Seadmed polümeeride sekundaarseks töötlemiseks. Polümeeride töötlemise tehnoloogia. PA jäätmete taaskasutamise tehnoloogilised protsessid

SISSEJUHATUS

Polümeerimolekulid on lai ühendite klass, mille peamised eristavad omadused on kõrge molekulmass ja ahela suur konformatsiooniline paindlikkus. Võib kindlalt väita, et kõik selliste molekulide iseloomulikud omadused ja ka nende omadustega seotud rakendusvõimalused tulenevad ülaltoodud omadustest.

Meie linnastunud ja kiiresti arenevas maailmas on nõudlus polümeersete materjalide järele järsult kasvanud. Ilma neid materjale kasutamata on raske ette kujutada tehaste, elektrijaamade, katlamajade, õppeasutuste, meid kodus ja tööl ümbritsevate elektriliste kodumasinate, kaasaegsete arvutite, autode ja palju muu täisväärtuslikku tööd. Ükskõik, kas tahame teha mänguasja või luua kosmoselaeva – mõlemal juhul on polümeerid asendamatud. Kuidas aga anda polümeerile soovitud kuju ja välimus? Sellele küsimusele vastamiseks vaatleme polümeertehnoloogia teist aspekti, nimelt nende töötlemist, mis on käesoleva töö teema.

Laiemas mõttes võib polümeeride töötlemist vaadelda kui omamoodi insenerieriala, mis on seotud polümeersete toorainete muutmisega vajalikeks lõpptoodeteks. Enamik praegu polümeeride töötlemise tehnoloogias kasutatavatest meetoditest on keraamika- ja metallitöötlemistööstuses kasutatavate meetodite modifitseeritud analoogid. Tõepoolest, me peame mõistma polümeeri töötlemise läbi ja lõhki, et asendada tavalised traditsioonilised materjalid muude materjalidega, millel on paremad omadused ja välimus.

Umbes 50 aastat tagasi oli polümeeride lõpptoodeteks töötlemise protsesse väga piiratud arv. Praegu on palju protsesse ja meetodeid, peamised neist on kalandreerimine, valamine, otsepressimine, survevalu, ekstrusioon, puhumisvormimine, külmvormimine, termovormimine, vahustamine, armeerimine, sulatusvormimine, kuiv- ja märgvormimine. Viimast kolme meetodit kasutatakse kiudude tootmiseks kiudu moodustavatest materjalidest ning ülejäänud plast- ja elastomeersete materjalide töötlemiseks tööstustoodeteks. Järgmistes osades olen püüdnud anda nendest olulistest protsessidest üldise ülevaate. Nende ja muude protsesside (nt kastmine, keerlev keevkihtkatmine, elektrooniline ja termiline tihendamine ning keevitamine) üksikasjalikumat sissejuhatust leiate konkreetsetest polümeeride töötlemise õpikutest. Samuti ei kuulu selle kokkuvõtte reguleerimisalasse katete ja liimidega seotud küsimused.

Enne otse polümeeride lõpptoodeteks töötlemise meetodite ja meetodite käsitlemist on vaja välja selgitada: mis on polümeerid, mis need on ja kus neid saab kasutada, s.o. Milliseid lõpptooteid saab polümeeridest saada? Polümeeride roll on väga suur ja me peame mõistma nende töötlemise vajadust.

1. POLÜMEERID JA POLÜMEERMATERJALID

1.1 ÜLDISED OMADUSED JA KLASSIFIKATSIOON

Polümeer on orgaaniline aine, mille pikad molekulid on üles ehitatud samadest korduvalt korduvatest ühikutest – monomeeridest. Päritolu järgi jagunevad polümeerid kolme rühma.

Loomulik moodustuvad taimede ja loomade elutegevuse tulemusena ning neid leidub puidus, villas ja nahas. Need on valk, tselluloos, tärklis, šellak, ligniin, lateks.

Tavaliselt allutatakse looduslikud polümeerid isoleerimisele, puhastamisele, modifitseerimisele, mille käigus põhiahelate struktuur jääb muutumatuks. Selle töötlemise tooted on kunstlik polümeerid. Näiteks looduslik kautšuk, mis on valmistatud lateksist, tselluloidist, mis on elastsuse suurendamiseks kampriga plastifitseeritud nitrotselluloos.

Looduslikud ja kunstlikud polümeerid on kaasaegses tehnoloogias mänginud olulist rolli ning mõnes valdkonnas on need asendamatud tänapäevani, näiteks tselluloosi- ja paberitööstuses. Orgaaniliste materjalide tootmise ja tarbimise järsk kasv toimus aga tänu sünteetiline polümeerid – madala molekulmassiga ainetest sünteesi teel saadud materjalid, millel pole looduses analooge. Makromolekulaarsete ainete keemilise tehnoloogia arendamine on tänapäevase teaduse ja tehnoloogia revolutsiooni lahutamatu ja oluline osa . Mitte ükski tehnoloogiaharu, eriti uued, ei saa ilma polümeerideta hakkama. Keemilise struktuuri järgi jagunevad polümeerid lineaarseteks, hargnenud, võrk- ja ruumilisteks.

molekulid lineaarne polümeerid on üksteise suhtes keemiliselt inertsed ja on omavahel seotud ainult van der Waalsi jõududega. Kuumutamisel selliste polümeeride viskoossus väheneb ja nad on võimelised pöörduvalt muutuma esmalt ülielastseks ja seejärel viskoosseks voolamiseks (joonis 1).

Joonis 1. Termoplastsete polümeeride viskoossuse skemaatiline diagramm sõltuvalt temperatuurist: T 1 - üleminekutemperatuur klaasjast ülielastsesse olekusse, T 2 - üleminekutemperatuur ülielastsest viskoossesse olekusse.

Kuna kuumutamise ainus mõju on plastilisuse muutus, nimetatakse lineaarseid polümeere termoplast. Ei tasu arvata, et termin "lineaarne" tähendab sirget, vastupidi, need on iseloomulikumad sakilisele või spiraalsele konfiguratsioonile, mis annab sellistele polümeeridele mehaanilise tugevuse.

Termoplastilisi polümeere ei saa mitte ainult sulatada, vaid ka lahustada, kuna van der Waalsi sidemed purunevad reaktiivide toimel kergesti.

hargnenud(poogitud) polümeerid on tugevamad kui lineaarsed. Kontrollitud ahela hargnemine on üks peamisi tööstuslikke meetodeid termoplastsete polümeeride omaduste muutmiseks.

võrgustruktuur mida iseloomustab asjaolu, et ketid on omavahel ühendatud ja see piirab oluliselt liikumist ja toob kaasa muutuse nii mehaanilistes kui ka keemilistes omadustes. Tavaline kumm on pehme, kuid väävliga vulkaniseerimisel tekivad S-0 tüüpi kovalentsed sidemed ja tugevus suureneb. Polümeer võib omandada võrgustiku struktuuri ja spontaanselt, näiteks valguse ja hapniku toimel, vananeb, kaotades elastsuse ja jõudluse. Lõpuks, kui polümeeri molekulid sisaldavad reaktiivseid rühmi, on need kuumutamisel ühendatud paljude tugevate ristsidemetega, polümeer osutub ristseotuks, st omandab. ruumiline struktuur. Seega põhjustab kuumutamine reaktsioone, mis muudavad dramaatiliselt ja pöördumatult materjali omadusi, mis omandab tugevuse ja kõrge viskoossuse, muutub lahustumatuks ja sulamatuks. Molekulide kõrge reaktsioonivõime tõttu, mis väljendub temperatuuri tõustes, nimetatakse selliseid polümeere termoreaktiivsed.

Reaktsiooni käigus saadakse termoplastilised polümeerid polümerisatsioon, voolab skeemi järgi pmm lk(joon. 2), kus M - monomeeri molekul, M p- monomeerühikutest koosnev makromolekul, P - polümerisatsiooniaste.

Ahelpolümerisatsioonil suureneb molekulmass peaaegu koheselt, vaheproduktid on ebastabiilsed, reaktsioon on tundlik lisandite esinemise suhtes ja nõuab reeglina kõrget survet. Pole üllatav, et selline protsess on looduslikes tingimustes võimatu ja kõik looduslikud polümeerid moodustusid erineval viisil. Kaasaegne keemia on loonud uue tööriista - polümerisatsioonireaktsiooni ja tänu sellele suure klassi termoplastilisi polümeere. Polümerisatsioonireaktsioon viiakse läbi ainult spetsialiseeritud tööstusharude keerukates seadmetes ja tarbija saab termoplastilisi polümeere valmis kujul.

Termoreaktiivsete polümeeride reaktiivseid molekule saab moodustada lihtsamal ja loomulikumal viisil - järk-järgult monomeerist dimeeriks, seejärel trimeeriks, tetrameeriks jne. Sellist monomeeride kombinatsiooni, nende "kondenseerumist" nimetatakse reaktsiooniks polükondensatsioon; see ei nõua kõrget puhtust ega rõhku, kuid sellega kaasneb keemilise koostise muutumine ja sageli ka kõrvalsaaduste (tavaliselt veeauru) eraldumine (joonis 2). Just see reaktsioon toimub looduses; seda saab kõige lihtsamates tingimustes vähese kuumutamisega hõlpsasti läbi viia isegi kodus. Nii kõrge termoreaktiivsete polümeeride valmistatavus annab palju võimalusi erinevate toodete valmistamiseks mittekeemiaettevõtetes, sealhulgas raadiojaamades.

Sõltumata lähtematerjalide tüübist ja koostisest ning tootmismeetoditest võib polümeeridel põhinevaid materjale liigitada järgmiselt: plastid, kiudplastid, laminaadid, kiled, pinnakatted, liimid. Kõigile nendele toodetele ma eriti ei keskendu, räägin vaid kõige laialdasemalt kasutatavatest. On vaja näidata, kui suur on meie aja vajadus polümeersete materjalide järele ja sellest tulenevalt ka nende töötlemise tähtsus. Vastasel juhul oleks probleem lihtsalt alusetu.

1.2 PLAST

Sõna "plastik" pärineb kreeka keelest ja viitab materjalile, mida saab pressida või vormida mis tahes valitud kujul. Selle etümoloogia järgi võiks isegi savi nimetada plastiks, kuid tegelikkuses nimetatakse plastikuks vaid sünteetilistest materjalidest valmistatud tooteid. Ameerika Testimise ja Materjalide Ühing määratleb, mis plastik on järgmine: "on mis tahes osa paljudest materjalidest, mis on täielikult või osaliselt orgaanilise koostisega ja mida saab temperatuuri ja/või rõhu rakendamisel soovitud kuju kujundada."

Plastikuid on teada sadu. Tabelis. 1 näitab nende põhitüüpe ja iga liigi üksikuid esindajaid. Tuleb märkida, et praegu ei ole ühest viisi kirjeldada kogu plastide mitmekesisust nende suure hulga tõttu.

Tabel 1. Peamised plastiliigid

Tüüp	Tüüpilised esindajad	Tüüp	Tüüpilised esindajad
Akrüülplastid Aminoplastid	Polümetüülmetakrülaat (PMMA) Polüakrüülnitriil (PAN) Uurea-formaldehüüdvaik Melamiin-formaldehüüdvaik	Polüestrid	Küllastumata polüestervaigud Polüetüültereftalaat (PET) Polüetüülsnadipaat
Tselluloos	Etüültselluloos Tselluloosatsetaat Tselluloosi nitraat	Polüolefiinid Stüreenplastid	Polüetüleen (PE) Polüpropüleen (PP) Polüstüreen (PS)
Epoksiidvaigud	Epoksiidvaigud	Stüreeni kopolümeer akrüülnitriiliga
Fluoroplastid	Polütetrafluoroetüleen (PTFE) Polüvinülideenfluoriid	Akrüülnitriili kopolümeer stüreeni ja butadieeniga (ABS)
Fenoplastid	Fenool-formaldehüüdvaik Fenool-furfuraalvaik	Vinüülplastid	Polüvinüülkloriid (PVC) Polüvinüülbutüraal
Polüamiidplastid (nailonid)	Polükaprolaktaam (PA-6) Polüheksaametüleenadipamiid (PA-6,6)	Vinüülkloriid-vinüülatsetaadi kopolümeer

Esimene termoplast, mis leidis laialdast rakendust, oli tselluloid, loodusliku tselluloosi töötlemisel saadud kunstlik polümeer. Tehnikas, eriti kinos, oli tal suur roll, kuid erakordse tuleohu tõttu (koostiselt on tselluloos väga lähedane suitsuvabale pulbrile) juba 20. sajandi keskel. selle toodang on langenud peaaegu nullini.

Elektroonika, telefoniside, raadio areng nõudis kiiresti uute, heade ehituslike ja tehnoloogiliste omadustega elektriisolatsioonimaterjalide loomist. Nii tekkisid sama tselluloosi baasil valmistatud tehispolümeerid, mis on saanud nime kasutusalade esimeste tähtede järgi etrolid. Praegu on ainult 2...3% maailma polümeeride toodangust tselluloosplast, samas kui ligikaudu 75% on sünteetilised termoplastid, kusjuures 90% neist moodustab ainult kolm: polüstüreen, polüetüleen, polüvinüülkloriid.

Soojust ja heli isoleeriva ehitusmaterjalina kasutatakse laialdaselt näiteks paisuvat polüstüreeni. Raadioelektroonikas kasutatakse seda toodete tihendamiseks, kui on vaja tagada minimaalne mehaaniline pinge, luua ajutine isolatsioon teiste elementide poolt eralduva soojuse või madalate temperatuuride mõjude eest ning kõrvaldada nende mõju elektrilistele omadustele, mistõttu parda- ja mikrolaine - varustus.

1.3 ELASTOMEERID

Elastomeere nimetatakse tavaliselt kummideks. Õhupallid, jalatsitallad, rehvid, kirurgilised kindad, aiavoolikud on tüüpilised elastomeertoodete näited. Klassikaline elastomeeride näide on looduslik kautšuk.

Kummist makromolekulil on spiraalne struktuur identsusperioodiga 0,913 nm ja see sisaldab üle 1000 isopreeni jäägi. Kummist makromolekuli struktuur tagab selle kõrge elastsuse - kõige olulisema tehnilise omaduse. Kummil on hämmastav võime venitada pöörduvalt 900% oma esialgsest pikkusest.

Erinevat tüüpi kummist on vähem elastne guttapertš ehk balata, mõnede Indias ja Malai poolsaarel kasvavate kummitaimede mahl. Erinevalt kummist on gutapertša molekul lühem ja sellel on trans-1,4 struktuur, mille identsusperiood on 0,504 nm.

Loodusliku kautšuki silmapaistev tehniline tähtsus, selle majanduslikult elujõuliste allikate puudumine paljudes riikides, sealhulgas Nõukogude Liidus, soov omada materjale, mis on mitmete omaduste poolest paremad (õlikindlus, külmakindlus, kulumiskindlus). looduslik kautšuk, stimuleeris sünteetilise kautšuki tootmise uurimist.

Praegu on kasutusel mitmeid sünteetilisi elastomeere. Nende hulka kuuluvad polübutadieenid, stüreenbutadieen, akrüülnitriilbutadieen (nitriilkummi), polüisopreen, polükloropreen (neopreen), etüleen-propüleen, isopreen-isobutüleen (butüülkummi), polüfluorosüsinik, polüuretaan ja silikoonkumm. Lebedevi meetodil sünteetilise kautšuki tootmise tooraineks on etüülalkohol. Nüüd on välja töötatud butadieeni tootmine butaanist viimase katalüütilise dehüdrogeenimise teel.

Teadlased on olnud edukad ja tänapäeval on enam kui kolmandik maailmas toodetavast kummist valmistatud sünteetilisest kummist. Kumm ja kumm annavad tohutu panuse eelmise sajandi tehnoloogilisesse progressi. Meenutagem näiteks kummikuid ja erinevaid isoleermaterjale ning meile saab selgeks kummi roll olulisemates majandusharudes. Üle poole maailma elastomeeride toodangust kulutatakse rehvide tootmisele. Väikeauto rehvide valmistamiseks kulub umbes 20 kg erinevat marki ja erinevat marki kummi ning kallurautol ligi 1900 kg. Väiksem osa läheb muud tüüpi kummitoodetele. Kumm teeb meie elu mugavamaks.

1.4 KIUD

Oleme kõik tuttavad looduslike kiududega nagu puuvill, vill, lina ja siid. Samuti tunneme sünteetilisi kiude nailonist, polüestrist, polüpropüleenist ja akrüülist. Kiudude peamine eripära on see, et nende pikkus on sadu kordi suurem nende läbimõõdust. Kui looduslikud kiud (va siid) on staapelkiud, siis sünteetilisi kiude saab nii pidevate niitide kui ka staapelkiudude kujul.

Tarbija seisukohast võib kiude olla kolme tüüpi; igapäevane nõudlus, ohutu ja tööstuslik.

Igapäevaseid kiude nimetatakse alus- ja ülerõivaste valmistamiseks kasutatavateks kiududeks. Sellesse rühma kuuluvad kiud aluspesu, sokkide, särkide, ülikondade jms valmistamiseks. Need kiud peavad olema sobiva tugevuse ja venitavusega, pehmustega, mittesüttivusega, niiskust imavad ja hästi värvitud. Selle kiudude klassi tüüpilised esindajad on puuvill, siid, vill, nailon, polüestrid ja akrülaadid.

Ohutu kiud on kiud, mida kasutatakse vaipade, kardinate, toolikatete, kardinate jms tootmiseks. Sellised kiud peavad olema sitked, tugevad, vastupidavad ja kulumiskindlad. Ohutuse seisukohalt on nendele kiududele kehtestatud järgmised nõuded: need peavad süttima halvasti, ei tohi leeki levitada ning põlemisel eraldavad minimaalselt soojust, suitsu ja mürgiseid gaase. Lisades igapäevastele kiududele väikeses koguses aatomeid nagu B, N, Si, P, C1, Br või Sb sisaldavaid aineid, on võimalik muuta need tulekindlaks ja seeläbi muuta need ohututeks kiududeks. Modifitseerivate lisandite sisseviimine kiududesse vähendab nende süttivust, vähendab leegi levikut, kuid ei too kaasa mürgiste gaaside ja suitsu eraldumise vähenemist põlemisel. Uuringud on näidanud, et ohutute kiududena saab kasutada aromaatseid polüamiide, polüimiide, polübensimidasoole ja polüoksüdiasoole, kuid nende kiudude põlemisel eralduvad mürgised gaasid, kuna nende molekulid sisaldavad lämmastikuaatomeid.Aromaatsete polüestrite puhul seda puudust ei ole.

Tööstuslikke kiude kasutatakse komposiitmaterjalides tugevdusmaterjalina. Neid kiude nimetatakse ka struktuurkiududeks, kuna neil on kõrge moodul, tugevus, kuumakindlus, jäikus, vastupidavus. Konstruktsioonikiude kasutatakse selliste toodete tugevdamiseks nagu jäigad ja painduvad torud, torud ja voolikud, samuti komposiitstruktuurides, mida nimetatakse kiudmaterjalideks ning neid kasutatakse laevade, autode, lennukite ja isegi hoonete ehitamisel. Sellesse kiudude klassi kuuluvad üheteljeliselt orienteeritud aromaatsete polüamiidide ja polüestrite kiud, süsinik- ja ränikiud.

