Poljakov. Tehnoloogia on suunatud esmaklassilisele turule ja hõlmab pudelite töötlemist toidukonteinerite graanuliteks. Esimene samm on pesu, mille käigus eemaldatakse täielikult paberikiud ja pinnasaaste, samuti sildid ja liim. Järgmisena purustatakse pudelid helvesteks, mis sorteeritakse morfoloogia ja värvi järgi. Seejärel toimub graanulite tootmine ja seejärel - lõplik täielik puhastamine ja polümeeri omaduste taastamine SSP etapis.

Viscotec pakub oma klientidele tehnoloogiat PET-pudelite lehtedeks muutmiseks, ütles ettevõtte pressiesindaja Gerhard Osberger. Näiteks tahkefaasilised polükondensatsioonireaktorid viskoossari ja deCON on mõeldud PET-graanulite ja -helveste puhastamiseks ja viskoossuse suurendamiseks. Neid kasutatakse pärast granulaatorit, enne tootmisekstrusiooniseadmeid või eraldiseisva seadmena. ViscoSHEET sari on võimeline tootma teipi, mis on valmistatud 100% taaskasutatud PET-st ja täielikult toidukvaliteediga.

Erema esindaja Christoph Wjoss rääkis toidukõlbulike plastpudelite reatootmisest PET-helvestest. VACUREMA® inline süsteem võimaldab teil töödelda helbeid otse viimistletud termovormimisleheks, pudeli eelvormiks, viimistletud pakkelindiks või monofilamendiks.

Konverentsi tulemusi kokku võttes tõid sellel osalejad välja peamised tegurid, mis takistavad polümeeride ringlussevõtu arengut Venemaal. Peamine, mida nad nimetasid regulatiivdokumentide puudumiseks:

"Siiski on veel üks tegur, mida me ei saa ignoreerida, ja see on avalikkuse teadvus," ütleb konverentsi direktor Rafael Grigoryan. “Kahjuks on meie tänane mentaliteet selline, et jäätmete liigiti kogumist tajutakse pigem hellitamisena kui normina. Ja ükskõik, milliseid edusamme me ka teistes valdkondades näeme, on vaja eelkõige muuta kaaskodanike mõtlemist. Ilma selleta on isegi kõige kaasaegsem infrastruktuur kasutu.

Sissejuhatus

Homogeensete polümeeride ringlussevõtt on suhteliselt lihtne ülesanne, kui nende struktuur on säilinud ja ei tootmise ega esmakasutuse käigus ei toimunud olulist lagunemist (vt näiteks ). Loomulikult põhjustab lagunemisprotsess, mille tagajärjeks võivad olla struktuursed ja morfoloogilised muutused, mis on põhjustatud molekulmassi vähenemisest, okste, muude keemiliste rühmade jms moodustumisest, kõigi füüsikaliste omaduste olulise halvenemiseni. Kui taaskasutatud materjale, mis on säilitanud oma omadused, saab kasutada samades rakendustes kui esmaseid polümeere, saab vähendatud omadustega ringlussevõetud materjale kasutada ainult konkreetsetes rakendustes. Seetõttu on homogeensete polümeeride mehaanilisel ringlussevõtul väljakutseks vältida edasist lagunemist protsessi käigus, st vältida lõppmaterjali omaduste halvenemist. Seda on võimalik saavutada töötlemisseadmete õige valiku, töötlemistingimuste (vt ptk 4 ja 8) ning stabilisaatorite kasutuselevõtuga (vt ptk 3 ja 7).

Selles peatükis käsitleme homogeensete polümeeride omaduste seost nende töötlemistingimustega (selles järjekorras, milles polümeeride omadused muutuvad töötlemisetappide arvu suurenemisega), samuti kasutatavate masinate tüübiga. ; lisaks uurime omaduste sõltuvust algstruktuurist.

Polüolefiinide ja PVC taaskasutus

Sissejuhatus

Polüolefiinide mehaaniline ringlussevõtt on ringlussevõtutööstuses väga oluline valdkond. Loomulikult moodustavad toorpolüolefiinid suurema osa sellest ja sellest tulenevalt toodetakse palju polüolefiintooteid ning nende kogumise suhteline lihtsus viib lihtsa ja ökonoomse ringlussevõtuni. Nagu teistegi polümeeride puhul, sõltuvad polüolefiinide lõplikud omadused ja majanduslik väärtus esmakasutuse käigus lagunemise astmest ja ringlussevõtu tingimustest. Lisaks on polüolefiinide keemiline struktuur väga oluline taaskasutatud polümeeri omaduste kujundamisel.

Polüetüleenid

Kaubanduslike polüetüleenide (PE) erinevad struktuuritüübid mõjutavad oluliselt nende materjalide ringlussevõttu. Muidugi mõjutab hargnemine (lühikeste või pikkade ahelatega) lagunemise kineetikat ja seejärel mitmel töötlemisetapil läbinud taaskasutatud materjali lõplikke omadusi. See käitumine on eriti oluline nende plastide puhul, mis ei allu töötlemisel mitte ainult termomehaanilisele lagunemisele, vaid ka muudele hävitavatele mõjudele edasise kasutamise käigus. Fotooksüdatsioon ja muud tüüpi lagunemine põhjustavad erinevaid struktuurseid ja morfoloogilisi muutusi sõltuvalt PE struktuurist.

PE ringlussevõttu käsitletakse mitmes monograafias ja paljudes artiklites.

Omaduste/töötlemise suhet arutatakse nii kaubandusliku PE eri tüüpide kui ka kasutatava materjali erinevat tüüpi lagunemise osas.

Kõrge tihedusega polüetüleen

Taaskasutatud suure tihedusega polüetüleeni (HDPE) peamine allikas on vedelikumahutid ja pakkekile; lisaks kasvab autokütusest taaskasutuskonteinerite maht. Kõigil juhtudel jääb nende kasutatud HDPE-toodete molekulmass väga kõrgeks, kuna seda tüüpi materjalide lagunemine on lühiajalise kasutamise korral väga väike. Viimane asjaolu viitab sellele, et taaskasutatud materjali omadused on lähedased algse polümeeri omadustele. Tabelis. Tabelis 5.1 võrreldakse ringlussevõetud pudelitest ja esmasest polümeerist valmistatud HDPE proove. Selgelt on näha, et enamik kinnistuid on väga lähedal. Nagu eespool märgitud, tuleneb see pudelite lühiajalisest kasutamisest ja olulise lagunemise puudumisest, kuigi ringlussevõtu käigus võis siiski toimuda struktuurne muutus; seda näitab molekulmassi jaotuse laienemine. Lisaks erinevad oluliselt elastsusmoodul ja purunemispikenemine ning taaskasutatud materjalil on veidi suurem tõmbetugevus.

Need erinevused võivad olla tingitud väikestest muutustest struktuuris ja morfoloogias. Eelkõige võib PE-sulandi töötlemisel tekkida nii ahela katkemine (molekulmassi vähenemisega) kui ka hargnemine (molekulmassi suurenemine), mille vastu on molekulmassi mõõtmise põhjal raske ristsidumise reaktsioone määrata ja võib muuta sekundaarse materjali lõplikke omadusi.

Ringlussevõetud polümeerid läbivad vähemalt kaks või kolm ringlussevõtutsüklit ja igas neist põhjustab sulamine materjali täiendavat lagunemist. Lisaks toob ringlussevõetud polümeeride hulga suurenemine ning ringlussevõetud ja kasutamata materjalide segude kasutamine (vt 6. peatükk) kaasa selle, et märkimisväärne osa taaskasutatud plastist võetakse ikka ja jälle ringlusse. See tähendab, et selliste korduvalt töödeldud polümeersete materjalide omadused muutuvad pidevalt koos töötlemistsüklite arvu suurenemisega nende halvenemise suunas. Näiteks tabelis. Joonis 5.2 näitab HDPE proovi (kütusekanistri) mõningate omaduste muutust pärast 15 survevalu ringlussevõtu tsüklit.

Selgelt on näha, et mehaaniliste omaduste muutused on suhteliselt väikesed, kuigi sulamisvoolu kiirus väheneb oluliselt. Viimane asjaolu on seletatav viskoossuse tugeva sõltuvusega molekulmassist ja see tähendab, et materjali töödeldavus on oluliselt muutunud.

Tulemus näitab selgelt, et taaskasutatud HDPE omadused ei sõltu ainult taaskasutatud toodete omadustest, vaid ka ringlussevõtutsüklite iseloomust ja arvust. Lisaks mõjutab taaskasutus mingil määral nii sulandite omadusi, mis määravad polümeeri töödeldavuse, kui ka tahke materjali omadusi.

Seega on vaja teada omaduste ja ringlussevõtutsüklite vahelist seost, et oleks võimalik mingil määral ette näha ringlussevõetud plasti tõenäolisi omadusi ja seega määrata nende materjalide jaoks saadaolevad rakendused. Loomulikult ei sõltu lõplikud omadused mitte ainult töötlemistsüklite arvust, vaid ka taaskasutatud materjalide omadustest, töötlemise olemusest ja selle tingimustest.

Joonisel fig. 5.1 näitab HDPE proovi (kanistri) voolukõveraid. Andmed viitavad proovidele, mis on ühe kruviga ekstruuderis läbinud mitu töötlemistsüklit. Viskoossus väheneb taaskasutustsüklite arvu suurenemisega kogu nihkekiiruse vahemikus. See tähendab, et korduvate ekstrusioonide käigus põhjustavad sulale mõjuvad termomehaanilised pinged polümeeri teatud lagunemise. See on lihtne skeem, kuid see on vastuolus sellega, mida täheldati sama proovi läbimisel kahe kruviga ekstruuderiga (joonis 5.2). Sel juhul on olukord palju keerulisem, kuna väike viskoossuse langus toimub ainult suure nihkekiiruse korral ja madalatel kiirustel on mõju vastupidine Termomehaaniline pinge põhjustab nii ahela katkemist kui ka molekulide kasvu, peamiselt pikkade nihkete tekke tõttu. külgmised oksad ja õmblemine. Lõplik molekulaarstruktuur sõltub nende kahe protsessi suhtelisest panusest. Eelkõige on ahela katkestamiseks soodne temperatuuri ja töötlemisaja tõus (ühe kruviga ekstruuderil), mille tulemusena väheneb lõpliku sulatise viskoossus. Lisaks võib nende kahe mehhanismi vahelise konkurentsi olemus muutuda hapniku liia tõttu töötlemise ajal või sõltuvalt HDPE proovi spetsiifilisest molekulaarstruktuurist.Näiteks on näidatud, et kõrge