2. POLÜMEERI TAASKASUTAMINE

2.1 SEGENDAMINE

Puhtal kujul polümeere, mis on saadud tööstusettevõtetest pärast nende eraldamist ja puhastamist, nimetatakse "primaarseteks" polümeerideks või "primaarseteks" vaikudeks. Välja arvatud mõned polümeerid, nagu polüstüreen, polüetüleen, polüpropüleen, ei ole esmased polümeerid üldiselt otseseks töötlemiseks sobivad. Näiteks Virgin PVC on sarvetaoline materjal ja seda ei saa vormida ilma plastifikaatori lisamisega pehmendamata. Sarnaselt nõuab looduslik kautšuk loodusliku kautšuki moodustamiseks vulkaniseeriva aine lisamist. Enamik polümeere on kaitstud termilise, oksüdatiivse ja fotodegradatsiooni eest, lisades neisse sobivaid stabilisaatoreid. Värvainete ja pigmentide lisamine polümeerile enne vormimist võimaldab saada väga erinevat värvi tooteid. Hõõrdumise vähendamiseks ja polümeeri voolu parandamiseks töötlemisseadmetes lisatakse enamikule polümeeridele määrdeaineid ja abiaineid. Tavaliselt lisatakse polümeerile täiteaineid, et anda neile erilised omadused ja vähendada lõpptoote maksumust.

Protsessi, mis hõlmab selliste koostisosade nagu plastifikaatorite, kõvendite, kõvendite, stabilisaatorite, täiteainete, värvainete, leegiaeglustite ja määrdeainete lisamist primaarsesse polümeeri, nimetatakse "ühendamiseks" ja polümeeride segusid nende lisanditega nimetatakse "ühendamiseks". "ühendid".

Primaarsed plastpolümeerid, nagu polüstüreen, polüetüleen, polümetüülmetakrülaat ja polüvinüülkloriid, on tavaliselt vabalt voolavate peenete pulbrite kujul. Peenpulber või vedelad koostisosad segatakse pulbrilise neitsipolümeeriga, kasutades planetaarsegisteid, V-segisteid, lintspiraalsegisteid, Z-segisteid või kallurmasinaid. Väljatõrjumise võib läbi viia kas toatemperatuuril või kõrgendatud temperatuuril, mis aga peaks olema tunduvalt madalam polümeeri pehmenemistemperatuurist. Vedelad eelpolümeerid segatakse lihtsate kiirete segistitega.

Primaarsed elastomeersed polümeerid, nagu looduslik kautšuk, stüreen-butadieenkummi või nitriilkummi, toodetakse puru kujul, mis on pressitud paksudeks plaatideks, mida nimetatakse "pallideks". Tavaliselt segatakse neid vulkaniseerivate ainete, katalüsaatorite, täiteainete, antioksüdantide ja määrdeainetega. Kuna elastomeerid ei ole vabalt voolavad pulbrid nagu esmane plast, ei saa neid segada ülalloetletud koostisainetega, kasutades esmase plasti puhul kasutatavaid meetodeid. Primaarsete plastpolümeeride segamine ühendi teiste komponentidega saavutatakse segamise teel, samas kui primaarsete elastomeeride ühendi saamiseks rullitakse puru plastlehtedeks ja seejärel viiakse polümeeri sisse vajalikud koostisosad. Elastomeeride segamine toimub kas kaherullilises kummiveskis või sisemise segamisega Banbury segistis. Lateksina või madala molekulmassiga vedelate vaikude kujul olevaid elastomeere saab segada lihtsa segamise teel, kasutades kiireid segajaid. Kiudu moodustavate polümeeride puhul segamist ei teostata. Sellised komponendid nagu määrdeained, stabilisaatorid ja täiteained lisatakse tavaliselt vahetult enne lõnga kedramist otse polümeeri sulatisele või lahusele.

2.2 TÖÖTLEMISE TEHNOLOOGIA

Asjaolu, et polümeerseid materjale kasutatakse väga erinevates vormides, nagu vardad, torud, lehed, vahtmaterjalid, katted või liimid, aga ka vormitud tooted, eeldab mitmesuguseid viise, kuidas polümeerühendeid lõpptoodeteks töödelda. Enamik polümeertooteid saadakse kas vormimise või töötlemise teel või vedelate eelpolümeeride vormi valamisel, millele järgneb kõvenemine või ristsidumine. Kiud saadakse ketramise käigus.

Vormimisprotsessi võib võrrelda näiteks savist figuuri voolimisega ja töötlemisprotsessi sama figuuri seebitükist nikerdamisega. Vormimisprotsessis asetatakse pulbri, helveste või graanulite kujul olev ühend vormi ja allutatakse temperatuurile ja rõhule, mille tulemusena moodustub lõpptoode. Töötlemisprotsessi käigus saadakse klammerdamise, stantsimise, liimimise ja keevitamise teel lihtsa kujuga tooteid, nagu lehed, vardad või torud.

Enne polümeeride töötlemise erinevate meetodite käsitlemist tuletame meelde, et polümeermaterjalid võivad olla termoplastsed või termoreaktiivsed (termosreaktiivsed). Kui termoplastsed materjalid on kuumuse ja rõhu all vormitud, tuleb need enne vormist vabastamist jahutada alla polümeeri pehmenemistemperatuuri, vastasel juhul kaotavad nad oma kuju. Termoreaktiivsete materjalide puhul pole see vajalik, kuna pärast ühekordset temperatuuri ja rõhuga kokkupuudet säilitab toode oma kuju isegi siis, kui see kõrgel temperatuuril vormist vabastatakse.

2.3 KALENDERIMINE

Kalanderdamisprotsessi kasutatakse tavaliselt pidevate kilede ja lehtede tootmiseks. Aparaadi (joon. 1) põhiosa kalandreerimiseks on vastassuundades pöörlevate sujuvalt poleeritud metallrullide komplekt ja seade nendevahelise vahe peenreguleerimiseks. Rullide vahe määrab kalandreeritud lehe paksuse. Polümeerisegu juhitakse kuumadele rullidele ja nendelt rullidelt tulev leht jahutatakse, kui see läbib külmi rulle. Viimases etapis keritakse lehed rullidesse, nagu on näidatud joonisel 1. Kui aga lehtede asemel on vaja saada õhukesi polümeerkilesid, kasutatakse rullide seeriat järk-järgult väheneva vahega. Tavaliselt kalandritakse lehtedeks polümeerid, nagu polüvinüülkloriid, polüetüleen, kumm ja butadieenstüreen-akrüülnitriil.

Riis. üks. Kalandri aparaadi skeem

/ - polümeeriühend; 2 - kalendrirullid: kuumad (3) ja külm (4); 5 - kalandreeritud leht; b - juhtrullid; 7 - kerimisseade

Profiilrullide kasutamisel kalandrimasinas on võimalik saada erineva mustriga reljeefseid lehti. Erinevat värvi ühendite segude lisamisega kalendrisse on võimalik saavutada erinevaid dekoratiivseid efekte, näiteks marmori imitatsiooni. PVC-põrandaplaatide tootmisel kasutatakse tavaliselt marmoreerimistehnoloogiat.

2.4 VALU

VORMIVALAMINE. See on suhteliselt odav protsess, mis seisneb vedela eelpolümeeri muundamises soovitud kujuga tahketeks toodeteks. Selle meetodiga on võimalik saada lehti, torusid, vardaid jne. piiratud pikkusega tooted. Skemaatiliselt on vormivalamise protsess näidatud joonisel 2. Sel juhul valatakse eelpolümeer, mis on segatud sobivas vahekorras kõvendi ja muude koostisosadega, Petri tassi, mis toimib vormina. Seejärel asetatakse Petri tass mitmeks tunniks nõutava temperatuurini kuumutatud ahju, kuni kõvenemisreaktsioon on lõppenud. Pärast jahutamist toatemperatuurini eemaldatakse tahke toode vormist. Sel viisil valatud tahkel kehal on Petri tassi sisemise reljeefi kuju.

Riis. 2. Lihtsaim pilt vormi valamise protsessist

b - Petri tassi täitmine eelpolümeeri ja kõvendiga; b - küte ahjus; b - jahutatud toote eemaldamine vormist

Kui Petri tassi asemel kasutada ühest otsast suletud silindrilist klaastoru, võib saada silindrilise varda kujulise toote. Lisaks võib vormi valada eelpolümeeri ja kõvendi asemel polümerisatsioonitemperatuurini kuumutatud monomeeri, katalüsaatori ja muude koostisainete segu. Sel juhul toimub polümerisatsioon vormi sees, kuni moodustub tahke toode. Survevormimiseks sobivad akrüülid, epoksiidid, polüestrid, fenoolid ja uretaanid.

Valuvormid on valmistatud alabastrist, pliist või klaasist. Kõvenemise ajal polümeerplokk kahaneb, muutes selle vormist vabastamise lihtsamaks.

PÖÖRDEVALU. Õõnestooteid, nagu pallid ja nukud, toodetakse protsessis, mida nimetatakse "rotatsioonivalamiseks". Selles protsessis kasutatud seade on näidatud joonisel 3.

Termoplastsest materjalist ühend peene pulbri kujul asetatakse õõnsasse vormi. Kasutataval seadmel on spetsiaalne seade vormi samaaegseks pöörlemiseks ümber primaarse ja sekundaarse telje. Vorm suletakse, kuumutatakse ja pööratakse. Selle tulemuseks on sulaplasti ühtlane jaotus kogu õõnesvormi sisepinnal. Seejärel jahutatakse pöörlev vorm külma veega. Jahtumisel sula plastmaterjal, mis on ühtlaselt jaotunud üle vormi sisepinna, tahkub. Nüüd saab vormi avada ja lõpptoote eemaldada.

Vormi võib laadida ka vedela segu termoreaktiivsest eelpolümeerist kõvendiga. Kõvenemine toimub sel juhul pöörlemise ajal kõrgendatud temperatuuri mõjul.

Rotatsioonivalamisega toodetakse PVC-st tooteid, nagu kalossid, õõnsad pallid või nukkude pead. PVC kõvenemine toimub füüsikalise geelistamise teel PVC ja vedela plastifikaatori vahel temperatuuril 150-200°C. Peened PVC osakesed jaotuvad vedelas plastifikaatoris ühtlaselt koos stabilisaatorite ja värvainetega, moodustades seega suhteliselt madala viskoossusega aine. See pastataoline materjal, mida nimetatakse plastisooliks, laaditakse vormi ja õhk eemaldatakse sellest. Seejärel pööratakse vormi ja kuumutatakse vajaliku temperatuurini, mis põhjustab polüvinüülkloriidi tarretumist. Saadud toote seina paksus määratakse geelistumisaja järgi.

Joonis 3. Rotatsioonivalu protsessis pööratakse polümeermaterjaliga täidetud õõnesvorme samaaegselt ümber primaarse ja sekundaarse telje.

1 - esmane telg; 2 - sekundaarne telg; 3 - eemaldatav vormidetail; 4 - hallituse õõnsused; 5 - käigukasti korpus; b-mootorile

Pärast vajaliku seina paksuse saavutamist eemaldatakse liigne plastisool teiseks tsükliks. PVC-osakeste segu lõplikuks homogeniseerimiseks plastifikaatoriga kuumutatakse vormi sees olevat geelitaolist toodet. Lõpptoode võetakse vormist välja pärast seda, kui see on veejoaga jahutatud. Vedelat materjali kasutav pöörleva valamise meetod on tuntud kui "õõnesvormimine vormi valamise ja pööramise teel".

SISSEVALMIST. Kõige mugavam protsess termoplastilistest polümeeridest toodete valmistamiseks on survevaluprotsess. Hoolimata asjaolust, et seadmete maksumus selles protsessis on üsna kõrge, on selle vaieldamatu eelis kõrge tootlikkus. Selle protsessi käigus süstitakse mõõdetud kogus sula termoplastilist polümeeri surve all suhteliselt külma vormi, kus see tahkub lõpptooteks.

Survevalu seade on näidatud joonisel 6. Protsess seisneb graanulite, tablettide või pulbrina segatud plastmaterjali tarnimises punkrist teatud ajavahemike järel kuumutatud horisontaalsesse silindrisse, kus see pehmeneb. Hüdrauliline kolb tagab rõhu, mis on vajalik sulamaterjali surumiseks läbi silindri silindri otsas olevasse vormi. Kui polümeermass liigub mööda silindri kuumatsooni, soodustab seade nimega "torpeedo" plastmaterjali ühtlast jaotumist kuuma silindri siseseintel, tagades nii ühtlase soojusjaotuse kogu mahus. Seejärel süstitakse sula plastmaterjal läbi süstimisava vormiõõnde.

Kõige lihtsamal kujul on vorm kaheosaline süsteem: üks osadest on liikuv, teine ​​on paigal (vt joonis 6). Vormi statsionaarne osa kinnitatakse silindri otsa ning liikuv osa eemaldatakse ja asetatakse sellele.

Spetsiaalse mehaanilise seadme abil suletakse vorm tihedalt ja sel ajal süstitakse sula plastmaterjali rõhuga 1500 kg/cm. Sulguv mehaaniline seade peab olema konstrueeritud nii, et see talub kõrget töörõhku. Sulamaterjali ühtlane voolamine vormi sisepiirkondades tagatakse selle eelkuumutamisega teatud temperatuurini. Tavaliselt on see temperatuur mõnevõrra madalam kui vormitud plastmaterjali pehmenemistemperatuur. Pärast vormi täitmist sulapolümeeriga jahutatakse see tsirkuleeriva külma veega ja seejärel avatakse valmistoote eemaldamiseks. Kogu seda tsüklit saab korrata mitu korda nii käsitsi kui ka automaatselt.

FILMIDE VALAMINE. Valamismeetodit kasutatakse ka polümeerkilede tootmiseks. Sel juhul valatakse sobiva kontsentratsiooniga polümeerilahus järk-järgult konstantsel kiirusel liikuvale metalllindile (joonis 4), mille pinnale moodustub pidev polümeerilahuse kiht.

Joonis 4. Kile valamise protsessi skeem

/ - polümeerilahus; 2 - jaotusventiil; 3 - polümeeri lahus levib, moodustades kile; 4 - lahusti aurustub; 5 - lõputu metallist vöö; 6 - pidev polümeerkile; 7 - rull

Kui lahusti aurustub kontrollitud režiimis, moodustub metallvöö pinnale õhuke polümeerkile. Pärast seda eemaldatakse kile lihtsa koorimisega. Sel viisil toodetakse enamik tööstuslikke tsellofaani lehti ja fotofilme.

2.5 OTSE VAJUTAMINE

Otsepressimise meetodit kasutatakse laialdaselt termoreaktiivsetest materjalidest toodete valmistamiseks. Joonisel 5 on kujutatud tüüpiline otsepressimiseks kasutatav vorm. Vorm koosneb kahest osast - ülemisest ja alumisest või stantsist (positiivne vorm) ja maatriksist (negatiivne vorm). Vormi allservas on sälk ja ülaosas äär. Ülemise osa eendi ja alumise osa süvendi vaheline lõhe suletud vormis määrab pressitud toote lõpliku välimuse.

Otsese kokkusurumise protsessis allutatakse termoreaktiivsele materjalile üks kord temperatuuri ja survet. Soojendusega plaatidega hüdraulilise pressi kasutamine võimaldab saavutada soovitud tulemuse.

Joonis 5. Otsese vormimisprotsessis kasutatava vormi skemaatiline kujutis

1 - termoreaktiivse materjaliga täidetud vormiõõnsus; 2 - juhtnaelu; 3 - Burr; 4 - vormitud toode

Pressimisel võib temperatuur ja rõhk ulatuda vastavalt 200 °C ja 70 kg/cm2. Töötemperatuuri ja rõhu määravad pressitud plastmaterjali reoloogilised, termilised ja muud omadused. Vormi süvend on täielikult täidetud polümeerseguga. Kui vorm on surve all suletud, surutakse selle sees olev materjal kokku ja pressitakse soovitud kuju. Üleliigne materjal surutakse vormist välja õhukese kilena, mida nimetatakse "burriks". Temperatuuri mõjul pressitud mass kõvastub. Lõpptoote vormist vabastamiseks ei ole jahutamine vajalik.

Joonis..6. Survevalu protsessi skemaatiline kujutis

1 - kombineeritud plastmaterjal; 2 - laadimislehter; 3 - kolb; 4 - elektriline kütteelement; 5 - vormi statsionaarne osa;

6 - vormi liikuv osa; 7 - põhisilinder; 8 - torpeedo; 9 - pehmendatud plastmaterjal; 10 - hallitus; 11 - survevalu teel vormitud toode

2.6 VORMISTAMINE

PNEUMOFORMING. Puhumisvormimise teel toodetakse palju õõnesplasttooteid: kanistreid, karastusjoogipudeleid jne. Puhumisvormida saab järgmisi termoplastseid materjale: polüetüleen, polükarbonaat, polüvinüülkloriid, polüstüreen, nailon, polüpropüleen, akrüülid, akrüülnitriil, akrüülnitriilbutadieenstüreen. polümeer, aga aastase tarbimise osas on esikohal kõrge tihedusega polüetüleen.

Puhumisvormimine on saanud alguse klaasitööstusest. Selle protsessi skeem on toodud joonisel 7.

Kuum pehmendatud termoplasttoru, mida nimetatakse "tooriks", asetatakse kaheosalise õõnesvormi sisse. Kui vorm on suletud, kinnitavad selle mõlemad pooled tooriku ühte otsa ja toru teises otsas asuva õhuvarustusnõela.

Joonis 7. Puhumisvormimisprotsessi etappe selgitav skemaatiline diagramm

a - avatud vormi asetatud toorik; b - suletud vorm;

c - õhu puhumine vormi; d - vormi avamine. 1 - tühi;

2 - õhuvarustuse nõel; 3 - Pressivorm; 4 - õhk; 5 - õhkvormitud toode

Kompressorist läbi nõela antava rõhu toimel pumbatakse kuum toorik nagu pall täis, kuni see puutub tihedalt kokku vormi suhteliselt külma sisepinnaga. Seejärel vorm jahutatakse, avatakse ja valmis tahke termoplastne toode eemaldatakse.

Puhumisvormimiseks mõeldud tooriku võib saada survevalu või ekstrusiooniga ning sellest sõltuvalt nimetatakse meetodit vastavalt survepuhumisvormimiseks või ekstrusioonpuhumisvormimiseks.

VORMITUSLEHT TERMOPLASTIK. Termoplastsete lehtede vormimine on kolmemõõtmeliste plasttoodete tootmisel äärmiselt oluline protsess. Selle meetodi abil saadakse akrüülnitriilbutadieenstüreeni lehtedest isegi selliseid suuri tooteid nagu allveelaevade kered.