vinüülrühmade sisaldus toob kaasa sulandi viskoossuse olulise tõusu - molekulmassi vähenemise - ja pikaahelalise hargnemise. Vlachopoulos et al. leidis, et kopolümeerides domineerivad ahela katkemised (mis väljendub ahela hargnemises), samas kui ristsidumine on homopolümeeride peamine lagunemismehhanism. Ekstrusioonirõhu suurenemine viimase proovi töötlemistsüklite arvu suurenemisel ja kopolümeeri proovi langus toimub molekulmassi suurenemise ja vähenemise tõttu, mis kinnitavad neid mehhanisme. See tähendab, et taaskasutatud HDPE struktuuri muutust ja seega ka selle reoloogilisi ja mehaanilisi omadusi on väga raske ennustada, kuna see materjal koosneb kopolümeeridest ja homopolümeersetest polümeeridest. Lisaks võivad homopolümeerid sisaldada erinevas koguses vinüülrühmi. Samas töös testitud pudelite ringlussevõtu materjali ekstrusioonikvaliteet ei sõltunud tõepoolest ekstruuderi läbimisest, mis näitab, et mõlemad mehhanismid mängivad sama rolli ja et taaskasutatud materjal on, nagu juba eeldati, kopolümeeri ja homopolümeeri HDPE segu.

Näidatud andmed näitavad, et taaskasutusmasina tüüp ja ringlussevõtu tingimused mõjutavad oluliselt ja mõnikord ka otsustavalt taaskasutatud materjali – antud juhul HDPE proovi – lõplikke omadusi. Näiteks joonisel fig. Joonistel 5.3 ja 5.4 on näidatud moodul ja katkendlik pikenemine ekstruuderi läbimiste arvu funktsioonina. Kahe proovi mehaanilised omadused muutusid täiesti erinevalt.

Elastsusmooduli kõver tõuseb koos töötlemisetappide arvuga, samas kui katkendlik pikenemine näitab vastupidist suundumust. Veelgi enam, ühe kruviga ekstruuderis töödeldud proovi moodulkõver on kõrgem kui kahe kruviga ekstruuderis ekstrudeeritud proovi oma, kuid selle purunemispikenemise väärtused on väiksemad. Mooduli sõltuvuse ootamatut kulgu töötlemistsüklite arvust seletati kristallilisuse suurenemisega koos molekulmassi vähenemisega. Sama põhjus, mis põhjustab molekulmassi vähenemist, põhjustab katkemise pikenemise vähenemist. Ühe kruviga ekstruuderiga töödeldud proovi mooduli märgatavam suurenemine ja murdevenivuse vähenemine peegeldab asjaolu, et sulam hävib selles masinas oluliselt. Selle põhjuseks on peamiselt pikem töötlemisaeg.

Struktuuri mõju ringlussevõetud HDPE mehaanilistele omadustele saab selgemaks, kui vaadata tabelis 1 näidatud pingemurdetugevuse väärtusi. 5.3. Andmed viitavad homopolümeeri ja kopolümeeri proovidele, samuti proovile kasutatud materjalist pärast 0 ja 4 läbimist ühe kruviga ekstruuderist.

Kaks esialgset proovi näitavad pragunemiskindluse halvenemist välise pinge mõjul, kuid kopolümeeri omaduste langus pärast korduvat ringlussevõttu on katastroofiline. Taaskasutusse võetud materjali pragunemiskindluse väärtus pärast nelja ekstruuderi läbimist väheneb võrra

20%, kuigi see koosneb peamiselt kopolümeerist. Ilmselt tasakaalustab kopolümeeri pragunemiskindluse väärtuse olulist muutust homopolümeeri fraktsiooni käitumise paranemine.

Esitatud andmed näitavad selgelt HDPE struktuuri ja töötlemisseadmete olemuse mõju ringlussevõetud polümeeri lõppomadustele.

Taaskasutatud HDPE peamised kasutusalad on vedelikumahutid (mille hulgas on mitmekihilised ringlussevõetud HDPE südamikuga pudelid), äravoolutorud, graanulid ja kiled kottide ja prügikottide jaoks.

11.08.2015 16:09

Jäätmete klassifikatsioon

Polümeeride töötlemisel ja nendest toodete valmistamisel tekivad jäätmed - need on tehnoloogilised jäätmed, mis tagastatakse osaliselt protsessi. See, mis jääb peale plasttoodete kasutamist - erinevad kiled (kasvuhoone, ehitus jne), konteinerid, olme- ja suurpakendid - on olme- ja tööstusjäätmed.

Tehnoloogilised jäätmed allutatakse sulatis termilisele toimele ning seejärel purustamisel ja aglomeratsioonil tugevale mehaanilisele pingele. Polümeeri massis toimuvad termilise ja mehaanilise hävitamise protsessid intensiivselt, kaotades mitmed füüsikalised ja mehaanilised omadused ning korduva töötlemise korral võivad need toote omadusi negatiivselt mõjutada. Seega põhiprotsessi juurde naastes läbib 10-30 protsenti sekundaarsetest jäätmetest märkimisväärne kogus materjali kuni 5 ekstrusiooni- ja purustamistsüklit.

Majapidamis- ja tööstusjäätmed ei lähe mitte ainult kõrgel temperatuuril mitu korda ringlusse, vaid puutuvad kokku ka pikaajalise otsese päikesevalguse, hapniku ja õhuniiskuse käes. Kasvuhoonekiled võivad kokku puutuda ka pestitsiidide, pestitsiidide ja rauaioonidega, mis aitavad kaasa polümeeri lagunemisele. Selle tulemusena koguneb polümeerimassi suur hulk aktiivseid ühendeid, mis kiirendavad polümeeri ahelate lagunemist. Erinevate jäätmete ringlussevõtu lähenemisviis peaks seega olema erinev, võttes arvesse polümeeri ajalugu. Kuid kõigepealt vaatame võimalusi tekkivate jäätmete hulga vähendamiseks.

Protsessi jäätmete koguse vähendamine

Tehnoloogiliste jäätmete, eeskätt käivitusjäätmete kogust saab vähendada, kasutades enne ekstruuderi või survevaluseadme seiskamist soojusstabilisaatoreid nn stoppkontsentraadina, mille paljud unustavad või jätavad tähelepanuta. Kui seade peatub lihtsa materjali jaoks ekstruuderi tünnis või survevalumasinas, on see tünni jahutamisel ja seejärel kuumutamisel üsna pikka aega kõrge temperatuuri mõju all. Selle aja jooksul kulgevad silindris aktiivselt polümeeri ristsidumise, lagunemise ja põletamise protsessid, kogunevad tooted, mis pärast pikaajalist käivitamist väljuvad geelide ja värviliste lisandite (põletuste) kujul. Termostabilisaatorid takistavad neid protsesse, muutes seadmete puhastamise pärast käivitamist lihtsamaks ja kiiremaks. Selleks viiakse enne seiskamist 15-45 minutiks masina silindrisse 1-2 protsenti stoppkontsentraadist. peatuma 5-7 silindrimahu nihke kiirusel.

Protsessi valmistatavust suurendavad töötlemise (ekstrusiooni) lisandid võimaldavad vähendada ka jäätmete hulka. Oma olemuselt on need lisandid, näiteks Dynamar firmalt Dyneon, Viton firmalt DuPont, fluorokummi derivaadid. Need ühilduvad halvasti põhiliste polümeeridega ja sadestuvad kõige suuremate nihkejõududega kohtades (stantsid, voolikud jne) sulatiselt metalli pinnale, tekitades sellele seinalähedase määrdekihi, mida mööda sula libiseb ajal. vormimine. Töötlemislisandi kasutamine väikseimates kogustes (400-600 ppm) võimaldab lahendada arvukalt tehnoloogilisi probleeme - vähendada ekstruuderi pea pöördemomenti ja survet, tõsta tootlikkust, vähendades samal ajal energiakulusid, kõrvaldades välimuse defekte ja alandada polümeeride ekstrusioonitemperatuuri ja kõrgendatud temperatuuride suhtes tundlikud kompositsioonid, suurendavad toote siledust, toodavad õhemaid kilesid. Keerulise kujuga suuremõõtmeliste või õhukeseseinaliste vormitoodete valmistamisel võib lisandi kasutamine parandada lekkimist, eemaldada pinnadefekte, jootejooni ja parandada toote välimust. Kõik see iseenesest vähendab abielu osakaalu, s.t. jäätmete kogus. Lisaks vähendab töötlemislisand matriitsile süsiniku ladestumise kleepumist, voolikute määrdumist ning omab pesevat toimet, s.t. vähendab seadmete puhastamise peatuste arvu ja seega ka käivitusjäätmete hulka.

Lisaefektiks on puhastuskontsentraatide kasutamine. Neid kasutatakse valu- ja kileseadmete puhastamisel kiireks üleminekuks värvilt värvile ilma peatumata, enamasti vahekorras 1:1-1:3 polümeeriga. See vähendab raiskamist ja värvimuutustele kuluvat aega. Paljude kodumaiste (sealhulgas Klinol, Klinstyr ettevõttelt NPF Bars-2, Lastik firmalt Stalker LLC) ja välismaiste tootjate (näiteks Shulman - Poliklin ”) toodetud puhastuskontsentraatide koostis, reeglina pehmed mineraalsed täiteained ja pindaktiivsed pesuained. lisandid on kaasas.

Majapidamis- ja tööstusjäätmete koguse vähendamine.

Jäätmete hulga vähendamiseks on erinevaid võimalusi, pikendades toodete, eelkõige kilede kasutusiga, kasutades termilisi ja valgust stabiliseerivaid lisandeid. Kasvuhoonekile kasutusea pikendamisel 1-lt hooajalt 3-le väheneb vastavalt utiliseeritavate jäätmete hulk. Selleks piisab, kui lisada kilesse väikeses koguses valguse stabilisaatoreid, mitte rohkem kui pool protsenti. Stabiliseerimiskulud on madalad ja kilede ringlussevõtu mõju on märkimisväärne.

Tagasitee on kiirendada polümeeride lagunemist, luues foto- ja biolagunevaid materjale, mis lagunevad kiiresti pärast kasutamist päikesevalguse ja mikroorganismide toimel. Fotolagunevate kilede saamiseks viiakse polümeeri ahelasse fotodegradatsiooni soodustavate funktsionaalrühmadega komonomeerid (vinüülketoonid, süsinikoksiid) või polümeeri aktiivsete täiteainetena fotokatalüsaatorid, mis soodustavad polümeeri ahela katkemist päikesevalguse toimel. Katalüsaatoritena kasutatakse ditiokarbamaate, peroksiide või siirdemetallide (raud, nikkel, koobalt, vask) oksiide. Ukraina Riikliku Teaduste Akadeemia Veekeemia Instituut (V.N. Mištšenko) töötas välja eksperimentaalsed meetodid metalli- ja oksiidiosakesi sisaldavate nanosuuruste klastristruktuuride moodustamiseks titaandioksiidi osakeste pinnal. Kilede lagunemise kiirus suureneb 10 korda - 100-lt 8-10 tunnini.