Selle protsessi skeem on järgmine. Termoplastne leht kuumutatakse selle pehmenemistemperatuurini. Seejärel surub stants kuuma painduva lehe metallvormimaatriksiks (joonis 9), samal ajal kui leht võtab teatud kuju. Jahtudes vormitud toode tahkub ja eemaldatakse vormist.

Modifitseeritud meetodi puhul imetakse kuum leht vaakumi toimel stantsi õõnsusse ja võtab vajaliku kuju (joonis 10). Seda meetodit nimetatakse vaakumvormimismeetodiks.

2.7 EKSTRUSION

Ekstrusioon on üks odavamaid meetodeid laialdaselt kasutatavate plasttoodete (nt kiled, kiud, torud, lehed, vardad, voolikud ja rihmad) tootmiseks, nende toodete profiili määrab ekstruuderipea väljalaskeava kuju. Sula plast pressitakse teatud tingimustel läbi ekstruuderipea väljalaskeava, mis annab ekstrudaadile soovitud profiili. Lihtsaima ekstrusioonimasina skeem on näidatud joonisel 8.

Joonis 8. Lihtsaima ekstrusioonimasina skemaatiline esitus

1 - laadimislehter; 2 - tigu; 3 - põhisilinder; 4 - kütteelemendid; 5 - ekstruuderi pea väljalaskeava, a - Laadimistsoon; b - survetsoon; aastal ~ homogeniseerimise tsoon

Selles masinas laaditakse segatud plastmaterjali pulber või graanulid punkrist polümeeri pehmendamiseks elektriliselt soojendatavasse silindrisse. Spiraalikujuline pöörlev kruvi tagab kuuma plastmassi liikumise mööda silindrit. Kuna polümeerimassi liikumise ajal tekib pöörleva kruvi ja silindri vahel hõõrdumine, põhjustab see soojuse eraldumist ja sellest tulenevalt töödeldud polümeeri temperatuuri tõusu. Selle liikumise käigus punkrist ekstruuderipea väljalaskeavasse läbib plastmass kolme selgelt eraldatud tsooni: laadimistsooni (a), survetsooni (b) ja homogeniseerimistsooni. (in)(Vt joonis 9).

Kõik need tsoonid aitavad kaasa ekstrusiooniprotsessile. Laadimistsoon näiteks võtab punkrist polümeerimassi ja saadab selle survetsooni, see toiming toimub ilma kuumutamiseta.

Riis. üheksa. Lehttermoplastide vormimisprotsessi skeem

1 - termoplastilisest materjalist leht; 2 - klamber; 3 - löök; 4 - kuumusega pehmendatud leht; 5 - maatriks; 6 - toode, mis saadakse lehttermoplasti vormimisel

Joonis 10. Termoplastide vaakumvormimisprotsessi skeem

1 - klamber; 2 - termoplastist leht; 3 - Pressivorm; 4 - toode, mis saadakse termoplastide vaakumvormimisel

Kompressioonitsoonis tagavad kütteelemendid pulbrilise laengu sulamise ja pöörlev kruvi surub selle kokku. Seejärel satub pastataoline sulaplastmaterjal homogeniseerimistsooni, kus omandab tänu kruvi keermele konstantse voolukiiruse.

Ekstruuderi selles osas tekkiva rõhu toimel juhitakse polümeersulam ekstruuderipea väljalaskeavasse ja väljub soovitud profiiliga. Mõnede polümeeride kõrge viskoossuse tõttu on mõnikord vaja teist tsooni, mida nimetatakse töötsooniks, kus polümeerile avaldatakse segamise efektiivsuse parandamiseks suur nihkekoormus. Soovitud profiiliga ekstrudeeritud materjal jätab ekstruuderi väga kuumaks (selle temperatuur on 125-350°C) ning selle kuju säilitamiseks on vaja kiiret jahutamist. Ekstrudaat siseneb konveierilindile, mis läbib külma vee vaati ja tahkub. Ekstrudaadi jahutamiseks kasutatakse ka külma õhu puhumist ja külma vee pihustamist. Vormitud toode lõigatakse edasi või keritakse rullidesse.

Ekstrusiooniprotsessi kasutatakse ka juhtmete ja kaablite katmiseks polüvinüülkloriidi või kummiga ning vardalaadsete metallvardade katmiseks sobivate termoplastsete materjalidega.

2.8 VAHUTAMINE

Vahustamine on lihtne meetod vahu ja käsnataoliste materjalide saamiseks. Selle klassi materjalide erilised omadused – lööke neelav võime, kerge kaal, madal soojusjuhtivus – muudavad need erinevatel eesmärkidel kasutamiseks väga atraktiivseks. Levinud vahutavad polümeerid on polüuretaanid, polüstüreen, polüetüleen, polüpropüleen, silikoonid, epoksiidid, PVC jne. Vahustruktuur koosneb isoleeritud (suletud) või läbivatest (avatud) tühimikest. Esimesel juhul, kui tühimikud on suletud, võivad need sisaldada gaase. Mõlemat tüüpi konstruktsioonid on skemaatiliselt näidatud joonisel 11.

Joonis 11. Vahustamisprotsessi käigus tekkinud avatud ja suletud rakustruktuuride skemaatiline esitus

1- diskreetsed (suletud) rakud; 2 - läbistavad (avatud) rakud;

3 - rakuseinad

Vaht- või kärgplastide tootmiseks on mitu meetodit. Üks neist on see, et õhk või lämmastik puhutakse läbi sulaühendi, kuni see täielikult vahustub. Vahustamisprotsessi hõlbustab pindaktiivsete ainete lisamine. Soovitud vahutamisastme saavutamisel jahutatakse maatriks toatemperatuurini. Sel juhul termoplastne materjal tahkub vahustatud olekus. Termoreaktiivseid vedelaid eelpolümeere saab külmvahustada ja seejärel kuumutada kuni täieliku kõvenemiseni. Vahustumine saavutatakse tavaliselt polümeerimassile vahu või puhumisainete lisamisega. Sellised ained on madala molekulmassiga lahustid või teatud keemilised ühendid. Selliste lahustite nagu n-pentaan ja n-heksaan keetmisega polümeersete materjalide kõvenemistemperatuuridel kaasneb intensiivne aurustumisprotsess. Teisest küljest võivad mõned keemilised ühendid nendel temperatuuridel laguneda koos inertgaaside vabanemisega. Niisiis laguneb aso-bis-isobutüronitriil termiliselt, vabastades samal ajal isotsüanaadi ja vee vahelise reaktsiooni tulemusena polümeermaatriksisse eraldunud suure koguse lämmastikku ning seda kasutatakse ka vahustatud materjalide, näiteks polüuretaanvahu tootmiseks:

Kuna polüuretaanid saadakse polüooli reaktsioonil diisotsüanaadiga, tuleb reaktsioonisaaduse vahustamiseks lisada täiendavalt väikeses koguses diisotsüanaati ja vett.

Seega põhjustab suur hulk vahu ja gaasimoodustajatest eralduvaid aure või gaase polümeermaatriksi vahustamiseni. Vahustatud olekus polümeermaatriks jahutatakse temperatuurini, mis on madalam kui polümeeri pehmenemistemperatuur (termoplastsete materjalide puhul) või allutatakse kõvenemis- või ristsidumisreaktsioonile (termokõvenenud materjalide puhul), mille tulemusena maatriks omandab vahtstruktuuri säilitamiseks vajalik jäikus. Seda protsessi nimetatakse "vahu stabiliseerimise" protsessiks. Kui maatriksit ei jahutata alla pehmenemistemperatuuri ega ristseo, väljuvad seda täitvad gaasid pooride süsteemist ja vaht vajub kokku.

Vahtmaterjale on võimalik saada painduvate, jäikade ja pooljäikade vormidena. Vahttoodete otse saamiseks tuleks vahustada otse vormi sees. Vahtpolüstüroolist lehti ja vardaid saab kasutada ka erinevate toodete valmistamiseks. Sõltuvalt polümeeri olemusest ja vahutamisastmest võib vahtude tihedus olla vahemikus 20 kuni 1000 kg/cm 3 . Vahtmaterjalide kasutusala on väga mitmekesine. Näiteks autotööstuses kasutatakse polsterdamiseks suures koguses PVC- ja polüuretaanvahtusid. Need materjalid mängivad mööbli valmistamisel olulist rolli. Jäika vahtpolüstüreen on laialdaselt kasutusel hoonete pakendamiseks ja soojusisolatsiooniks. Poroloonkummi ja polüuretaanvahtu kasutatakse madratsite täitmiseks jms. Jäika polüuretaanvahtu kasutatakse ka hoonete soojusisolatsiooniks ja proteeside valmistamiseks.

2.9 TUGEVDAMINE

Tugevdades plastmaatriksit ülitugeva kiuga, saadakse süsteemid, mida nimetatakse "kiuga tugevdatud plastideks" (FRP). WUA-del on väga väärtuslikud omadused: neid eristab kõrge tugevuse ja kaalu suhe, märkimisväärne korrosioonikindlus ja valmistamise lihtsus. Kiudude tugevdamise meetod võimaldab saada laias valikus tooteid. Näiteks AUA-des tehissatelliite luues köidab kosmoselaevade disainereid ja loojaid eelkõige hämmastavalt kõrge tugevuse ja kaalu suhe. Kaunis välimus, kerge kaal ja korrosioonikindlus võimaldavad kasutada WUA-d laevade katmiseks. Lisaks kasutatakse WUA-d isegi mahutite materjalina, milles hoitakse happeid.

Vaatleme nüüd üksikasjalikumalt nende ebatavaliste materjalide keemilist koostist ja füüsikalist olemust. Nagu eespool märgitud, on need polümeersed materjalid, mille erilised omadused tulenevad tugevdavate kiudude sisseviimisest sellesse. Peamised materjalid, millest armeerimiskiude valmistatakse (nii peeneks hakitud kui ka pikad), on klaas, grafiit, alumiinium, süsinik, boor ja berüllium. Viimased arengud selles valdkonnas on täielikult aromaatse polüamiidi kasutamine tugevdavate kiududena, mis võimaldab rohkem kui 50% kaalu vähendada võrreldes traditsiooniliste kiududega tugevdatud plastidega. Armeerimiseks kasutatakse ka looduslikke kiude, nagu sisal, asbest jne. Armatuurikiu valiku määravad eelkõige nõuded lõpptootele. Klaaskiud on aga laialdaselt kasutusel tänapäevani ja annavad endiselt peamise panuse WUA tööstuslikusse tootmisse. Klaaskiudude kõige atraktiivsemad omadused on madal soojuspaisumistegur, kõrge mõõtmete stabiilsus, madal tootmiskulu, kõrge tõmbetugevus, madal dielektriline konstant, mittesüttivus ja keemiline vastupidavus. Muid tugevduskiude kasutatakse peamiselt juhtudel, kui ARP-i tööks teatud tingimustes on vaja mõningaid lisaomadusi, hoolimata nende kõrgemast maksumusest võrreldes klaaskiududega.

HDPE-d toodetakse kiudude sidumisel polümeermaatriksiga ja seejärel kuivatamisel rõhu ja temperatuuri all. Tugevdavad lisandid võivad olla peeneks hakitud kiudude, pikkade niitide ja kangaste kujul. Peamised ARP-s kasutatavad polümeermaatriksid on polüestrid, epoksiidid, fenoolid, silikoonid, melamiin, vinüülderivaadid ja polüamiidid. Enamik WUA-sid toodetakse polüesterpolümeeride baasil, mille peamiseks eeliseks on nende madal hind. Fenoolpolümeere kasutatakse juhtudel, kui on vajalik kõrge temperatuuritaluvus. AVP ülikõrged mehaanilised omadused saavutatakse epoksüvaikude kasutamisel polümeermaatriksina. Silikoonpolümeeride kasutamine annab WUA-dele suurepärased elektrilised ja termilised omadused.

Praegu on plastikust tugevdamiseks mitu meetodit. Kõige sagedamini kasutatavad neist on: 1) käsitsi lamineerimismeetod, 2) kiudude kerimismeetod ja 3) pihustusimmutamise meetod.

LEHTE KÄSITSI KIHITAMISE MEETOD. Tõenäoliselt on see plastide tugevdamise lihtsaim meetod. Sellisel juhul määrab lõpptoote kvaliteedi suuresti operaatori oskused ja oskused. Kogu protsess koosneb järgmistest etappidest. Esiteks kaetakse vorm õhukese polüvinüülalkoholi, silikoonõli või parafiini baasil kleepuva määrdeainega. Seda tehakse selleks, et vältida lõpptoote kleepumist vormi külge. Seejärel kaetakse vorm polümeerikihiga, mille peale asetatakse klaaskiud või matt. See klaaskiud on omakorda kaetud teise polümeerikihiga.

Joon.12. Manuaalse kihistamise meetodi skemaatiline esitus

1 - polümeeri ja klaaskiu vahelduvad kihid; 2 - Pressivorm; 3 - veerev rull

Kõik see rullitakse rullidega tihedalt kokku, et klaaskiud ühtlaselt polümeerile suruda ja õhumullid eemaldada. Polümeeri ja klaaskiu vahelduvate kihtide arv määrab proovi paksuse (joonis 12).

Seejärel süsteem kõveneb toa- või kõrgendatud temperatuuril. Pärast kõvenemist eemaldatakse tugevdatud plastik vormist ning eemaldatakse ja viimistletakse. Selle meetodiga valmistatakse lehti, auto kereosi, laevakered, torud ja isegi ehituskillud.

KIUD MÄHIMISMEETOD. Seda meetodit kasutatakse väga laialdaselt tugevdatud plasttoodete, näiteks kõrgsurveballoonide, kemikaalide mahutite ja raketimootorite korpuste tootmisel. See seisneb selles, et pidev monofilament, kiud, kiukimp või kootud lint lastakse läbi vaigu ja kõvendi vanni. Kui kiud väljub vannist, pressitakse liigne vaik välja. Seejärel keritakse vaiguga immutatud kiud või teip soovitud kujuga südamikule ja kuivatatakse temperatuuri mõjul.

Joonis 13. Kiudude mähkimismeetodi skemaatiline esitus

1- toitepool; 2 - pidev niit; 3 - seade kiudude immutamiseks ja vaigu pressimiseks; 4 - tuum; 5 - südamikule keritud vaiguga immutatud kiud

Kerimismasin (joonis 13) on konstrueeritud nii, et kiude saab teatud viisil ümber südamiku kerida. Kiu pinge ja selle kerimisviis on valmistoote lõplike deformatsiooniomaduste seisukohalt väga olulised.

PRISUTAMISE MEETOD. Selle meetodi puhul kasutatakse mitmeahelalise peaga pihustuspüstolit. Vaigu, kõvendi ja tükeldatud kiu joad juhitakse pihustuspüstolist samaaegselt vormi pinnale (joonis 14), kus need moodustavad teatud paksusega kihi. Teatud pikkusega tükeldatud kiud saadakse pideva kiudude varustamisel aparaadi jahvatuspeasse. Pärast vajaliku paksuse saavutamist kõveneb polümeerimass kuumutamisel. Pihustamine on kiirmeetod suurte pindade katmiseks. Sellel meetodil valmistatakse palju kaasaegseid plasttooteid, nagu kaubaplatvormid, mahutid, veoautokered ja laevakered.

Joonis 14. Pritsimismeetodi skemaatiline esitus

1 - vorm; 2 - hakitud kiu ja vaigu pihustatud segu; 3 - hakitud kiudude juga; 4 - pidev kiud; 5- vaik; 6- kõvendi; 7 - sõlm kiudude lõikamiseks ja pihustamiseks; 8 - vaigu juga

MUUD MEETODID. Lisaks ülalkirjeldatud meetoditele on tugevdatud plastide tootmisel tuntud ka teisi, millest igaühel on oma konkreetne eesmärk. Seega kasutatakse pidevate laminaatide valmistamise meetodit erineva paksusega tugevdatud laminaatide pidevate lehtede tootmiseks. Selle protsessi käigus immutatakse iga eraldiseisev rullidest tulev kootud teibi kiht vaigu ja kõvendiga ning pressitakse seejärel kokku läbi kuumvaltssüsteemi. Pärast temperatuuri mõjul kõvenemist saadakse vajaliku paksusega laminaat I (joon. 15). Materjali paksust saab kihtide arvu muutes muuta.

Joonis 15. Pidevalt lamineeritud materjalide tootmismeetodi skemaatiline esitus

1- etteandepoolid; 2 - pidevad klaaskiust lehed; 3 - vann immutamiseks vaigu ja kõvendi segus; 4 - pidev laminaat; 5 - lamineeritud plastik, lõigatud vajaliku suurusega tükkideks

Teine meetod, mida tuntakse vineerimeetodina, võimaldab pidevatest kiukimpudest toota selliseid tooteid nagu õõnesvardad või õngeritvad. See protsess on suhteliselt lihtne. Pidev kiukimp, mida on eelnevalt töödeldud vaigu ja kõvendiga, tõmmatakse läbi vastava profiiliga matriitsi (joonis 16), kuumutatakse teatud temperatuurini. Matriitsist väljumisel jätkatakse profiiltoote kuumutamist. Kõvenenud profiil tõmmatakse stantsist välja pöörlevate rullide süsteemi abil. See protsess sarnaneb mõneti ekstrusiooniga, ainsa erinevusega, et ekstrusioonil surutakse polümeermaterjal seestpoolt läbi matriitsi pöörleva kruvi abil, samas kui kirjeldatud meetodi puhul tõmmatakse materjal läbi matriitsi väljalaskeava väljastpoolt. .

Joonis 16. Pultrudeeritud kiudplasti saamise meetodi skemaatiline esitus

1 - pidev vaigu ja kõvendiga immutatud kiudude kimp; 2 - kütteelement; 3 - surema; 4 - pöörlevad tõmberullid; 5 - valmistoode, tükkideks lõigatud; 6 - valmistoote profiil

Lisaks võib lõigatud kiude, vaiku ja kõvendit sisaldava segu moodustada mis tahes muul sobival meetodil, näiteks otsepressimisel. Lõigatud kiududega täidetud termoplastseid materjale saab vormida otsepressimise, survevalu või ekstrusiooniga, et saada paremate mehaaniliste omadustega lõpptooteid.

2.10 KETRUSKIUD

Polümeerkiud saadakse protsessis, mida nimetatakse ketramiseks. On kolm põhimõtteliselt erinevat ketrusmeetodit: sulaketrus, kuivketrus ja märgketrus. Sulatatud ketrusprotsessis on polümeer sulas olekus ja muudel juhtudel lahuste kujul. Kuid kõigil neil juhtudel voolab polümeer sulas või lahustunud olekus läbi mitme kanaliga huuliku, mis on plaat, millel on väga väikesed augud kiudude väljumiseks.