Biolagunevate polümeeride saamise põhisuunad:

hüdroksükarboksüül- (piim-, või-) või dikarboksüülhapetel põhinevate polüestrite süntees, kuid siiani on need palju kallimad kui traditsioonilised plastid;

reprodutseeritavatel looduslikel polümeeridel (tärklis, tselluloos, kitosaan, proteiin) põhinevad plastid, võib selliste polümeeride toorainebaasi öelda piiramatuks, kuid tekkivate polümeeride tehnoloogia ja omadused ei küündi veel põhiliste multi- polümeerid;

tööstuslike polümeeride (eelkõige polüolefiinid, aga ka PET) biolagunevaks muutmine segamise teel.

Esimesed kaks suunda nõuavad suuri kapitalikulutusi uute tööstusharude loomiseks, selliste polümeeride töötlemine nõuab ka olulisi muudatusi tehnoloogias. Lihtsaim viis on liitmine. Biolagunevad polümeerid saadakse bioloogiliselt aktiivsete täiteainete (tärklis, tselluloos, puidujahu) lisamisega maatriksisse. Nii töötasid V. I. Skripatšov ja V. I. Kuznetsov ettevõttest ONPO Plastpolimer 80ndatel välja kiirendatud vananemisperioodiga tärklisega täidetud kiled. Kahjuks oli sellise materjali asjakohasus tollal puhtalt teoreetiline ja isegi praegu pole see laialt levinud.

Jäätmete taaskasutamine

Polümeerile saab teise elu anda spetsiaalsete komplekskontsentraatide – taaskasutajate abil. Kuna polümeer laguneb igas töötlemisetapis termiliselt, toimub fotooksüdatiivne lagunemine toote töötamise ajal, mehaaniline lagunemine jahvatamisel ja jäätmete aglomeratsioonil, laguproduktid kogunevad materjali massi ja suur hulk aktiivseid radikaale, sisaldavad peroksiid- ja karbonüülühendeid, mis aitavad kaasa polümeeriahelate edasisele lagunemisele ja ristsidumisele. Seetõttu sisaldab selliste kontsentraatide koostis primaarseid ja sekundaarseid antioksüdante, fenooli ja amiini tüüpi termilisi ja valguse stabilisaatoreid, samuti fosfiteid või fosfoniite, mis neutraliseerivad polümeeri kogunenud aktiivseid radikaale ja lagundavad peroksiidühendeid, samuti plastifikeerivad ja kombineerivad. lisandid, mis parandavad füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi.ringlussevõetud materjali omadused ja tõmbavad need üles enam-vähem puhta polümeeri tasemele.

Firma Siba komplekssed lisandid. Ciba, Šveits, pakub komplekssete stabilisaatorite perekonda erinevate polümeeride - kõrgsurvepolüetüleen, HDPE, PP - töötlemiseks: Recyclostab / Recyclostab ja Recyclosorb / Recyclossorb. Need on laia sulamistemperatuurivahemikuga (50-180°C) erinevate foto- ja termostabilisaatorite tabletisegud, mis sobivad töötlemisseadmetesse sisestamiseks. Recyclostabi koostises sisalduvad lisandid on polümeeride töötlemisel tavalised - fenoolsed stabilisaatorid, fosfiidid ja töötlemise stabilisaatorid. Erinevus seisneb komponentide vahekorras ja optimaalse koostise valikus vastavalt konkreetsele ülesandele. "Recyclossorb" kasutatakse siis, kui valguse stabiliseerimine mängib olulist rolli, st. saadud tooteid kasutatakse välitingimustes. Sel juhul suurendatakse valguse stabilisaatorite osakaalu. Ettevõtte soovitatud sisendtasemed on 0,2-0,4 protsenti.

"Recyclostab 421" on spetsiaalselt ette nähtud LDPE jäätmekilede ja seda suure sisaldusega segude töötlemiseks ja termiliseks stabiliseerimiseks.

"Recyclostab 451" on mõeldud PP jäätmete ja nende suure sisaldusega segude töötlemiseks ja termiliseks stabiliseerimiseks.

Recyclostab 811 ja Recyclossorb 550 kasutatakse päikesevalguses kasutatavate taaskasutatud toodete eluea pikendamiseks, seega sisaldavad need rohkem valguse stabilisaatoreid.

Stabilisaatoreid kasutatakse sekundaarsetest polümeeridest vormitud või kiletoodete valmistamisel: kastid, kaubaalused, mahutid, torud, mittekriitilised kiled. Neid toodetakse granuleeritud, mittetolmuval kujul, ilma polümeeraluseta, pressitud graanulitena sulamisvahemikuga 50-180°C.

Ettevõtte Bars-2 komplekssed kontsentraadid. Sekundaarsete polümeeride töötlemiseks toodab SPF Bars-2 kompleksseid polümeeripõhiseid kontsentraate, mis sisaldavad lisaks stabilisaatoritele ka kombineerivaid ja plastifitseerivaid lisandeid. Komplekskontsentraadid "Revtol" - polüolefiinide jaoks või "Revten" - suure mõjuga polüstüreeni jaoks, lisatakse sekundaarsete plastide töötlemisel 2-3 protsenti ja tänu spetsiaalsete lisandite kompleksile takistavad termiliselt oksüdatiivset vananemist. sekundaarsetest polümeeridest. Kontsentraadid hõlbustavad nende töötlemist tänu sulandi reoloogiliste omaduste paranemisele (suurenenud MFR), suurendavad valmistoodete tugevusomadusi (nende elastsust ja pragunemiskindlust) võrreldes ilma neid kasutamata valmistatud toodetega, hõlbustavad nende töötlemist. materjali valmistatavuse suurenemine (vähenenud pöördemoment ja ajami koormus). Sekundaarsete polümeeride segu töötlemisel "Revtol" või "Revten" parandavad nende ühilduvust, seega suurenevad ka saadud toodete füüsikalised ja mehaanilised omadused. "Revteni" kasutamine võimaldab teil suurendada sekundaarse UPM-i omadusi 80-90 protsendini esialgse polüstüreeni omadustest, vältides defektide ilmnemist.

Nüüd on taaskasutatud PET-i töötlemiseks mõeldud komplekskontsentraadi väljatöötamine väga aktuaalne. Peamine nuhtlus on siin materjali kollaseks muutumine, atseetaldehüüdi kogunemine ja sulatise viskoossuse vähenemine. Lääne firmade tuntud lisandid - "Siba", "Clarianta", mis võimaldavad ületada kollasust ja parandada polümeeri töödeldavust. Kuid läänes ja meil on sekundaarse PET-i kasutamisele erinev lähenemine. Kui 90 protsenti sellest kasutatakse polüesterkiudude või tehniliste toodete valmistamiseks ning selle tarbeks kasutatavad lisandid on hästi välja töötatud, siis meie töötlejad püüavad ringlussevõetud PET-i tagasi tuua peavoolu – vormivad ja puhuvad toorikuid ja pudeleid või valmistavad kasutades kilesid ja lehti. lame pilu väljapressimine. Sel juhul on mõjutamist vajava polümeeri sihtomadused mõnevõrra erinevad - valmistatavus, vormitavus, läbipaistvus ja komplekssete lisandite koostis peavad vastama eesmärgile.

Keskkonna hoidmise teema on paljudes maailma riikides terav, inimesed mõistavad, et nende keskkond ei saa lõputult meie jäätmeid vastu võtta. Seetõttu jääb meie ülesandeks hoolikalt läheneda selle probleemi lahendamisele, vähendada jäätmete hulka, viia need võimaluse korral taaskasutusse ja hankida teisest toorainet. Kui pöörata tähelepanu tänapäeva maailmas polümeerijäätmete kogusele, on see tohutu, nii et peate hakkama neid töötlema.

Mõned ettevõtjad on loonud tulutoova plasti ümbertöötlemise ettevõtte, mis on neid rikastanud . Plasti ja muude polümeeride ringlussevõtu küsimus täna on see nõutud kõigis linnades, kus inimesed elavad. Vaatame, kuidas polümeere töödeldakse, või õigemini, milliseid seadmeid selleks vaja on. Oluline on mõista, et kaasaegsed taaskasutusliinid on täiesti erinevad tehnoloogiad, mis võeti kasutusele alles paarkümmend aastat tagasi. Paljud ettevõtted pakuvad meile laia valikut polümeeride töötlemise seadmeid, kuid uus ettevõtja peab ostmisel teadma, millised omadused on kõige olulisemad. Õigete töötlemisseadmetega saate oluliselt suurendada oma ettevõtte kasumit ja kõrvaldada konkurente.

Polümeere leidub meie igapäevaelus suurtes kogustes, see on suurte linnade toode. Plastjäätmeid võib ühte linna koguneda mitu tonni. Paljud isegi ei mõtle, kuhu lähevad prügimäelt tavalised plastpudelid või mingid muud polümeersed tooted. Teoreetiliselt ei häiri see kedagi, kuigi kõik teavad, et plast ei lahustu iseenesest, see jääb püsima sajandeid, lagunedes aeglaselt ja kahjustades oluliselt keskkonda. Iga päevaga kasvab maailmas plastikut sisaldavate toodete, asjade ja lahenduste tarbimine ning on isegi raske ette kujutada, mis saab planeedist 100-200 aasta pärast, kui plastikjäätmeid ei võeta taaskasutusse.

Kahjuks pööravad Venemaal vähesed inimesed isegi valitsusest plasti ringlussevõtule tähelepanu. Teistes arenenud riikides on kõik teisiti, näiteks Ameerikas ja Euroopas mõistab iga elanik jäätmete ratsionaalset kasutamist, eraldades need prügikasti visates. Spetsiaalsed ettevõtted töötlevad iga päev tonni sekundaarset toorainet keskkonda risustamata. Lisaks puhta keskkonna säilitamisele oma linnades saavad mitmed riigid ka odavaid ringlussevõetud materjale, säästes sellega oma raha ja energiat.