SULATUSEST KIIRUTAV. Kõige lihtsamal kujul võib kedrasulatusprotsessi kujutada järgmiselt. Algselt sulatatakse polümeerihelbed kuumutatud restil, muutes polümeeri viskoosseks liikuvaks vedelikuks. Mõnikord tekivad kuumutamisel ristsidumise või termilise hävitamise protsesside tõttu tükid. Neid tükke saab kuumast polümeersulamist kergesti eemaldada plokkfiltrisüsteemi kaudu. Lisaks tuleks oksüdatiivse lagunemise vältimiseks sulamit kaitsta õhuhapniku eest. See saavutatakse peamiselt lämmastiku, CO2 ja veeauru inertse atmosfääri loomisega polümeeri sulatise ümber. Doseerimispump suunab polümeeri sulandi konstantsel kiirusel mitme kanaliga stantsi. Polümeerisulam läbib huuliku peente aukude süsteemi ja väljub sealt pidevate ja väga õhukeste monokiudude kujul. Kokkupuutel külma õhuga kõvastuvad ketrust väljuvad kiud koheselt. Jahutus- ja kõvenemisprotsesse saab oluliselt kiirendada külma õhu puhumisega. Ketradest väljuvad tahked monokiud keritakse poolidele.

Oluliseks tunnuseks, mida sulaketrusprotsessis arvesse võtta, on see, et monokiu läbimõõt sõltub suurel määral kiirusest, millega sula polümeer läbib ketrusketrust, ja kiirusest, millega monofilament ketrusketrust välja tõmmatakse ja poolidele keritakse.

Joonis 17. Kuivketrusprotsesside skemaatiline esitus (a) ja sulaketrus (b)

1 - punker; 2 - polümeeri helbed; 3 - soojendusega rest; 4 - kuum polümeer; 5 - doseerimispump; b - sulatada; 7- mitme kanaliga huulik, 8 - värskelt kedratud kiud; 9 - mähis; 10 - polümeeri lahus; 11 - filter;

12 - doseerimispump; 13 - mitme kanaliga huulik; 14 - värskelt kedratud kiud; 15 - pooli peal

KUIVKETRUS. Suur hulk traditsioonilisi polümeere, nagu PVC või polüakrüülnitriil, töödeldakse kuivketrusprotsessis suures mahus kiududeks. Selle protsessi olemus on näidatud joonisel 17. Polümeer lahustatakse sobivas lahustis, et moodustada väga kontsentreeritud lahus. Lahuse viskoossust reguleeritakse temperatuuri tõstmisega. Kuum viskoosne polümeerilahus surutakse läbi ketrusrettide, tekitades nii õhukesi pidevaid voogusid. Nendest voogudest saadav kiud saadakse lahusti lihtsa aurustamisega. Lahusti aurustumist saab kiirendada kuiva lämmastiku vastuvooluga puhumisega. Polümeerlahusest moodustunud kiud keritakse lõpuks poolidele. Kiudude pöörlemiskiirus võib ulatuda 1000 m / min. Tööstuslikud tselluloosatsetaatkiud, mis on saadud 35% polümeeri lahusest atsetoonis temperatuuril 40 °C, on tüüpiline näide kiu tootmisest kuivketramise teel.

Märg KETRUS. Märgketrusel, nagu ka kuivketrusel, kasutatakse väga kontsentreeritud polümeerilahuseid, mille kõrget viskoossust saab vähendada ketrustemperatuuri tõstmisega. Märgketrusprotsessi üksikasjad on näidatud joonisel 18. Märgketrusprotsessis töödeldakse viskoosset polümeerilahust läbi ketruskettide läbimisel õhukesteks nöörideks. Seejärel sisenevad need polümeerijoad koos sadestusega koagulatsioonivanni, kus polümeer sadestatakse lahusest õhukeste filamentide kujul, mis pärast pesemist, kuivatamist jne kogutakse rullidele. Mõnikord tekivad märgketrusprotsessi käigus pidevate filamentide asemel tükid, mis tekivad pindpinevusjõudude toimel ketrust välja voolava voolu purunemise tagajärjel.

Joonis 18. Märgketrusprotsessi skemaatiline esitus

1 - polümeerilahus; 2 - filter; 3 - doseerimispump; 4 - mitme kanaliga huulik; 5 - sade; 6 - värskelt kedratud kiud; 7 - vann koagulatsiooniks ja settimiseks; 8 - pesuvann; 9 - kuivatamine; 10 - pooli peal

Seda saab vältida polümeerilahuse viskoossuse suurendamisega. Koagulatsioon, mis on märgketruse piirav etapp, on üsna aeglane protsess, mis seletab lahuse tsentrifuugimise madalat kiirust 50 m/min võrreldes teistega. Tööstuses kasutatakse märgketrusprotsessi kiudude tootmiseks polüakrüülnitriilist, tselluloosist, viskooskiust jne.

ÜHETELJE SUUNATUS. Kiudude ketramisel polümeeri sulamist või lahusest ei ole kius olevad makromolekulid orienteeritud ja seetõttu on nende kristallilisuse aste suhteliselt madal, mis mõjutab ebasoovitavalt kiu füüsikalisi omadusi. Kiudude füüsikaliste omaduste parandamiseks tehakse neile operatsioon, mida nimetatakse üheteljeliseks tõmbamiseks, kasutades teatud tüüpi venitusseadmeid.

Seadme peamine omadus on kahe rulliga süsteemi olemasolu AGA ja AT(joon. 19), pöörlevad erinevatel kiirustel. Videoklipp AT pöörleb 4-5 korda kiiremini kui rull AGA. Kedratud lõng juhitakse järjestikku läbi rulli AGA, tõmbejõuga juuksenõel 3 ja rull AT. Alates rullist AT pöörleb kiirusega, mis on suurem kui rull AGA, tihvti antud koormuse all tõmmatakse kiud välja 3. Kiud tõmmatakse tsooni 2. Pärast rulli läbimist AT piklik polümeerniit keritakse metallrullile. Vaatamata asjaolule, et niidi läbimõõt tõmbamise ajal väheneb, paranevad selle tugevusomadused oluliselt tänu makromolekulide orientatsioonile paralleelselt kiu teljega.

Joonis 19. Seadme skemaatiline kujutis üheteljelise orientatsiooni jaoks

1 - venitamata niit; 2 - väljalasketsoon; 3 - venitustihvt; 4- tõmmatud kiud

KIUDIDE JÄRGNEMINE TÖÖTLEMINE. Kiudude kasulike omaduste parandamiseks töödeldakse neid sageli täiendavalt: puhastatakse, määritakse, liimitakse, värvitakse jne.

Puhastamiseks kasutatakse seepe ja muid sünteetilisi pesuaineid. Puhastamine pole midagi muud kui mustuse ja muude lisandite eemaldamine kiu pinnalt. Määrimine seisneb kiudude töötlemises kaitse eesmärgil

need hõõrdumisest naaberkiudude ja töötlemata metallpindadega töötlemise ajal. Looduslikke õlisid kasutatakse peamiselt määrdeainetena. Määrimine vähendab ka kiududele koguneva staatilise elektri hulka.

Suuruse määramine viitab kiudude kaitsva katmise protsessile. Enamiku kiudude liimimismaterjalina kasutatakse polüvinüülalkoholi või želatiini. Suuruse määramine hoiab kiud kompaktses kimbus ja tagab seega ühtlase kudumise. Enne kanga värvimist tuleks liim eemaldada vees loputades.

Värvimiseks asetatakse kiud värvilahusesse, mille molekulid tungivad tavaliselt ainult kiu amorfsetesse piirkondadesse.

Tselluloosil või valkudel põhinevad kiud adsorbeerivad kiiresti happelisi värvaineid, mis seonduvad kergesti polümeeride amino- või hüdroksüülrühmadega. Sünteetiliste kiudude, nagu polüestrid, polüamiidid või akrüülid, värvimisprotsess on palju aeglasem. Sel juhul saab värvimiskiirust suurendada temperatuuri tõstmisega. Polüvinüülkloriidil, polüetüleenil jne põhinevate kiudude värvimine on praktiliselt võimatu ilma nendesse kopolümerisatsiooni ja keemilise oksüdatsiooni käigus aktiivseid absorptsioonitsentreid sisestamata.

KOKKUVÕTE

Nagu eelnevalt märgitud, sisaldavad polümeerid arvukalt looduslikke ühendeid: valke, nukleiinhappeid, tselluloosi, tärklist, kummi ja muid orgaanilisi aineid. Suur hulk polümeere saadakse sünteetiliselt loodusliku päritoluga elementide lihtsaimate ühendite põhjal polümerisatsiooni, polükondensatsiooni ja keemiliste muundamiste teel.

1960. aastate alguses peeti polümeere vaid nappide looduslike toorainete – puuvilla, siidi ja villa – odavateks asendajateks. Kuid peagi saabus arusaam, et polümeerid, kiud ja muud nendel põhinevad materjalid on mõnikord paremad kui traditsiooniliselt kasutatavad looduslikud materjalid – need on kergemad, tugevamad, kuumakindlamad, võimelised töötama agressiivses keskkonnas. Seetõttu suunasid keemikud ja tehnoloogid kõik oma jõupingutused uute kõrgete tööomadustega polümeeride loomisele ja nende töötlemismeetoditele. Ja nad saavutasid selles äris tulemusi, ületades mõnikord tuntud välisfirmade sarnase tegevuse tulemusi.

Polümeere kasutatakse laialdaselt paljudes inimtegevuse valdkondades, rahuldades erinevate tööstusharude, põllumajanduse, meditsiini, kultuuri ja igapäevaelu vajadusi. Samas on kohane märkida, et viimastel aastatel on polümeermaterjalide funktsioon igas tööstusharus ja nende valmistamise meetodid mõnevõrra muutunud. Üha rohkem vastutusrikkaid ülesandeid hakati usaldama polümeeridele. Üha enam hakati polümeeridest valmistama masinate ja mehhanismide suhteliselt väikeseid, kuid struktuurselt keerukaid ja kriitilisi osi ning samal ajal hakati polümeere üha sagedamini kasutama masinate ja mehhanismide suurte kereosade valmistamisel, kandma olulisi koormusi.

Polümeersete materjalide tugevusomaduste piir sai ületatud üleminekuga komposiitmaterjalidele, peamiselt klaas- ja süsinikkiule. Nii et nüüd kõlab väljend “plast on terasest tugevam” üsna mõistlik. Samal ajal säilitasid polümeerid oma positsioonid tohutul hulgal nende osade masstootmisel, mis ei vaja eriti suurt tugevust: pistikud, liitmikud, korgid, käepidemed, kaalud ja mõõtevahendite korpused. Teine polümeeridele omane valdkond, kus nende eelised teiste materjalide ees kõige selgemini avalduvad, on sise- ja välisviimistlus.

Muide, samad eelised stimuleerivad polümeermaterjalide laialdast kasutamist lennundustööstuses. Näiteks alumiiniumisulami asendamine grafiitplastiga lennuki tiiva liistu valmistamisel võimaldab vähendada osade arvu 47-lt 14-le, kinnitusdetailide arvu 1464-lt 8-le poldile, vähendada kaalu 22% ja maksumust 25% võrra. . Samas on toote ohutusvaru 178%. Helikopteri labad, reaktiivmootori ventilaatori labad on soovitatav valmistada alumiiniumsilikaatkiududega täidetud polükondensatsioonivaikudest, mis võimaldab vähendada lennuki kaalu, säilitades samal ajal tugevuse ja töökindluse.

Kõik need näited näitavad polümeeride tohutut rolli meie elus. Raske on ette kujutada, milliseid materjale nende põhjal ikkagi saadakse. Kuid võib kindlalt öelda, et polümeerid võtavad tootmises kui mitte esimese, siis vähemalt ühe esikoha. On üsna ilmne, et lõpptoodete kvaliteet, omadused ja omadused sõltuvad otseselt polümeeri töötlemise tehnoloogiast. Selle aspekti olulisus sunnib meid otsima üha uusi töötlemisviise, et saada parema jõudlusega materjale. Selles essees käsitleti ainult peamisi meetodeid. Nende koguarv sellega ei piirdu.

BIBLIOGRAAFIA

1. Pasynkov V.V., Sorokin V.S., Elektroonilise tehnoloogia materjalid, - M .: Kõrgkool, 1986.

2.A. A. Tager, Polümeeride füüsikaline keemia, M., keemia, 1978.

3. Tretjakov Yu.D., Keemia: võrdlusmaterjalid. – M.: Valgustus, 1984.

4. Materjaliteadus / Toim. B.N. Arzamasov. - M .: Mashinostroenie, 1986.

5. Dontsov A. A., Dogadkin B. A., Shershnev V. A., Elastomeeride keemia, - M .: Keemia, 1981.

1. SISSEJUHATUS

Inimtegevuse üks käegakatsutavamaid tulemusi on jäätmete teke, mille hulgas on plastikjäätmed oma ainulaadsete omaduste tõttu erilisel kohal.

Plastid on keemiatooted, mis koosnevad suure molekulmassiga pika ahelaga polümeeridest. Plasti tootmine praeguses arengujärgus kasvab aastas keskmiselt 5...6% ja 2010. aastaks ulatub see prognooside kohaselt 250 miljoni tonnini, mille tarbimine elaniku kohta on tööstusriikides viimase aja jooksul kahekordistunud. 20 aastat, jõudes 85...90 kg, Kümnendi lõpuks arvatakse, et see näitaja kasvab 45 ... 50%.

PLASTE ON UMBES 150 LIIKI, 30% NENDEST ON ERINEVATE POLÜMEERIDE SEGUD. TEATUD OMADUSTE JA PAREMA TÖÖTLEMISE SAAVUTAMISEKS KASUTATAKSE POLÜMEERIDESSE ERINEVAID KEEMILISI LISANDID, MIDA ON JUBA ROHKEM KUI 20, NING RIDA NEID ON SEOTUD MÜRGISTE MATERJALIDEGA. TOIDULISANDIDE VÄLJASTUS KASVATAB PIDEVALT. KUI 1980. AASTAL TOODETATI NEID 4000 T, SIIS AASTAKS 2000 TÕUSUS VÄLJANDUSMAHT JUBA 7500 T-NI JA KÕIK TULETAKSE PLASTIS. JA AJA JOOKSUL LÄHEB TARBITATUD PLASTID PARATAMATULT JÄÄTMEKS.

ÜKS KIIRESTI KASVATAVAD PLASTIKUTUSE KASUTUSSUUNAD ON PAKEND.

Kogu toodetud plastist kasutatakse 41% pakendites, millest 47% kulub toiduainete pakendamiseks. Mugavus ja ohutus, madal hind ja kõrge esteetika on määravad tingimused plastide kasutamise kiiremaks kasvuks pakendite valmistamisel.

Plastide nii suur populaarsus on seletatav nende kerguse, kulutõhususe ja väärtuslike teenindusomadustega. Plastid on tõsised konkurendid metallile, klaasile ja keraamikale. Näiteks klaaspudelite valmistamiseks kulub 21% rohkem energiat kui plastpudelite valmistamiseks.

Kuid koos sellega on probleem jäätmete kõrvaldamisega, mida on üle 400 erineva liigi, mis tekivad polümeeritööstuse toodete kasutamise tulemusena.

Tänapäeval mõtlevad meie planeedi inimesed rohkem kui kunagi varem Maa tohutule reostusele, mida põhjustab üha suurenev plastiku raiskamine. Sellega seoses täiendab õpik teadmisi plastide ringlussevõtu ja ringlussevõtu valdkonnas, et viia need tagasi tootmisse ja parandada keskkonda Vene Föderatsioonis ja maailmas.

2 POLÜMEERSETE MATERJALIDE TAASKASUTUSE JA KASUTAMISE OLUKORDA ANALÜÜS

2.1 POLÜMEERSETE MATERJALIDE TAASKASUTUSE SEISUKORRA ANALÜÜS

Kogu toodetud plastist kasutatakse 41% pakendites, millest 47% kulub toiduainete pakendamiseks. Mugavus ja ohutus, madal hind ja kõrge esteetika on määravad tingimused plastide kasutamise kiiremaks kasvuks pakendite valmistamisel. Sünteetilistest polümeeridest valmistatud pakend, mis moodustab 40% olmeprügist, on praktiliselt "igavene" – see ei lagune. Seetõttu on plastpakendite kasutamine seotud jäätmete tekkega 40...50 kg/aastas inimese kohta.

Venemaal on 2010. aastaks eeldatavasti polümeerijäätmeid üle miljoni tonni ja nende kasutusprotsent on endiselt väike. Võttes arvesse polümeersete materjalide spetsiifilisi omadusi - need ei lagune, ei korrosiooni, on nende kõrvaldamise probleem ennekõike keskkonnaalane. Ainuüksi Moskva tahkete olmejäätmete kõrvaldamise kogumaht on umbes 4 miljonit tonni aastas. Jäätmete kogutasemest võetakse ringlusse vaid 5 ... 7% nende massist. 1998. aasta andmetel on ladestusse antud tahkete olmejäätmete keskmises koostises plastikut 8%, mis teeb aastas 320 tuhat tonni.

Kuid praegu on polümeermaterjalide jäätmete töötlemise probleem muutumas aktuaalseks mitte ainult keskkonnakaitse seisukohalt, vaid ka seetõttu, et polümeersete toorainete nappuse tingimustes muutuvad plastijäätmed võimsaks tooraineks ja energiaressurss.

Samas nõuab keskkonnakaitsega seotud küsimuste lahendamine olulisi kapitaliinvesteeringuid. Plastjäätmete töötlemise ja hävitamise maksumus on ligikaudu 8 korda suurem kui enamiku tööstusjäätmete töötlemise maksumus ja peaaegu kolm korda suurem olmejäätmete hävitamise maksumus. Selle põhjuseks on plastide spetsiifilised omadused, mis muudavad tahkete jäätmete hävitamise teadaolevad meetodid märkimisväärselt keeruliseks või ebasobivaks.

Jäätmepolümeeride kasutamine võib oluliselt säästa esmast toorainet (peamiselt naftat) ja elektrienergiat.

Polümeerijäätmete kõrvaldamisega on seotud palju probleeme. Neil on oma spetsiifika, kuid neid ei saa pidada lahendamatuks. Lahendus on aga võimatu ilma amortiseerunud materjalide ja toodete kogumist, sorteerimist ja esmast töötlemist korraldamata; välja töötamata teisese tooraine hinnasüsteemi, stimuleerides ettevõtteid neid töötlema; loomata tõhusaid meetodeid sekundaarsete polümeersete toorainete töötlemiseks, samuti meetodeid selle muutmiseks kvaliteedi parandamiseks; ilma selle töötlemiseks spetsiaalseid seadmeid loomata; välja töötamata ringlussevõetud polümeeri toorainest valmistatud tooteid.

Plastijäätmed võib jagada kolme rühma:

a) tehnoloogilised tootmisjäätmed, mis tekivad termoplastide sünteesil ja töötlemisel. Need jagunevad mitte-eemaldatavateks ja ühekordseteks tehnoloogilisteks jäätmeteks. Saatuslik – need on servad, lõiked, lõiked, oksad, välk, välk jne. Plasti tootmise ja töötlemisega seotud tööstusharudes tekib selliseid jäätmeid 5–35%. Mitte-eemaldatavad jäätmed, mis kujutavad endast sisuliselt kvaliteetset toorainet, ei erine omaduste poolest algsest primaarsest polümeerist. Selle töötlemine toodeteks ei vaja erivarustust ja see toimub samas ettevõttes. Ühekordselt kasutatavad tehnoloogilised tootmisjäätmed tekivad tehnoloogiliste režiimide mittejärgimisel sünteesi ja töötlemise käigus, s.o. see on tehnoloogiline abielu, mida saab minimeerida või täielikult kõrvaldada. Tehnoloogilised tootmisjäätmed töödeldakse erinevateks toodeteks, kasutatakse lisandina algsele toorainele jne;

b) tööstuslikud tarbimisjäätmed - kogunevad erinevates rahvamajanduse sektorites kasutatavate polümeermaterjalidest toodete (niiskunud rehvid, konteinerid ja pakendid, masinaosad, põllumajanduskilejäätmed, väetisekotid jne) rikke tagajärjel. Need jäätmed on kõige homogeensemad, kõige vähem saastunud ja pakuvad seetõttu nende ringlussevõtu seisukohalt suurimat huvi;

c) avalikud tarbimisjäätmed, mis kogunevad meie kodudesse, toitlustusasutustesse jne ning satuvad seejärel linna prügimäele; lõpuks liiguvad nad uude jäätmekategooriasse – segajäätmed.

Suurimad raskused on seotud segajäätmete töötlemise ja kasutamisega. Selle põhjuseks on olmejäätmete hulka kuuluvate termoplastide kokkusobimatus, mis nõuab nende järkjärgulist eraldamist. Lisaks on kulunud polümeertoodete kogumine elanikkonnalt korralduslikult äärmiselt keeruline üritus ja seda pole meie riigis veel kehtestatud.

Põhiline jäätmete kogus hävitatakse – pinnasesse matmine või põletamine. Jäätmete hävitamine on aga majanduslikult kahjumlik ja tehniliselt keeruline. Lisaks toob polümeerjäätmete matmine, üleujutamine ja põletamine kaasa keskkonnareostuse, maapinna vähenemise (prügilate korraldamine) jne.

Nii prügilasse ladestamine kui ka põletamine on aga jätkuvalt üsna levinud viis plastijäätmete hävitamiseks. Kõige sagedamini kasutatakse põlemisel eralduvat soojust auru ja elektri tootmiseks. Kuid põletatud tooraine kalorisisaldus on madal, mistõttu on põletusahjud tavaliselt majanduslikult ebaefektiivsed. Lisaks tekib põlemisel polümeertoodete mittetäielikul põlemisel tahm, eralduvad mürgised gaasid ja sellest tulenevalt õhu- ja veebasseinide uuesti saastumine ning tugevast korrosioonist tingitud ahjude kiire kulumine.

1970. aastate alguses Möödunud sajandil hakati intensiivselt arenema bio-, foto- ja vees lagunevate polümeeride loomisel. Lagunevate polümeeride saamine tekitas üsna sensatsiooni ja seda ebaõnnestunud plasttoodete hävitamise viisi peeti ideaalseks. Kuid järgnev töö selles suunas näitas, et toodete kõrgeid füüsilisi ja mehaanilisi omadusi, ilusat välimust, kiiret hävitamise võimet ja madalat hinda on raske ühendada.

Viimastel aastatel on iselagunevate polümeeride uurimine märkimisväärselt vähenenud, peamiselt seetõttu, et selliste polümeeride tootmiskulud on üldiselt palju kõrgemad kui tavaliste plastide omad ning see hävitamisviis ei ole majanduslikult tasuv.

Plastjäätmete peamine kasutusviis on nende taaskasutamine, s.o. taaskasuta. On näidatud, et peamiste jäätmete kõrvaldamise meetodite kapitali- ja tegevuskulud ei ületa ja mõnel juhul isegi madalamad kui nende hävitamise kulud. Taaskasutuse positiivseks küljeks on ka asjaolu, et rahvamajanduse erinevatele sektoritele saadakse lisakogus kasulikke tooteid ning puudub keskkonna taasreostus. Nendel põhjustel ei ole ringlussevõtt mitte ainult majanduslikult tasuv, vaid ka keskkonnasõbralik lahendus plastikjäätmete kasutamise probleemile. Aastas tekkivatest polümeerijäätmetest amortiseerunud toodete näol läheb hinnanguliselt taaskasutusse vaid väike osa (vaid paar protsenti). Selle põhjuseks on jäätmete eelettevalmistusega (kogumine, sorteerimine, eraldamine, puhastamine jne) kaasnevad raskused, töötlemiseks vajalike eriseadmete puudumine jne.

Peamised plastijäätmete ringlussevõtu viisid on järgmised:

1. termiline lagunemine pürolüüsi teel;
2. lagunemine, et saada esialgseid madala molekulmassiga saadusi (monomeerid, oligomeerid);
3. ringlussevõtt.

Pürolüüs on orgaaniliste toodete termiline lagundamine hapnikuga või ilma. Polümeerjäätmete pürolüüs võimaldab saada kõrge kalorsusega kütust, erinevates tehnoloogilistes protsessides kasutatavaid tooraineid ja pooltooteid ning polümeeride sünteesiks kasutatavaid monomeere.

Plastide termilise lagunemise gaasilisi saadusi saab kasutada kütusena tööauru tootmiseks. Soojusülekandevedelike saamiseks kasutatakse vedelaid tooteid. Plastjäätmete pürolüüsi tahkete (vahajas) toodete kasutusala on üsna lai (erinevate kaitseühendite komponendid, määrdeained, emulsioonid, immutusmaterjalid jne).

Samuti on välja töötatud katalüütilised hüdrokrakkimise protsessid, et muuta jäätmepolümeerid bensiiniks ja kütteõliks.

Paljud polümeerid võivad moodustumise reaktsiooni pöörduvuse tulemusena uuesti laguneda lähteaineteks. Praktilisel kasutamisel on olulised PET-i, polüamiidide (PA) ja vahtpolüuretaanide lõhustamise meetodid. Lagunemisprodukte kasutatakse taas polükondensatsiooniprotsessi toorainena või esmase materjali lisandina. Nendes toodetes sisalduvad lisandid ei võimalda aga sageli saada kvaliteetseid polümeertooteid, näiteks kiude, kuid nende puhtus on piisav valumasside, sulavate ja lahustuvate liimide valmistamiseks.

Hüdrolüüs on polükondensatsiooni pöördreaktsioon. Selle abiga, vee suunatud toimega komponentide liitumiskohtades, hävivad polükondensaadid algseteks ühenditeks. Hüdrolüüs toimub äärmuslike temperatuuride ja rõhu all. Reaktsiooni sügavus sõltub keskkonna pH-st ja kasutatud katalüsaatoritest.

See jäätmete kasutamise meetod on energeetiliselt kasulikum kui pürolüüs, kuna kvaliteetsed keemiatooted tagastatakse ringlusse.

Võrreldes hüdrolüüsiga, on PET-jäätmete lagundamiseks säästlikum teine ​​meetod, glükolüüs. Hävitamine toimub kõrgel temperatuuril ja rõhul etüleenglükooli juuresolekul ja katalüsaatorite osalusel, et saada puhas diglükooltereftalaat. Selle põhimõtte järgi on võimalik ka polüuretaanis karbamaatrühmi ümberesterdada.

Siiski on PET-jäätmete töötlemiseks kõige levinum termiline meetod nende lõhustamine metanooliga – metanolüüs. Protsess toimub temperatuuril üle 150 °C ja rõhul 1,5 MPa, mida kiirendavad ümberesterdamise katalüsaatorid. See meetod on väga ökonoomne. Praktikas kasutatakse ka glükolüüsi ja metanolüüsi meetodite kombinatsiooni.

Praegu on Venemaale kõige vastuvõetavam polümeermaterjalijäätmete ringlussevõtt mehaaniline ringlussevõtt, kuna see töötlemisviis ei nõua kalleid eriseadmeid ja seda saab rakendada igas jäätmete kogumiskohas.

2.2 POLÜOLEFIINI JÄÄTMETE KÕRVALDAMINE

Polüolefiinid on kõige mitmetonniseim termoplastide tüüp. Neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, transpordis ja põllumajanduses. Polüolefiinide hulka kuuluvad kõrge ja madala tihedusega polüetüleen (HDPE ja LDPE), PP. Kõige tõhusam viis tarkvarajäätmetest vabanemiseks on selle taaskasutamine. Sekundaarse PO ressursid on suured: 1995. aastal ulatus ainuüksi LDPE tarbimine 2 miljoni tonnini.Sekundaarse termoplasti kasutamine üldiselt ja eriti PO kasutamine võimaldab tõsta nende rahulolu 15 ... 20%.

Tarkvarajäätmete ringlussevõtu meetodid sõltuvad polümeeri kaubamärgist ja päritolust. Protsessijäätmed on kõige kergemini taaskasutatavad, s.t. tootmisjäätmed, mis ei ole töötamise ajal tugeva valgusega kokku puutunud. Ärge nõudke HDPE-st ja PP-st keerukaid valmistamismeetodeid ja tarbejäätmeid, kuna ühest küljest ei avalda nendest polümeeridest valmistatud tooted ka nende disaini ja otstarbe tõttu (paksuseinalised osad, mahutid, tarvikud jne) olulist mõju. .) ja teisest küljest on polümeerid ilmastikukindlamad kui LDPE. Sellised jäätmed vajavad enne taaskasutamist ainult jahvatamist ja granuleerimist.

2.2.1 Taaskasutatud polüetüleeni struktuursed ja keemilised omadused

Tarkvarajäätmete töötlemise tehnoloogiliste parameetrite valik ja nendest saadavate toodete kasutusvaldkonnad on tingitud nende füüsikalis-keemilistest, mehaanilistest ja tehnoloogilistest omadustest, mis erinevad suurel määral esmase polümeeri samadest omadustest. Taaskasutatud LDPE (VLDPE) peamised omadused, mis määravad selle töötlemise eripära, on järgmised: madal puistetihedus; sulatise reoloogilise käitumise tunnused kõrge geelisisalduse tõttu; suurenenud keemiline aktiivsus primaarse polümeeri töötlemisel ja sellest saadud toodete töötamisel toimuvate struktuurimuutuste tõttu.

Töötlemise ja töötamise käigus avaldatakse materjalile mehhaanokeemilisi mõjusid, termilist, termilist ja fotooksüdatiivset lagunemist, mis põhjustab aktiivsete rühmade ilmumist, mis järgneval töötlemisel on võimelised algatama oksüdatsioonireaktsioone.

Keemilise struktuuri muutumine algab juba PO esmasel töötlemisel, eriti ekstrusiooni ajal, mil polümeeri avaldavad olulised termiliselt oksüdatiivsed ja mehaanilised keemilised mõjud. Suurima panuse töö käigus toimuvatesse muutustesse annavad fotokeemilised protsessid. Need muutused on pöördumatud, samas kui näiteks ühe või kaks hooaega kasvuhoonete katmiseks kasutatud polüetüleenkile füüsikalised ja mehaanilised omadused taastuvad pärast ülepressimist ja väljapressimist peaaegu täielikult.

Märkimisväärse arvu karbonüülrühmade moodustumine PE-kilesse selle töötamise ajal suurendab VLDPE võimet absorbeerida hapnikku, mille tulemuseks on vinüül- ja vinülideenrühmade moodustumine sekundaarses toormaterjalis, mis vähendab oluliselt termilist oksüdatiivset stabiilsust. polümeeri eemaldamine järgneva töötlemise käigus algatada selliste materjalide fotovananemine ja nendest valmistatud tooted vähendavad nende kasutusiga.

Karbonüülrühmade olemasolu ei määra ei mehaanilisi omadusi (nende sisestamine algsesse makromolekuli kuni 9% ulatuses ei mõjuta oluliselt materjali mehaanilisi omadusi) ega päikesevalguse läbilaskvust kile kaudu (neeldumine karbonüülrühmade valguse lainepikkuse piirkonnas on alla 280 nm ja sellise koostisega valgus päikesespektrist praktiliselt puudub). Kuid just karbonüülrühmade olemasolu PE-s määrab selle väga olulise omaduse – vastupidavuse valgusele.

PE fotovananemise initsiaatorid on hüdroperoksiidid, mis tekivad primaarmaterjali töötlemisel mehhaanilise keemilise hävitamise käigus. Nende käivitav toime on eriti tõhus vananemise algfaasis, samas kui karbonüülrühmadel on märkimisväärne mõju hilisemates staadiumides.

Nagu teada, tekivad vananemise käigus konkureerivad hävimis- ja struktureerimisreaktsioonid. Esimese tagajärjeks on madala molekulmassiga produktide moodustumine, teiseks lahustumatu geelifraktsiooni moodustumine. Madala molekulmassiga toodete moodustumise kiirus on maksimaalne vananemise alguses. Seda perioodi iseloomustab madal geelisisaldus ning füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste vähenemine.

Lisaks väheneb madala molekulmassiga toodete moodustumise kiirus, täheldatakse geeli sisalduse järsku suurenemist ja suhtelise pikenemise vähenemist, mis näitab struktureerimisprotsessi kulgu. Seejärel (pärast maksimumi saavutamist) väheneb geeli sisaldus VPE-s selle fotovananemise ajal, mis langeb kokku vinülideenrühmade täieliku tarbimisega polümeeris ja suhtelise pikenemise maksimaalsete lubatud väärtuste saavutamisega. Seda efekti seletatakse tekkivate ruumiliste struktuuride kaasamisega hävimisprotsessi, samuti pragunemisega piki morfoloogiliste moodustiste piiri, mis toob kaasa füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste vähenemise ning optiliste omaduste halvenemise.

WPE füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste muutumise kiirus ei sõltu praktiliselt selles sisalduva geelifraktsiooni sisaldusest. Taaskasutusmeetodi valimisel, modifitseerimisel ja polümeeri kasutusalade määramisel tuleb aga geeli sisaldust alati arvestada struktuuritegurina.

Tabelis. 1 näitab LDPE omaduste omadusi enne ja pärast kolmekuulist vanandamist ning vanandatud kilest ekstrusiooni teel saadud HLDPE omadusi.

1 LDPE omaduste omadused enne ja pärast vananemist

Omadused		originaal	Pärast operatsiooni	ekstrusioon
Tõmbepinge, MPa
Katkene pikenemine, %
Pragunemiskindlus, h
Valguskindlus, päevad

LDPE ja VLDPE füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste muutuste olemus ei ole sama: primaarse polümeeri tugevus ja suhteline pikenemine vähenevad monotoonselt, mis on vastavalt 30 ja 70%, pärast 5-kuulist vanandamist. Taaskasutatud LDPE puhul on nende näitajate muutuse olemus mõnevõrra erinev: purunemispinge praktiliselt ei muutu ja suhteline pikenemine väheneb 90%. Selle põhjuseks võib olla geelifraktsiooni olemasolu HLDPE-s, mis toimib polümeermaatriksis aktiivse täiteainena. Sellise "täiteaine" olemasolu põhjustab märkimisväärseid pingeid, mille tulemuseks on materjali rabeduse suurenemine, suhtelise pikenemise järsk vähenemine (kuni 10% primaarse PE väärtustest), pragunemiskindlus, tõmbetugevus (10 ... 15 MPa), elastsus, jäikuse suurenemine.

PE-s ei toimu vananemise ajal mitte ainult hapnikku sisaldavate rühmade, sealhulgas ketoonide ja madala molekulmassiga toodete akumuleerumine, vaid ka füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste märkimisväärne vähenemine, mis ei taastu pärast vananenud polüolefiinkile ringlussevõttu. Struktuur-keemilised transformatsioonid HLDPE-s toimuvad peamiselt amorfses faasis. See toob kaasa polümeeri liidese piiri nõrgenemise, mille tagajärjel materjal kaotab oma tugevuse, muutub rabedaks, rabedaks ja allub edasisele vananemisele nii toodeteks ümbertöötlemisel kui ka selliste toodete töötamise ajal, mis on mida iseloomustavad madalad füüsikalised ja mehaanilised omadused ning kasutusiga.

Sekundaarse polüetüleeni toormaterjali optimaalsete töötlemisviiside hindamiseks on selle reoloogilised omadused väga olulised. HLDPE-d iseloomustab madal voolavus madalate nihkepingete korral, mis suureneb pinge suurenedes ja HPE voolavuse suurenemine on suurem kui primaarsel. Selle põhjuseks on geeli olemasolu HLDPE-s, mis suurendab oluliselt polümeeri viskoosse voolu aktiveerimisenergiat. Vedelikkust saab reguleerida ka töötlemise ajal temperatuuri muutmisega – temperatuuri tõusuga suureneb sulatise voolavus.

Niisiis tuleb taaskasutusse materjal, mille taustal on väga oluline mõju selle füüsikalistele, mehaanilistele ja tehnoloogilistele omadustele. Ringlussevõtu käigus avaldatakse polümeerile täiendavaid mehhaanikakeemilisi ja termilisi oksüdatiivseid mõjusid ning selle omaduste muutumine sõltub töötlemise sagedusest.

Uurides töötlemissageduse mõju saadud toodete omadustele, selgus, et 3-5-kordsel töötlemisel on ebaoluline mõju (palju vähem kui esmane). Tuntav tugevuse langus algab 5–10-kordsel töötlemisel. HLDPE korduva töötlemise protsessis on soovitatav tõsta valutemperatuuri 3...5% või kruvi pöörete arvu ekstrusioonil 4...6%, et tekkiv geel häviks. Tuleb märkida, et korduva töötlemise käigus, eriti õhuhapnikuga kokkupuutel, väheneb polüolefiinide molekulmass, mis toob kaasa materjali hapruse järsu suurenemise. Teise polüolefiinide klassi polümeeri - PP - korduv töötlemine põhjustab tavaliselt sulamisindeksi (MFR) tõusu, kuigi materjali tugevusomadused oluliselt ei muutu. Seetõttu saab PP-st detailide valmistamisel tekkivaid jäätmeid, aga ka osi endid nende kasutusea lõpus taaskasutada segus lähtematerjaliga uute osade saamiseks.

Kõigest eelnevast järeldub, et tarkvara teisest toorainet tuleks muuta, et parandada sellest valmistatud toodete kvaliteeti ja pikendada kasutusiga.

2.2.2 Tehnoloogia ümbertöödeldud polüolefiinist tooraine graanuliteks töötlemiseks

Termoplastijäätmete muundamiseks tooraineks, mis sobib edasiseks töötlemiseks toodeteks, on vajalik nende eeltöötlus. Eeltöötlusmeetodi valik sõltub peamiselt jäätmetekke allikast ja saasteastmest. Seega töödeldakse LDPE tootmisel ja töötlemisel tekkivaid homogeenseid jäätmeid tavaliselt nende tekkekohas, mis nõuab vähest eeltöötlust – peamiselt jahvatamist ja granuleerimist.