Plasti taaskasutamise tehnoloogiad

Ettevõtjatele pürgijatele tundub, et plasti taaskasutamine on keeruline protseduur. Tegelikult see nii ei ole, sest on olemas kaasaegne tootmisliin, mis teeb kogu töö ise ära. Peaasi on valida õige varustus, seadistada ja käivitada.

Taaskasutusprotsess jaguneb kolmeks etapiks:

1. Plastijäätmete purustamine väikesteks fraktsioonideks puru kujul. Selliste fraktsioonide läbimõõt ei tohiks ületada 0,1-0,3 cm.
2. Nüüd vajate peske polümeerifraktsioonid ja puhastage need saasteainetest. See on väga oluline etapp, saadud toote kvaliteet sõltub suuresti saastatuse astmest. Pärast pesemist tooraine kuivatatakse.
3. Järgmises etapis on olemas aglomeratsioon või granuleerimine, olenevalt valitud tehnoloogiast. Esimesel juhul muutub tooraine väikeseks puruks ja teisel - ühtlase kvaliteediga liiva kujul. Graanulid on oma kõrgema kvaliteedi tõttu kallimad kui aglomeraat, mistõttu on soovitav valida seadmed ja tehnoloogiad, tuginedes plastiku ümbertöötlemisel just granuleerimisele.

Polümeeride klassifikatsioon

Enne plasti ringlussevõtuga tegelemist peate teadma, et on olemas mitut tüüpi polümeere, mis erinevad üksteisest. Seetõttu tuleb neid töödelda eraldi, et mitte rikkuda kvaliteeti ja omadusi.

• LDPE või kõrgsurve polüetüleen. Töötlemisel muutub see läbipaistvaks, ei eralda suitsu ega lõhna. Välimuselt meenutab kangesti parafiini, mis on juba tahenenud.
• HDPE, sama polüetüleen, kuid madal rõhk. See on vastupidavam, kuid habras, ülejäänud töötlemisomadused on samad, mis eelmisel korral
• PET ehk polüetüleentereftalaat on väga kerge ja kõva materjal, mis talub hästi kõrgeid temperatuure, talub lahuseid ja happeid, kuid mitte leelist
• Polüstüreen on väga pehme, võib suurte nurkade all painduda, kuid puruneb. Lõhnab nagu lilled, eritab töötlemisel väga tugevat suitsu

Ettevõtte korraldamise algstaadiumis peate kohe otsustama, millise materjaliga töötate, sest igaüks nõuab oma tootmisliini. Meie riigis on kõige tõhusam avada PET-töötlemise tehas, sest need on plastpudelid, mida leidub kõikjal. Samuti on tõhus kasutada kilet, need on HDPE ja LDPE taaskasutusprotsessis.

Seadmed plasti (polümeeride) töötlemiseks - need on spetsiaalsed masinad ja lisaseadmed, mis on ühendatud tootmisliiniks, mida kasutatakse polümeeride (plastide) töötlemiseks või töötlemiseks kasulikeks ja väärtuslikeks materjalideks, mida kasutatakse edaspidi ehituses, tekstiilis, keemiatööstuses, nafta ja muud tööstused.

Plasti ümbertöötlemisseadmete klassifikatsioon

Sõltuvalt funktsionaalsetest omadustest ja eesmärgist jagunevad kõik plasti töötlemise seadmed järgmisteks osadeks:

1. Materjalide/tooraine ladustamise ja doseerimise seadmed. Reeglina on need prügikastid, millel on materjalid/tooraine sorteerimine (filtreerimine) ja mahalaadimine.
2. Seadmed transpordiks. Need on vaakum- või pneumaatilised.
3. Lihvimis- ja purustamismasinad - purustid, jooksjad, purustajad, tselluloosimasinad, kavitaatorid jt.
4. Segistid. Neid kasutatakse ainete mehaaniliseks eraldamiseks osakeste vastastikuse liikumise teel.
5. Rullmasinad. Vajalik murde tekkeks (tekitamiseks) ja polümeerikompositsioonide purustamiseks.
6. ekstrusiooniseadmed. Tema abiga töödeldakse polümeersed materjalid teatud toodeteks, surudes sula toorainet pidevalt läbi vormimispea, mille geomeetriline kuju määrab lõpptoote profiili.
7. Valamismasinad. See on polümeeritöötlemisseade, mida kasutatakse pulbriliste või granuleeritud toorainete plastikompositsioonide valmistamiseks, mida liigutatakse või pigistatakse vormiõõnes, kus see tahkub ja pärast jahutamist eemaldatakse.
8. Masinad ekstrusioonpuhumisvormimiseks. Vastavalt toorikust toote moodustamise meetodile jagatakse need täispuhutavateks, ekstrusiooni- ja süstimismehhanismideks.
9. Vulkaniseerimismasinad ja -pressid. Need on pidevad või perioodilised ja neid kasutatakse toodete valmistamiseks pulbrilisest või granuleeritud toorainest.
10. Pindamis- ja immutusmasinad. Kasutatakse polümeerkatete joonistamiseks spetsiaalsele aluspinnale.
11. Pesemiskompleksid. Vajalik polümeeri eelpuhastamiseks pärast granuleerimist või jahvatamist, kuid enne selle töötlemist.