Vananenud toodete kujul olevad jäätmed nõuavad põhjalikumat ettevalmistamist. Põllumajanduslike PE-kilejäätmete, väetisekottide, muude kompaktsete allikate jäätmete ja segajäätmete eeltöötlus hõlmab järgmisi etappe: sorteerimine (jäme) ja identifitseerimine (segajäätmete puhul), purustamine, segajäätmete eraldamine, pesemine, kuivatamine. Pärast seda materjal granuleeritakse.

Eelsorteerimine võimaldab jäätmete jämedat eraldamist erinevate tunnuste järgi: värvus, mõõtmed, kuju ning vajadusel ja võimalusel plastiliikide kaupa. Eelsorteerimine toimub tavaliselt käsitsi laudadel või konveierilintidel; sorteerimisel eemaldatakse jäätmetest korraga mitmesugused võõrkehad ja lisandid.

Sega- (olme)jäätmete termoplasti liigiti eraldamine toimub järgmiste põhimeetoditega: flotatsioon, eraldamine raskes keskkonnas, aeroeraldus, elektriline eraldamine, keemilised meetodid ja sügavjahutusmeetodid. Kõige laialdasemalt kasutatav meetod on flotatsioonimeetod, mis võimaldab eraldada tööstuslike termoplastide segusid nagu PE, PP, PS ja PVC. Plastide eraldamine toimub veele pindaktiivsete ainete lisamisega, mis muudavad valikuliselt nende hüdrofiilseid omadusi.

Mõnel juhul võib polümeeride eraldamise tõhus viis olla nende lahustamine tavalises lahustis või lahustite segus. Lahuse töötlemisel auruga eraldatakse PVC, PS ja polüolefiinide segu; toodete puhtus - mitte vähem kui 96%.

Raskete ainete flotatsiooni- ja eraldamismeetodid on ülalloetletutest kõige tõhusamad ja kulutõhusamad.

Toorainelaost pärit vananenud jäätmed, mis ei sisalda rohkem kui 5% lisandeid, suunatakse jäätmete sorteerimisüksusesse 1 , mille käigus eemaldatakse neist juhuslikud võõrkehad ja tugevalt saastunud tükid visatakse minema. Sorteeritud jäätmed purustatakse noapurustites 2 märg- või kuivlihvimine, et saada lahtine mass, mille osakeste suurus on 2 ... 9 mm.

Lihvimisseadme jõudlust ei määra mitte ainult selle konstruktsioon, nugade arv ja pikkus, rootori kiirus, vaid ka jäätmete liik. Seega on kõige madalam tootlikkus vahtplastjäätmete töötlemisel, mis võtab enda alla väga suure mahu ja mida on raske kompaktselt laadida. Suurem tootlikkus saavutatakse jäätmekilede, kiudude, puhutud toodete töötlemisel.

Kõigi noapurustite puhul on iseloomulik suurenenud müra, mis on seotud sekundaarsete polümeersete materjalide jahvatamise protsessi eripäradega. Mürataseme vähendamiseks on veski koos mootori ja ventilaatoriga suletud mürakaitsega korpusesse, mis on eemaldatav ja millel on purustatud materjali laadimiseks spetsiaalsed aknaluugid.

Jahvatamine on jäätmete töötlemiseks ettevalmistamise väga oluline etapp, kuna jahvatusaste määrab saadud toote puistetiheduse, voolavuse ja osakeste suuruse. Lihvimisastme kontrollimine võimaldab mehhaniseerida töötlemisprotsessi, parandada materjali kvaliteeti selle tehnoloogiliste omaduste keskmistamisega, lühendada muude tehnoloogiliste toimingute kestust ja lihtsustada töötlemisseadmete projekteerimist.

Väga paljulubav jahvatusmeetod on krüogeenne, mis võimaldab saada jäätmetest pulbreid dispersiooniastmega 0,5 ... 2 mm. Pulbritehnoloogia kasutamisel on mitmeid eeliseid: vähenenud segamisaeg; energiakulu ja töötundide maksumuse vähendamine segistite jooksval hooldusel; komponentide parem jaotumine segus; makromolekulide hävimise vähendamine jne.

Keemiatehnoloogias kasutatavatest pulbriliste polümeersete materjalide saamise meetoditest on kõige vastuvõetavam meetod termoplastsete jäätmete jahvatamiseks mehaaniline jahvatamine. Mehaanilist jahvatamist saab läbi viia kahel viisil: krüogeenselt (jahvatamine vedelas lämmastikus või muudes külmaainetes ja normaalsetel temperatuuridel deaglomereeruvate koostisosade keskkonnas, mis on vähem energiamahukad.

Järgmisena suunatakse purustatud jäätmed pesumasinasse pesemiseks. 3 . Pesemine toimub mitmes etapis spetsiaalsete pesuainesegudega. tsentrifuugis välja väänatud 4 10 ... 15% niiskusesisaldusega mass juhitakse kuivatusjaama lõplikule dehüdratsioonile 5 , kuni jääkniiskuse sisaldus on 0,2%, ja seejärel granulaatorisse 6 (joonis 1.1).

src="/modules/section/images/article/theory_clip_image002.jpg" width=373>

Riis. 1.1 Polüolefiinide graanuliteks ümbertöötlemise skeem:

1 - jäätmete sorteerimisüksus; 2 - purusti; 3 - pesumasin; 4 - tsentrifuug; 5 - kuivatusseade; 6 - granulaator

Jäätmete kuivatamiseks kasutatakse erinevat tüüpi kuivateid: riiul, lint, kulp, keevkiht, keeris jne.

Välismaal toodetakse taimi, milles on seadmed nii pesemiseks kui ka kuivatamiseks võimsusega kuni 350 ... 500 kg / h. Sellises paigalduses laaditakse purustatud jäätmed vanni, mis täidetakse pesulahusega. Kile segatakse labasegistiga, samal ajal kui mustus ladestub põhja ja pestud kile ujub. Kile dehüdratsioon ja kuivatamine viiakse läbi vibreerival ekraanil ja keerisseparaatoris. Jääkniiskus on alla 0,1%.

Granuleerimine on sekundaarse tooraine ettevalmistamise viimane etapp edasiseks töötlemiseks toodeteks. See etapp on HLDPE jaoks eriti oluline selle väikese puistetiheduse ja transpordiraskuste tõttu. Granuleerimisprotsessi käigus materjal tihendatakse, hõlbustatakse selle edasist töötlemist, keskmistatakse teisese toorme omadused, mille tulemusena saadakse materjal, mida saab töödelda standardseadmetel.

Purustatud ja puhastatud jäätmete plastifitseerimiseks kasutatakse kõige laialdasemalt ühe kruviga ekstruudereid pikkusega (25 ... 30). D varustatud pideva filtriga ja degaseerimistsooniga. Sellistel ekstruuderitel töödeldakse peaaegu igat tüüpi sekundaarset termoplasti üsna tõhusalt, kui purustatud materjali puistetihedus on vahemikus 50 ... 300 kg / m3. Kuid saastunud ja segajäätmete töötlemiseks on vaja spetsiaalse konstruktsiooniga tigupressid, millel on lühikesed mitme keermega ussid (pikkus (3,5 ... 5) D), millel on ekstrusioonitsoonis silindriline otsik.

Selle süsteemi põhiseade on ekstruuder, mille ajami võimsus on 90 kW, kruvi läbimõõt 253 mm ja suhe L/D= 3,75. Ekstruuderi väljapääsu juures projekteeriti 420 mm läbimõõduga gofreeritud otsik. Polümeermaterjali hõõrdumise ja nihke mõjul tekkiva soojuse tõttu sulab see lühikese aja jooksul ja tagatakse kiire homogeniseerimine.

sulama. Koonusotsiku ja korpuse vahet muutes on võimalik reguleerida nihkejõudu ja hõõrdejõudu, muutes samal ajal töötlemisrežiimi. Kuna sulamine toimub väga kiiresti, ei täheldata polümeeri termilist lagunemist. Süsteem on varustatud degaseerimisseadmega, mis on sekundaarse polümeeri tooraine töötlemise eelduseks.

Sekundaarsed granuleeritud materjalid saadakse olenevalt lõikamis- ja jahutamisprotsesside järjestusest kahel viisil: granuleerimine pealispinnal ja veealune granuleerimine. Granuleerimismeetodi valik sõltub töödeldava termoplasti omadustest ja eelkõige selle sulamisviskoossusest ja metalliga nakkumisest.

Pea peal granuleerimisel pressitakse polümeersulam läbi ava silindriliste kimpudena, mis lõigatakse ära piki ketrusplaati libisevate noadega. Saadud graanulid visatakse noaga peast välja ja jahutatakse. Lõikamine ja jahutamine võib toimuda õhus, vees või õhus lõikamise teel ja jahutamine vees. Tarkvara puhul, millel on kõrge nakkuvus metalliga ja suurem kalduvus kokku kleepuda, kasutatakse jahutusainena vett.

Suure ühikuvõimsusega seadmete kasutamisel kasutatakse nn veealust granuleerimist. Selle meetodi abil pressitakse polümeersulam kiududena läbi peas oleva ketrusplaadi avade kohe vette ja lõigatakse pöörlevate nugade abil graanuliteks. Jahutusvee temperatuur hoitakse vahemikus 50...70 °C, mis aitab kaasa niiskuse jääkide intensiivsemale aurustumisele graanulite pinnalt; vee kogus on 20…40 m3 1 tonni granulaadi kohta.

Kõige sagedamini moodustuvad granulaatoripeas kiud või paelad, mis pärast veevannis jahutamist granuleeritakse. Saadud graanulite läbimõõt on 2…5 mm.

Jahutamine peaks toimuma optimaalse kiirusega, et graanulid ei deformeeruks, ei kleepuks kokku ja et oleks tagatud jääkniiskuse eemaldamine.

Pea temperatuur mõjutab oluliselt graanulite suurusjaotust. Võred asetatakse ekstruuderi ja matriitsi väljalaskeavade vahele, et tagada ühtlane sulamistemperatuur. Väljalaskeavade arv peas on 20…300.

Granuleerimisprotsessi jõudlus sõltub sekundaarse termoplasti tüübist ja selle reoloogilistest omadustest.

HPE granulaadi uuringud näitavad, et selle viskoossed omadused praktiliselt ei erine primaarse PE omadustest, st. seda saab töödelda samadel ekstrusiooni- ja survevalurežiimidel kui esmast PE-d. Saadud tooteid iseloomustab aga madal kvaliteet ja vastupidavus.

Graanuleid kasutatakse kodukeemia pakendite, riidepuude, ehitusdetailide, põllutööriistade, kaubaveo aluste, väljalasketorude, drenaažikanalite vooderduse, melioratsiooni mittesurvetorude ja muude toodete valmistamiseks. Need tooted saadakse "puhast" teisesest toorainest. Paljutõotavam on aga sekundaarse tooraine lisamine esmasele 20 ... 30% ulatuses. Plastifikaatorite, stabilisaatorite ja täiteainete lisamine polümeeri koostisse võimaldab seda arvu suurendada 40–50% -ni. See parandab toodete füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi, kuid nende vastupidavus (töötades karmides ilmastikutingimustes) on vaid 0,6 ... 0,75 primaarsest polümeerist valmistatud toodete vastupidavusest. Tõhusam viis on sekundaarsete polümeeride modifitseerimine, samuti suure täidisega sekundaarsete polümeersete materjalide loomine.

2.2.3 Taaskasutatud polüolefiinide muutmise meetodid

Tarkvara töös ja töötlemisel toimuvate protsesside mehhanismi uurimise tulemused ja nende kvantitatiivne kirjeldus lubavad järeldada, et teisesest toorainest saadud vahesaadused ei tohiks sisaldada rohkem kui 0,1 ... 0,5 mol oksüdeeritud aktiivseid rühmi ja neil on optimaalne molekulmass ja MWD, samuti reprodutseeritavad füüsikalised, mehaanilised ja tehnoloogilised näitajad. Ainult sel juhul saab pooltoodet kasutada garanteeritud kasutuseaga toodete tootmiseks, asendamaks nappi esmast toorainet. Praegu toodetud granulaat aga nendele nõuetele ei vasta.

Usaldusväärne viis sekundaarsest tarkvarast kvaliteetsete polümeersete materjalide ja toodete loomise probleemi lahendamiseks on graanulite modifitseerimine, mille eesmärk on keemiliste või füüsikalis-keemiliste meetodite abil varjestada funktsionaalrühmi ja aktiivkeskusi ning luua materjal, mis on homogeenne. reprodutseeritavate omadustega struktuur.

Toorainete sekundaarse PO muutmise meetodid võib jagada keemilisteks (ristsidumine, erinevate, peamiselt orgaanilise päritoluga lisandite lisamine, töötlemine räniorgaaniliste vedelikega jne) ning füüsikalisteks ja mehaanilisteks (mineraal- ja orgaaniliste täiteainetega täitmine).

Näiteks saavutatakse geelifraktsiooni maksimaalne sisaldus (kuni 80%) ja ristseotud VLDPE kõrgeimad füüsikalised ja mehaanilised omadused 2–2,5% dikumilperoksiidi sisestamisega rullidele temperatuuril 130°C 10 minuti jooksul. Sellise materjali suhteline purunemispikenemine on 210%, sulamisindeks 0,1…0,3 g/10 min. Ristsidumise aste väheneb temperatuuri tõustes ja rullimise kestuse pikenedes konkureeriva lagunemisprotsessi tulemusena. See võimaldab reguleerida modifitseeritud materjali ristsidumise astet, füüsikalisi, mehaanilisi ja tehnoloogilisi omadusi.

Välja on töötatud meetod HLDPE-st toodete moodustamiseks dikumüülperoksiidi sissetoomisega vahetult töötlemisprotsessi ning saadud torude ja vormitud toodete prototüübid, mis sisaldavad 70 ... 80% geelifraktsioonist.

Vaha ja elastomeeri (kuni 5 massiosa) lisamine parandab oluliselt VPE töödeldavust, suurendab füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi (eriti purunemispikenemist ja pragunemiskindlust - vastavalt 10% ja 1 kuni 320 tundi) ning vähendab nende levik, mis viitab materjali homogeensuse suurenemisele.

HLDPE modifitseerimine maleiinanhüdriidiga ketasekstruuderis suurendab ka selle tugevust, kuumakindlust, kleepuvust ja vastupidavust fotovananemisele. Sel juhul saavutatakse modifitseeriv efekt modifikaatori väiksema kontsentratsiooni ja lühema protsessi kestusega kui elastomeeri sisseviimisel.

Paljutõotav viis sekundaarsest PO-st pärit polümeersete materjalide kvaliteedi parandamiseks on termomehaaniline töötlemine räniorgaaniliste ühenditega. See meetod võimaldab saada taaskasutatud materjalidest tooteid, millel on suurenenud tugevus, elastsus ja vastupidavus vananemisele. Modifitseerimismehhanism seisneb keemiliste sidemete moodustamises räniorgaanilise vedeliku siloksaanrühmade ja sekundaarse PO küllastumata sidemete ja hapnikku sisaldavate rühmade vahel.

Modifitseeritud materjali saamise tehnoloogiline protsess hõlmab järgmisi etappe: jäätmete sorteerimine, purustamine ja pesemine; jäätmete töötlemine räniorgaanilise vedelikuga temperatuuril 90 ± 10 °С 4…6 tundi; modifitseeritud jäätmete kuivatamine tsentrifuugimise teel; modifitseeritud jäätmete ümbergranuleerimine.

Lisaks tahkefaasilisele modifitseerimismeetodile pakutakse välja meetod VPE modifitseerimiseks lahuses, mis võimaldab saada VLDPE pulbrit, mille osakeste suurus ei ületa 20 μm. Seda pulbrit saab kasutada rotatsioonivormimise teel toodeteks töötlemiseks ja elektrostaatilise pihustamise teel katmiseks.

Suurt teaduslikku ja praktilist huvi pakub taaskasutatud polüetüleenist toorainetel põhinevate täidetud polümeersete materjalide loomine. Kuni 30% täiteainet sisaldavatest taaskasutatud materjalidest valmistatud polümeersete materjalide kasutamine võimaldab vabastada kuni 40% esmasest toorainest ja suunata see selliste toodete tootmiseks, mida ei saa teisest toorainest (survetorud, pakkekiled) , transportida korduvkasutatavaid konteinereid jne). See vähendab oluliselt primaarsete polümeersete toorainete puudust.

Taaskasutatud materjalidest täidetud polümeersete materjalide saamiseks on võimalik kasutada mineraalse ja orgaanilise päritoluga dispergeeritud ja tugevdavaid täiteaineid, samuti täiteaineid, mida on võimalik saada polümeerijäätmetest (purustatud termoreaktiivsed jäätmed ja kummipuru). Täidetavad on peaaegu kõik termoplastijäätmed, aga ka segajäätmed, mis on selleks otstarbeks ka majanduslikust seisukohast eelistatavamad.

Näiteks ligniini kasutamise otstarbekust seostatakse selles sisalduvate fenoolsete ühendite olemasoluga, mis aitavad kaasa VPEN-i stabiliseerumisele töötamise ajal; vilgukivi - madala roomevuse, kõrgendatud kuuma- ja ilmastikukindlusega toodete tootmisel, mida iseloomustab töötlemisseadmete vähene kulumine ja madal hind. Odavate inertsete täiteainetena kasutatakse kaoliini, karbikivi, põlevkivituhka, kivisöe kerasid ja rauda.

Polüetüleenvahas granuleeritud peendispersse fosfokipsi lisamisega WPE-sse saadi suurenenud purunemispikenemisega koostised. Seda efekti saab seletada polüetüleenvaha plastifitseeriva toimega. Seega on fosfokipsiga täidetud VPE tõmbetugevus 25% kõrgem kui VPE oma ja tõmbemoodul 250% kõrgem.

Tugevdav toime vilgukivi sisestamisel HPE-sse on seotud täiteaine kristalse struktuuri omadustega, kõrge iseloomuliku suhtega (helbe läbimõõdu ja paksuse suhe) ning purustatud pulbrilise HPE kasutamine võimaldas seda. helveste struktuuri säilitamiseks minimaalse hävitamisega.

Ligniini, kilda, kaoliini, kerakesi, sapropeelijäätmeid sisaldavad koostised on suhteliselt madalate füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega, kuid need on kõige odavamad ja neid saab kasutada ehitustoodete valmistamisel.

2.3 POLÜVINÜÜLKLORIIDI TAASKASUTAMINE

Töötlemise käigus puutuvad polümeerid kokku kõrgete temperatuuride, nihkepingete ja oksüdatsiooniga, mis toob kaasa materjali struktuuri, selle tehnoloogiliste ja tööomaduste muutumise. Materjali struktuuri muutumist mõjutavad otsustavalt termilised ja termilis-oksüdatiivsed protsessid.

PVC on üks kõige vähem stabiilsemaid tööstuslikke süsinikahela polümeere. PVC lagunemisreaktsioon - dehüdrokloorimine algab juba temperatuuril üle 100 °C ja 160 °C juures kulgeb reaktsioon väga kiiresti. PVC termilise oksüdatsiooni tulemusena tekivad agregatiivsed ja lagunevad protsessid - ristsidumine ja hävitamine.