Plastmassi ümbertöötlemismasinad

Paljude polümeeride töötlemise eriseadmete peamised masinad on järgmised üksused:

• purustid - seade töötab segisti põhimõttel, lõigates terved tooted väikesteks tükkideks;
• aglomeraatorid - neis purustatakse väikesed polümeeritükid veelgi suuremal määral ja paagutatakse seejärel väikesteks tükkideks;
• granulaatorid - nende abiga kuumutatakse aglomeraatorist saadud segu ja lõigatakse graanuliteks.

Vähem oluliseks, kuid siiski vajalikuks peetakse järgmisi plasti ümbertöötlemise seadmeid:

• pesuliini ühikud;
• transpordisõlmed;
• erinevat tüüpi eraldajad;
• kuivatid.

Seadmed minitehase käivitamiseks

Väikese plasti ümbertöötlemistehase käitamiseks on vaja järgmisi polümeeri töötlemise seadmeid.

1. Põhivarustus:
   • purustaja või purustaja;
   • aglomeraator;
   • vajadusel granulaator.
2. Valikuline varustus:
   • kuum pesuvann;
   • 1-2 tsentrifuugi;
   • ekstruuderid ringlussevõtuks;
   • sõelaasendajad;
   • mikserid ja dosaatorid;
   • flotatsioonipesu;
   • ühendussõlmed (pneumaatiline või vaakumtransport).
   • juhtmoodul.

Suuremad polümeeride töötlemiseks kasutatavate täitematerjalide tootjad

Kõige nõutumad plasti taaskasutusseadmete tootjad on järgmised ettevõtted:

euroopalik.

1. HGMA Wulf GmbH on suurepärase mainega Saksa tootja, kes ei valmista mitte ainult polümeeride esmaseks ja sekundaarseks töötlemiseks mõeldud seadmeid, vaid ka pinnaseteisaldus- ja ehitusseadmeid.
2. Global Tech on Poola ettevõte, mis toodab kiireid ja töökindlaid statsionaarseid ja mobiilseid purusteid.
3. Herbold Meckesheim on suurepärane Saksamaa täitematerjalide tootja kogu plasti töötlemise ja ringlussevõtu tsükli jaoks.

hiina keel.

1. Hiina IS-MAC Machinery on Hiina suurim plastpudelite ja muude plastide töötlemiseks mõeldud ekstrusiooniseadmete tootja.
2. LISHENG INDUSTRIAL on pesumasinate, purustite, trükimasinate ja muude seadmete tootja.
3. Blue Ocean – toodab ekstrusioonimasinaid ja survevalutehaseid.

vene keel.

1. GK Polymer System Group (Novosibirsk) - toodab kõike, mis on vajalik polümeeride töötlemiseks.
2. ENGEL Austria GmbH (Moskva) - valmistab survevalumasinaid plasti survevalu jaoks, kummi / silikooni töötlemisseadmeid jne.
3. StankoPet (Moskva) - toodab peaaegu kogu plasti töötlemiseks mõeldud seadmete valikut.

Polümeeride töötlemise seadmete tasuvus

Väikese polümeeritöötlemistehase lõpuleviimise ligikaudne hinnang sisaldab järgmisi kulusid:

• plastpudelite töötlemise seadmete rea ostmine - umbes 10 000 dollarit;
• seadmete transport ja paigaldus - kuni 15% seadmete maksumusest (1500 dollarit);
• töötajate palk - umbes 7000 dollarit;
• ruumide rent (+ remont) - 10 000 dollarit;
• muud üritused - 5000 dollarit.

Samal ajal maksab tonn taaskasutatud plasti umbes 750 dollarit, tooraine ostmine aga 100 dollarit tonn.
Näidatud investeeringutase on arvutatud minitehasele plastpudelite jms polümeertoodete töötlemise seadmete ostmisega, mille võimsus on 1 tonn päevas, s.o. sissetulekuga 7000–9000 dollarit kuus. Sellise tasuvuse korral hakkab tehas puhaskasumit tootma teisel tegevusaastal (15-20 kuu pärast).

Tuleks selgitada, et tasuvusaeg ja tehase avamise kulud võivad olla väiksemad, kui:

• eelistused saadakse riigilt;
• tehas avatakse plasti edasiseks töötlemiseks sorteerimise koha lähedal;
• tehas saab tasuta investeeringuid rahvusvahelistest looduskaitsefondidest.

Tooraine kättesaamine ja turustamine

Olenevalt tootmisliinist ja omaniku soovidest saab plastitöötlemistehases toota granuleeritud või pulbrilist polümeeri toorainet. Selliste toodete turustamine ei ole reeglina keeruline, kuna nende järele on suur ja pidev nõudlus järgmistes valdkondades:

• mittekootud materjalide tootmine;
• ehitusmaterjalide tootmine;
• polümeertoodete tootmine riiklikuks kasutamiseks;
• keemiliste kiudude tootmine;
• lisandina esmasele toorainele (vähendab omahinda).

Vastavate tootmisliinidega tehased on laialdaselt esindatud kõikides piirkondades ja vajavad hädasti odavat toorainet.

Lisaks saab polümeeride töötlemisliini laiendada lisaseadmetega ja juba iseseisvalt toota teatud tüüpi plasttooteid. Näiteks:

• köögiviljade ja puuviljade pakkimisvõrgud;
• prügikotid;
• pakendid;
• mööblitarvikud;
• polümeerplaadid;
• erinevad torud, vormid, torustiku või kanalisatsiooni osad;
• autode tarvikud või tehnilised detailid;
• vedeliku säilitusmahutid;
• muud väikesed polümeertooted.