PVC hävitamisega kaasneb polümeeri esialgse värvuse muutumine kromofoorrühmade moodustumise tõttu ning füüsikaliste, mehaaniliste, dielektriliste ja muude toimivusnäitajate oluline halvenemine. Ristsidumine toob kaasa lineaarsete makromolekulide muutumise hargnenud ja lõpuks ristseotud kolmemõõtmelisteks struktuurideks; samal ajal halveneb oluliselt polümeeri lahustuvus ja töödeldavus. Plastifitseeritud PVC puhul vähendab ristsidumine plastifikaatori kokkusobivust polümeeriga, suurendab plastifikaatori migratsiooni ja pöördumatult halvendab materjalide tööomadusi.

Lisaks töötingimuste mõju ja sekundaarsete polümeersete materjalide töötlemise sageduse arvestamisele on vaja hinnata jäätmete ja värske tooraine ratsionaalset suhet töötlemiseks mõeldud koostises.

Toodete ekstrudeerimisel segatoorainest on erinevate sulaviskoossuste tõttu tekkinud praakide oht, mistõttu on tehtud ettepanek ekstrudeerida esmast ja taaskasutatud PVC-d erinevatel masinatel, kuid pulbrilist PVC-d saab peaaegu alati segada taaskasutatud polümeeriga.

Oluline omadus, mis määrab PVC-jäätmete ringlussevõtu põhimõttelise võimaluse (lubatud töötlemisaeg, ringlussevõetud materjali või toote kasutusiga), samuti stabiliseerimisrühma täiendava tugevdamise vajaduse, on termilise stabiilsuse aeg.

2.3.1 PVC jäätmekäitlusmeetodid

Homogeensed tööstusjäätmed võetakse reeglina taaskasutusse ja juhul, kui ainult õhukesed materjalikihid alluvad sügavale vananemisele.

Mõnel juhul on degradeerunud kihi eemaldamiseks soovitatav kasutada abrasiivset tööriista, millele järgneb materjali töötlemine toodeteks, mille omadused ei ole halvemad kui originaalmaterjalidest saadud toodetel.

Polümeeri eraldamiseks metallist (traadid, kaablid) kasutatakse pneumaatilist meetodit. Tavaliselt saab isoleeritud plastifitseeritud PVC-d kasutada madalpinge traadi isolatsiooni või survevalutoodetena. Metalli- ja mineraalilisandite eemaldamiseks saab kasutada jahujahvatamise tööstuse kogemusi, mis põhinevad induktsioonmeetodi kasutamisel, magnetiliste omadustega eraldamise meetodil. Alumiiniumfooliumi eraldamiseks termoplastist kasutatakse kuumutamist vees temperatuuril 95–100 °C.

Soovitatav on sukeldada kasutuskõlbmatud etikettidega anumad vedelasse lämmastikku või hapnikku, mille temperatuur ei ületa -50 °C, et muuta sildid või liim hapraks, mis võimaldab neid kergesti purustada ja eraldada homogeense materjali, näiteks paberi.

Energiasäästlik meetod plastjäätmete kuivaks ettevalmistamiseks tihendaja abil. Meetod on soovitatav kunstnaha (IR) jäätmete, PVC linoleumite töötlemiseks ning sisaldab mitmeid tehnoloogilisi toiminguid: lihvimine, tekstiilkiudude eraldamine, plastifitseerimine, homogeniseerimine, tihendamine ja granuleerimine; võib lisada ka lisaaineid. Voodrikiud eraldatakse kolm korda - pärast esimest noaga purustamist, pärast tihendamist ja sekundaarset noaga purustamist. Saadakse survevaluga töödeldav vormimass, mis sisaldab veel kiulisi komponente, mis töötlemist ei sega, kuid toimivad materjali tugevdava täiteainena.

2.3.2 PVC plastijäätmete ringlussevõtu meetodid

Survevalu

Peamised täitmata PVC-l põhinevad jäätmeliigid on želatiniseerimata plastisool, tehnoloogilised jäätmed ja defektsed tooted. Venemaa kergetööstuse ettevõtetes kasutatakse plastisoolijäätmete töötlemiseks survevalu meetodil järgmist tehnoloogiat.

On kindlaks tehtud, et plastisooltehnoloogia abil on võimalik saada rahuldava kvaliteediga ringlussevõetud PVC materjalidest tooteid. Protsess hõlmab jäätmekilede ja lehtede purustamist, PVC-pasta valmistamist plastifikaatoris, uue toote vormimist valamise teel.

Jaoturi, segisti puhastamise ajal koguti želatineerimata plastisool konteineritesse, želatiniseeriti, seejärel segati rullidel protsessijäätmete ja defektsete toodetega ning saadud lehti töödeldi pöördveskitel. Nii saadud plastisoolpuru töödeldi survevalu abil. Plastisoolipuru koguses 10 ... 50 wt. h saab kasutada kummiga kompositsioonis kummiühendite saamiseks ja see võimaldab koostistest välja jätta pehmendid.

Jäätmete töötlemiseks survevalu teel kasutatakse reeglina sissetung-tüüpi masinaid, pidevalt pöörleva kruviga, mille konstruktsioon tagab jäätmete spontaanse püüdmise ja homogeniseerimise.

Üks paljutõotav meetod PVC jäätmete kasutamiseks on mitmekomponentne valamine. Selle töötlemisviisiga on toote välis- ja sisekiht erinevatest materjalidest. Väliskiht on reeglina kvaliteetne kaubanduslik plastik, stabiliseeritud, värvitud, hea välimusega. Sisemine kiht on taaskasutatud polüvinüülkloriidi toorainest. Termoplasti töötlemine selle meetodiga võimaldab märkimisväärselt säästa nappe esmast toorainet, vähendades selle tarbimist rohkem kui kaks korda.

Ekstrusioon

Praegu on üks tõhusamaid meetodeid PVC-põhiste polümeermaterjalide jäätmete töötlemiseks nende kõrvaldamiseks elastse deformatsiooni dispersiooni meetod, mis põhineb mitmekordse hävimise nähtusel kõrge rõhu ja nihkega kokkupuutel. deformatsioon kõrgendatud temperatuuril.

Eelnevalt jämedalt purustatud materjalide, osakeste suurusega 103 μm, elastne deformatsioon dispergeerimine toimub ühe kruviga pöörlevas dispergööris. Kasutatud plastifitseeritud dubleeritud kilematerjalide jäätmed erinevatel alustel (polüesterkanga baasil linoleum, paberil vaht, puuvillase kanga baasil kunstnahk) töödeldakse hajutatud homogeenseks sekundaarseks materjaliks, milleks on PVC-plastide segu. purustatud alus kõige tõenäolisema osakeste suurusega 320…615 µm, valdavalt asümmeetriline, suure eripinnaga (2,8…4,1 m2/g). Optimaalsed dispersioonitingimused, mille korral moodustub kõige tugevamalt dispergeeritud toode, on temperatuur dispergeerivates tsoonides 130 ... 150 ... 70 ° C; laadimisaste mitte üle 60%; kruvi minimaalne kiirus 35 p/min. PVC materjalide töötlemistemperatuuri tõus põhjustab polümeeri lagunemisprotsesside soovimatut intensiivistumist, mis väljendub toote tumenemises. Koormusastme ja kruvi pöörlemiskiiruse suurendamine halvendab materjali hajumist.

Alusetute plastifitseeritud PVC materjalide jäätmete (põllumajanduskile, isoleerkile, PVC voolikud) ringlussevõtt elasts-deformatsiooniga dispersiooniga kvaliteetse kõrgdispersse sekundaarse materjali saamiseks on võimalik tehnoloogiliste raskusteta läbi viia suurema variatsiooniga dispersioonirežiimidega. Moodustub peenemalt dispergeeritud toode, mille osakeste suurus on 240 ... 335 mikronit ja mis on valdavalt sfäärilise kujuga.

Jäikade PVC-materjalide (mineraalveepudelite, sanitaar-PVC torude jms löögikindel materjal) dispergeerimisel tekkiv elasts-deformatsioonilöök peab toimuma kõrgematel temperatuuridel (170 ... 180 ... kruvi minimaalne kiirus 35). p/min. Määratud dispersioonirežiimidest kõrvalekaldumisel täheldatakse tehnoloogilisi raskusi ja tekkiva sekundaarse toote kvaliteedi halvenemist dispersiooni osas.

PVC materjalide jäätmete töötlemise protsessis on samaaegselt dispersiooniga võimalik teostada polümeermaterjali modifitseerimine, lisades 1 ... 3 massiosa. h metalli sisaldavaid soojusstabilisaatoreid ja 10 ... 30 wt. h plastifikaatorid. See toob kaasa termilise stabiilsuse marginaali tõusu metallstearaatide kasutamisel 15...50 min ja esterplastifikaatoritega koos töödeldud materjali sulamiskiiruse paranemise 20...35%, samuti paranemise. dispersiooniprotsessi valmistatavuses.

Saadud sekundaarsed PVC materjalid on tänu suurele dispersioonile ja osakeste arenenud pinnale pindaktiivsusega. See saadud pulbrite omadus määras ette nende väga hea ühilduvuse teiste materjalidega, mis võimaldab neid kasutada (kuni 45 massiprotsenti) algse tooraine asendamiseks samade või uute polümeersete materjalide valmistamisel.

Kahe kruviga ekstruudereid saab kasutada ka PVC jäätmete töötlemiseks. Nendega saavutatakse segu suurepärane homogeniseerimine ja plastifitseerimisprotsess viiakse läbi leebemates tingimustes. Kuna kahe kruviga ekstruuderid töötavad nihke põhimõttel, on polümeeri viibimisaeg neis plastifitseerimistemperatuuril selgelt määratletud ja selle viivitus kõrge temperatuuri tsoonis on välistatud. See hoiab ära materjali ülekuumenemise ja termilise lagunemise. Polümeeri ühtlane läbimine silindrist loob head tingimused degaseerimiseks madalrõhutsoonis, mis võimaldab eemaldada niiskust, lagunemis- ja oksüdatsiooniprodukte ning muid lenduvaid aineid, mis tavaliselt sisalduvad jäätmetes.

Polümeerkomposiitmaterjalide, sealhulgas infrapunakiirguse, kaabliisolatsioonijäätmete, paberipõhiste termoplastsete kattekihtide ja muude töötlemiseks võib kasutada meetodeid, mis põhinevad ekstrusiooni ettevalmistamise ja survevalu kombinatsioonil. Selle meetodi rakendamiseks pakutakse välja seade, mis koosneb kahest masinast, millest kummagi sissepritse on 10 kg. Spetsiaalselt jäätmetesse viidavate mittepolümeersete materjalide osakaal võib olla kuni 25% ja isegi vasesisaldus võib ulatuda 10% -ni.

Kasutatakse ka seinakihte moodustava värske termoplasti ja sisemise kihi moodustava polümeerijäätme koekstrusiooni meetodit, mille tulemusena on võimalik saada kolmekihiline toode (näiteks kile). Teine meetod - puhumisvormimine on välja pakutud. Puhutud ekstrusioonitehase väljatöötatud konstruktsioonis on sulageneraatorina ette nähtud puhutud ajamiga kruviajamiga ekstruuder. Pudelite, anumate ja muude õõnestoodete tootmiseks kasutatakse esmase ja taaskasutatud PVC segu puhumisvormimist.

Kalenderdamine

Jäätmete taaskasutamise näiteks kalandreerimise teel on nn Regali protsess, mis seisneb materjali kalandrimises ning plaatide ja lehtede hankimises, mida kasutatakse konteinerite ja mööbli tootmiseks. Sellise erineva koostisega jäätmete töötlemise protsessi mugavus seisneb selle reguleerimise lihtsuses, muutes kalandrirullide vahet, et saavutada materjalile hea nihke- ja hajutav toime. Materjali hea plastifitseerimine ja homogeniseerimine töötlemisel tagab piisavalt kõrgete tugevusomadustega toodete valmistamise. Meetod on majanduslikult kasulik suhteliselt madalal temperatuuril plastifitseeritud termoplastide, peamiselt pehme PVC puhul.

IC ja lenoleumijäätmete valmistamiseks on välja töötatud agregaat, mis koosneb noapurustist, segamistrumlist ja kolmerullilistest rafineerimisrullikutest. Suure hõõrdumise, suure pressimisrõhu ja pöörlevate pindade vahel segamise tulemusena segu komponendid täiendavalt purustatakse, plastifitseeritakse ja homogeniseeritakse. Juba ühe masina läbisõiduga omandab materjal üsna hea kvaliteedi.

Vajutades

Üks traditsioonilisi meetodeid jäätmete polümeermaterjalide töötlemiseks on pressimine, kõige levinumaks võib nimetada Regal-Converteri meetodit. Konveierilindil ühtlase paksusega jahvatusjäätmed juhitakse ahju ja sulatatakse. Seejärel pressitakse sel viisil plastifitseeritud mass. Kavandatav meetod töötleb plastisegusid, mille võõrainete sisaldus on üle 50%.

Sünteetiliste vaipade ja IR-jäätmete ringlussevõtt on pidev. Selle olemus on järgmine: jahvatatud jäätmed juhitakse segistisse, kuhu lisatakse 10% sideainet, pigmente, täiteaineid (tugevdamiseks). Sellest segust pressitakse kahe lintpressiga plaadid. Plaatide paksus on 8…50 mm ja tihedus ca 650 kg/m3. Tänu plaadi poorsusele on neil soojus- ja heliisolatsiooniomadused. Neid kasutatakse masinaehituses ja autotööstuses konstruktsioonielementidena. Ühe- või kahepoolse lamineerimisega saab neid plaate kasutada mööblitööstuses. USA-s kasutatakse raskete plaatide valmistamiseks pressimisprotsessi.

Kasutatakse ka teist tehnoloogilist meetodit, mis põhineb vormis vahutamisel. Väljatöötatud võimalused erinevad puhumisainete sekundaarsetesse toorainetesse sisestamise meetodite ja soojuse tarnimise poolest. Puhumisained võib sisestada sisemisse segistisse või ekstruuderisse. Kujundatud vahustamise meetod on aga produktiivsem, kui pooride moodustamise protsess viiakse läbi pressis.

Polümeerijäätmete presspaagutamise meetodi oluliseks puuduseks on segu komponentide nõrk segunemine, mis toob kaasa saadud materjalide mehaaniliste omaduste vähenemise.

PVC-plastijäätmete ringlussevõtu probleemi arendatakse praegu intensiivselt, kuid eeskätt täiteaine olemasoluga on seotud palju raskusi. Mõned arendajad on valinud polümeeri komposiidist eraldamise ja selle hilisema kasutamise. Need tehnoloogilised võimalused on aga sageli ebaökonoomsed, aeganõudvad ja sobivad kitsale materjalivalikule.

Teadaolevad otsese termovormimise meetodid nõuavad kas suuri lisakulusid (ettevalmistustoimingud, primaarse polümeeri lisamine, plastifikaatorid, spetsiaalsete seadmete kasutamine) või ei võimalda töödelda kõrge täidisega jäätmeid, eriti PVC-plasti.

2.4 POLÜSTÜREENPLASTISTIDE JÄÄTMETE KÕRVALDAMINE

Polüstüreenijäätmed kogunevad PS-st ja selle kopolümeeridest valmistatud vananenud toodetena (leivakarbid, vaasid, syrniki, erinevad nõud, grillid, purgid, riidepuud, kattelinad, kaubandus- ja laboriseadmete osad jne), samuti üldotstarbelise PS, löögikindla PS (HIPS) ja selle kopolümeeride tööstuslike (tehnoloogiliste) jäätmetena.

Polüstüreenplastide ringlussevõtt võib toimuda järgmistel viisidel:

1. tugevalt saastunud tööstusjäätmete kõrvaldamine;
2. HIPS- ja ABS-plasti tehnoloogiliste jäätmete utiliseerimine survevalu, ekstrusiooni ja pressimise teel;
3. kulunud toodete utiliseerimine;
4. vahtpolüstüreeni (EPS) jäätmete taaskasutamine;
5. segajäätmete kõrvaldamine.

Tugevalt saastunud tööstusjäätmed tekivad PS ja polüstüreenplastide tootmisel reaktorite, ekstruuderite ja tootmisliinide puhastamisel erineva suuruse ja kujuga tükkidena. Reostuse, heterogeensuse ja madala kvaliteedi tõttu hävivad need jäätmed peamiselt põletamisel. Neid on võimalik utiliseerida hävitamise teel, kasutades saadud vedelaid tooteid kütusena.

Ionogeensete rühmade kinnitamise võimalus polüstüreeni benseenitsükliga võimaldab saada selle baasil ioonivahetiid. Samuti ei muutu polümeeri lahustuvus töötlemise ja töötamise ajal. Seetõttu on mehaaniliselt tugevate ioonivahetite saamiseks võimalik kasutada tehnoloogilisi jäätmeid ja kulunud polüstüreentooteid, mille molekulmass reguleeritakse termilise hävitamise teel ioonivahetite sünteesi tingimustega nõutavatele väärtustele (40 ... 50 tuhat). Saadud toodete järgnev klorometüleerimine viib vees lahustuvate ühendite moodustumiseni, mis viitab võimalusele kasutada lahustuvate polüelektrolüütide saamiseks sekundaarset polüstüreeni toorainet.

Tehnoloogilised jäätmed PS (nagu ka tarkvara) ei erine oma füüsikaliste, mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste poolest esmasest toorainest. Need jäätmed on taaskasutatavad ja enamasti

kasutatakse ettevõtetes, kus need moodustatakse. Neid saab lisada esmasele PS-le või kasutada iseseisva toorainena erinevate toodete valmistamisel.

Polüstüreenplastide töötlemisel survevalu, ekstrusiooni ja vaakumvormimise teel tekib märkimisväärne kogus tehnoloogilisi jäätmeid (kuni 50%), mille tagasitoomine tehnoloogilistesse töötlemisprotsessidesse võib oluliselt tõsta polümeermaterjalide kasutamise efektiivsust ning luua jäätmevaba tootmist plasti töötlevas tööstuses.

ABS-plaste kasutatakse laialdaselt autotööstuses suurte autoosade valmistamisel, sanitaarseadmete, torude, tarbekaupade jms tootmisel.

Seoses stüreenplastide tarbimise kasvuga kasvab ka jäätmete hulk, mille kasutamine on majanduslikult ja keskkonnasõbralikult otstarbekas, arvestades tooraine kallinemist ja nende ressursi vähenemist. Paljudel juhtudel saab kasutamata materjalide asendamiseks kasutada taaskasutatud materjale.

On kindlaks tehtud, et ABS-polümeeri korduval töötlemisel toimub selles kaks konkureerivat protsessi: ühelt poolt makromolekulide osaline hävimine, teiselt poolt osaline molekulidevaheline ristsidumine, mis suurenevad töötlemistsüklite arvu suurenedes. .

Ekstrudeeritud ABS-i töötlemise meetodi valimisel tõestati põhimõttelist võimalust toodete vormimiseks otsepressimise, ekstrusiooni ja survevalu abil.

ABS-jäätmete töötlemise tõhus tehnoloogiline etapp on polümeeri kuivatamine, mis võimaldab viia niiskusesisalduse tasemeni, mis ei ületa 0,1%. Sel juhul välistatakse selliste liigsest niiskusest tulenevate defektide teke materjalis nagu ketendav pind, hõbedane, toodete paksus kihistumine; Eelkuivatamine parandab materjali omadusi 20…40%.

Otsene kokkupressimise meetod osutub aga ebaefektiivseks ja polümeeri väljapressimine on selle kõrge viskoossuse tõttu raskendatud.

ABS-polümeeri tehnoloogiliste jäätmete töötlemine survevalu abil tundub paljutõotav. Sel juhul on polümeeri voolavuse parandamiseks vaja kasutusele võtta tehnoloogilisi lisandeid. Polümeeri lisand hõlbustab ABS-polümeeri töötlemist, kuna see suurendab makromolekulide liikuvust, polümeeri paindlikkust ja selle viskoossuse vähenemist.

Selle meetodi abil saadud tooted ei ole oma toimivusnäitajate poolest halvemad kui primaarsest polümeerist valmistatud tooted ja mõnikord isegi ületavad neid.

Defektsed ja kulunud tooted saab utiliseerida jahvatamise teel, millele järgneb tekkinud puru moodustamine segus algmaterjalidega või iseseisva toorainena.

Palju keerulisem olukord on PS-st valmistatud kulunud toodete, sealhulgas vahtplasti taaskasutamise valdkonnas. Välismaal on nende kõrvaldamise peamised viisid pürolüüs, põletamine, foto- või biolagundamine ja matmine. Toodeteks saab taaskasutada amortiseerunud tooteid kultuuri- ja kogukonnaeesmärkidel, aga ka polümeeri-, ehitus-, soojusisolatsioonimaterjalide jm tööstuses. See puudutab peamiselt löögikindlast PS-st valmistatud tooteid.

Plokk PS tuleb enne ümbertöötlemist kombineerida tugeva mõjuga PS-ga (suhe 70:30), muul viisil modifitseeritud või taaskasutada koos akrüülnitriili, metüülmetakrülaadi (MS) või MS-i ja akrüülnitriili (MSN) terpolümeeridega. MC ja MCH kopolümeere eristab kõrgem vastupidavus atmosfääri vananemisele (võrreldes löögikindlate koostistega), millel on suur tähtsus järgnevas töötlemises. PE-le saab lisada sekundaarse PS-i.

Polüstüreenkilejäätmete muundamiseks sekundaarseteks polümeersete tooraineteks aglomereeritakse need pöörlevates aglomeraatorites. PS-i madal löögitugevus tagab kiire lihvimise (võrreldes teiste termoplastidega). PS-i kõrge nakkuvus põhjustab aga esiteks materjaliosakeste kokkukleepumist ja suurte agregaatide moodustumist enne (80 °C) materjali plastiliseks muutumist (130 °C) ning teiseks materjali kleepumiseni. töötlemisseadmed. See muudab PS-i aglomeerimiseks palju keerulisemaks kui PE, PP ja PVC.

PPS-i jäätmeid saab lahustada stüreenis ja seejärel polümeriseerida segus, mis sisaldab purustatud kummi ja muid lisandeid. Sel viisil saadud kopolümeere iseloomustab piisavalt kõrge löögitugevus.

Taaskasutustööstus seisab praegu silmitsi segaplastijäätmete ringlussevõtuga. Segajäätmete töötlemise tehnoloogia hõlmab sorteerimist, jahvatamist, pesemist, kuivatamist ja homogeniseerimist. Segajäätmetest saadud ringlussevõetud PS on kõrgete füüsikaliste ja mehaaniliste omadustega, seda saab sulas olekus lisada asfaldile ja bituumenile. Samal ajal väheneb nende maksumus ja tugevusomadused suurenevad umbes 20%.

Taaskasutatud polüstüreeni tooraine kvaliteedi parandamiseks muudetakse seda. Selleks on vaja uurida selle omadusi termilise vananemise ja töötamise protsessis. PS-plastide vananemisel on oma spetsiifika, mis avaldub selgelt eelkõige löögikindlate materjalide puhul, mis sisaldavad lisaks PS-le ka kumme.

PS materjalide kuumtöötlemisel (temperatuuril 100–200 °C) toimub selle oksüdatsioon hüdroperoksiidrühmade moodustumisega, mille kontsentratsioon oksüdatsiooni algfaasis kiiresti suureneb, millele järgneb karbonüül- ja hüdroksüülrühmade moodustumine.

Hüdroperoksiidrühmad käivitavad fotooksüdatsiooniprotsessid, mis tekivad PS-st valmistatud toodete töötamisel päikesekiirguse mõjul. Fotodegradatsiooni algatavad ka kummis sisalduvad küllastumata rühmad. Hüdroperoksiidi ja küllastumata rühmade kombineeritud mõju oksüdatsiooni varases staadiumis ja karbonüülrühmade hilisemates staadiumides on PS-produktide madalam vastupidavus fotooksüdatiivse lagunemise suhtes võrreldes PO-ga. Küllastumata sidemete olemasolu HIPS-i kummikomponendis selle kuumutamise ajal põhjustab lagunemisprotsessi automaatset kiirenemist.

Kummiga modifitseeritud PS-i fotovanandamisel domineerib ahela katkemine ristsidemete moodustumise ees, eriti suure kaksiksidemesisalduse korral, millel on oluline mõju polümeeri morfoloogiale, füüsikalis-mehaanilistele ja reoloogilistele omadustele.

Kõiki neid tegureid tuleb PS- ja HIPS-toodete ümbertöötlemisel arvesse võtta.

2.5 POLÜAMIIDIDE JÄÄTMETE TAASKASUTAMINE

Tahkete polümeersete jäätmete hulgas on olulisel kohal polüamiidjäätmed, mis tekivad peamiselt kiudude (nailon ja aniid) tootmisel ja töötlemisel toodeteks, samuti vananenud tooted. Jäätmete kogus kiu tootmisel ja töötlemisel ulatub 15% -ni (sellest tootmises - 11 ... 13%). Kuna PA on kallis materjal, millel on mitmeid väärtuslikke keemilisi ja füüsikalis-mehaanilisi omadusi, on selle jäätmete ratsionaalne kasutamine eriti oluline.

Sekundaarsete PA tüüpide mitmekesisus nõuab spetsiaalsete töötlemismeetodite loomist ja samal ajal avab laialdased võimalused nende valimiseks.

PA-6.6 jäätmed on kõige stabiilsemate näitajatega, mis on nende töötlemise universaalsete meetodite loomise eelduseks. Paljud jäätmed (kummitud nöör, kaunistused, kulunud sukad) sisaldavad mittepolüamiidkomponente ja vajavad töötlemiseks spetsiaalset lähenemist. Kulunud tooted on saastunud ning saaste hulga ja koostise määravad toodete kasutustingimused, nende kogumise, ladustamise ja transportimise korraldus.

PA-jäätmete töötlemise ja kasutamise peamisteks valdkondadeks võib nimetada jahvatamist, sulast termovormimist, depolümerisatsiooni, lahusest ümbersadestamist, erinevaid modifitseerimismeetodeid ja tekstiili töötlemist kiulise struktuuriga materjalide saamiseks. Teatud jäätmete kasutamise võimalikkuse, otstarbekuse ja efektiivsuse määravad ennekõike nende füüsikalised ja keemilised omadused.

Suur tähtsus on jäätmete molekulmassil, mis mõjutab taaskasutatud materjalide ja toodete tugevust ning taaskasutatud PA tehnoloogilisi omadusi. Madala molekulmassiga ühendite sisaldus PA-6-s mõjutab oluliselt tugevust, termilist stabiilsust ja töötlemistingimusi. Töötlemistingimustes termiliselt stabiilseim on PA-6.6.

Töötlemismeetodite ja -viiside ning jäätmete kasutusjuhiste valimiseks on oluline uurida sekundaarse PA termilist käitumist. Sel juhul võivad materjali struktuursed ja keemilised omadused ning selle eellugu mängida olulist rolli.

2.5.1 PA jäätmetöötlusmeetodid

Olemasolevad PA-jäätmete töötlemise meetodid võib jagada kahte põhirühma: mehaanilised, mis ei ole seotud keemiliste muundumistega, ja füüsikalis-keemilised. Mehaanilised meetodid hõlmavad lihvimist ning erinevaid tehnikaid ja meetodeid, mida tekstiilitööstuses kasutatakse kiulise struktuuriga toodete saamiseks.

Valuplokke, ebakvaliteetset linti, valatud jäätmeid, osaliselt tõmmatud ja tõmbamata kiude võib mehaaniliselt töödelda.

Lihvimine pole mitte ainult toiming, mis kaasneb enamiku tehnoloogiliste protsessidega, vaid ka iseseisev jäätmete töötlemise meetod. Lihvimine võimaldab saada valuplokkidest, ribadest, harjastest survevalu jaoks pulbrilisi materjale ja laaste. Iseloomulik on see, et jahvatamise ajal lähteaine füüsikalis-keemilised omadused praktiliselt ei muutu. Pulbriliste toodete saamiseks kasutatakse eelkõige krüogeenseid jahvatusprotsesse.

Jäätmeid kiududest ja harjastest kasutatakse õngenööride, pesulappide, käekottide jms tootmiseks, kuid see nõuab märkimisväärset käsitsitööd.

Jäätmetöötluse mehaanilistest meetoditest on kõige perspektiivikamad ja laialdasemalt kasutatavad lausmaterjalide, põrandakatete ja staapelkangaste tootmine. Nendel eesmärkidel on eriti väärtuslikud polüamiidkiu jäätmed, mida on lihtne töödelda ja värvida.

PA-jäätmete töötlemise füüsikalis-keemilised meetodid võib klassifitseerida järgmiselt:

1. jäätmete depolümeriseerimine, et saada monomeere, mis sobivad kiudude ja oligomeeride tootmiseks ning nende hilisemaks kasutamiseks liimide, lakkide ja muude toodete tootmisel;
2. jäätmete ümbersulatamine granulaadi, aglomeraadi ja toodete saamiseks ekstrusiooni ja survevalu teel;
3. lahustest ümbersadestamine pulbrite saamiseks katmiseks;
4. komposiitmaterjalide saamine;
5. keemiline modifitseerimine uute omadustega materjalide tootmiseks (lakkide, liimide jms saamine).

Depolümerisatsiooni kasutatakse tööstuses laialdaselt kõrgekvaliteediliste monomeeride saamiseks saastamata protsessijäätmetest.

Depolümerisatsioon viiakse läbi katalüsaatorite juuresolekul, mis võivad olla neutraalsed, aluselised või happelised ühendid.

Meil ja välismaal on laialt levinud PA-jäätmete korduvsulatamise meetod, mida teostatakse peamiselt vertikaalsetes 2–3 tundi kestvates seadmetes ja ekstrusioonitehastes. Pikaajalise termilise kokkupuute korral väheneb PA-6 lahuse eriviskoossus väävelhappes 0,4 ... 0,7% ja madala molekulmassiga ühendite sisaldus suureneb 1,5-lt 5-6% -ni. Ülekuumendatud aurus sulatamine, niisutamine ja vaakumis sulatamine parandavad regenereeritud polümeeri omadusi, kuid ei lahenda piisavalt suure molekulmassiga toodete saamise probleemi.

Ekstrusiooniga töötlemise käigus oksüdeerub PA palju vähem kui pikaajalisel sulamisel, mis aitab kaasa materjali kõrgete füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste säilimisele. Lähteaine niiskusesisalduse suurendamine (oksüdatsiooniastme vähendamiseks) põhjustab PA mõningast hävimist.

Pulbrite saamine PA-jäätmetest lahustest ümbersadestamise teel on meetod polümeeride puhastamiseks, saades need edasiseks töötlemiseks sobival kujul. Pulbreid saab kasutada näiteks nõude puhastamiseks, kosmeetika komponendina jne.

Laialdaselt kasutatav meetod PA-de mehaaniliste omaduste reguleerimiseks on nende täitmine kiudmaterjalidega (klaaskiud, asbestkiud jne).

PA-jäätmete ülitõhusa kasutamise näide on selle põhjal ATM-2 materjali loomine, millel on kõrge tugevus, kulumiskindlus ja mõõtmete stabiilsus.

Paljutõotav suund ringlussevõetud PCA-st valmistatud toodete füüsikaliste, mehaaniliste ja tööomaduste parandamiseks on vormitud osade füüsiline muutmine mahulise pinnatöötlusega. Kaoliiniga täidetud ja põlevkivipehmendajaga plastifitseeritud proovide mahu-pinnatöötlus kuumutatud glütseriinis suurendab löögitugevust 18%, murdepinget paindes 42,5%, mis on seletatav rohkema kihi moodustumisega. materjali täiuslik struktuur ja jääkpingete eemaldamine.

2.5.2 PA jäätmete ringlussevõtu protsessid

Peamised protsessid, mida kasutatakse PA-jäätmetest ringlussevõetud polümeeri tooraine taaskasutamiseks, on järgmised:

1. PA regenereerimine kulunud nailonvõrkmaterjalide ja tehnoloogiliste jäätmete ekstrusiooniga, et saada granuleeritud tooteid, mis sobivad töötlemiseks toodeteks survevalu teel;
2. PA regenereerimine kulunud toodetest ja nailonist tehnoloogilistest jäätmetest, mis sisaldavad kiulisi lisandeid (mitte polüamiide) lahustamise, lahuse filtreerimise ja järgneva PA sadestamise teel pulbrilise toote kujul.

Kulunud toodete töötlemise tehnoloogilised protsessid erinevad tehnoloogiliste jäätmete töötlemisest eelneva ettevalmistusetapi olemasolu poolest, sealhulgas tooraine lahtivõtmine, nende pesemine, pesemine, pigistamine ja teisese tooraine kuivatamine. Eelnevalt ettevalmistatud kulunud tooted ja tehnoloogilised jäätmed suunatakse lihvimisele, misjärel suunatakse need ekstruuderisse granuleerimiseks.

Mittepolüamiidseid materjale sisaldavaid sekundaarseid kiudpolüamiidi toormaterjale töödeldakse reaktoris toatemperatuuril vesinikkloriidhappe vesilahusega, filtreeritakse, et eemaldada mittepolüamiidsed lisandid. Pulberpolüamiid sadestatakse metanooli vesilahusega. Sadestunud produkt purustatakse ja saadud pulber dispergeeritakse.

Praegu kasutatakse meie riigis nailonkiu tootmisel tekkivaid tehnoloogilisi jäätmeid üsna tõhusalt mittekootud materjalide, põrandakatete ja valamiseks ja ekstrusiooniks mõeldud graanulite tootmiseks. Kompaktsete allikate ebaõnnestunud PA-toodete ebapiisava kasutamise peamine põhjus on ülitõhusate seadmete puudumine nende esmaseks töötlemiseks ja töötlemiseks.

Nailonkiust kulunud toodete (sukkad, võrkmaterjalid jne) sekundaarseteks materjalideks töötlemise protsesside väljatöötamine ja tööstuslik juurutamine võimaldab säästa märkimisväärsel hulgal toorainet ja suunata need kõige tõhusamatesse kasutusvaldkondadesse.

2.6 POLÜETÜLEENTEREFTALAADI JÄÄTMETE TAASKASUTAMINE

Lavsanikiudude ja kasutatud PET-toodete ringlussevõtt sarnaneb polüamiidijäätmete ringlussevõtuga, seega käsitleme selles jaotises PET-pudelite ringlussevõttu.

Rohkem kui 10 aasta jooksul Venemaal PET-pakendis jookide massilise tarbimise ajal on mõnel hinnangul prügilasse kogunenud üle 2 miljoni tonni kasutatud plastmahuteid, mis on väärtuslik keemiline tooraine.

Pudeli eelvormide tootmise plahvatuslik kasv, nafta ja vastavalt ka primaarse PET-i maailmaturuhindade tõus mõjutas kasutatud PET-pudelite töötlemise turu aktiivset kujunemist Venemaal 2000. aastal.

Kasutatud pudelite taaskasutamiseks on mitu meetodit. Üks huvitavaid meetodeid on taaskasutatud PET-i süvakeemiline töötlemine metanolüüsi käigus dimetüültereftalaadi või tereftaalhappe ja etüleenglükooli tootmisega mitmetes hüdrolüütilistes protsessides. Sellistel töötlemismeetoditel on aga märkimisväärne puudus - depolümerisatsiooniprotsessi kõrge hind. Seetõttu kasutatakse praegu sagedamini üsna tuntud ja laialt levinud mehhaanilise keemilise töötlemise meetodeid, mille käigus polümeerisulamist moodustuvad lõpptooted. Välja on töötatud suur valik tooteid, mis on saadud taaskasutatud pudelisse villitud polüetüleentereftalaadist. Peamine suuremahuline tootmine on lavsanikiudude (peamiselt põhitoidu) tootmine, sünteetiliste talvekaitsevahendite ja lausmaterjalide tootmine. Suure turusegmendi hõivab lehtede ekstrudeerimine termovormimiseks lehtpeadega ekstruuderitel ja lõpuks on kõige lootustandvamaks töötlemismeetodiks üldiselt tunnustatud toiduga kokkupuutumiseks sobivate graanulite saamine, s.t. materjali hankimine eelvormide ümbervalamiseks.

Pudeli vaheainet saab kasutada tehnilistel eesmärkidel: toodeteks töötlemise protsessis saab esmasele materjalile lisada taaskasutatud PET-i; segamine – ringlussevõetud PET-i saab sulatada teiste plastidega (nt polükarbonaat, WPE) ja täita tehniliste osade tootmiseks kiududega; värvainete (superkontsentraatide) saamine värviliste plasttoodete tootmiseks.

Ka puhastatud PET-helbeid saab vahetult kasutada mitmesuguste toodete valmistamiseks: tekstiilkiud; täidis ja staapelkiud - sünteetiline talvekaitsevahend (talvejopede, magamiskottide jms isolatsioon); katusematerjalid; kiled ja lehed (värvitud, metalliseeritud); pakendid (munade ja puuviljade karbid, mänguasjade pakendid, sporditarbed jne); vormitud konstruktsioonitooted autotööstusele; valgustite ja kodumasinate osad jne.

Igal juhul ei ole depolümeriseerimise või toodeteks töötlemise lähteaineks pudelijäätmed, mis võiksid mõnda aega ladestada prügilas ja mis on vormitud, tugevalt saastunud esemed, vaid puhtad PET-helbed.

Kaaluge pudelite puhasteks plasthelvesteks ümbertöötlemise protsessi.

Võimalusel tuleks pudelid koguda juba sorteeritult, ilma teiste plastide ja saastavate esemetega segunemata. Optimaalne taaskasutusobjekt on värvitutest PET-pudelitest kokkupressitud pakk (värvilised pudelid tuleb sorteerida ja eraldi taaskasutada). Pudeleid tuleb hoida kuivas kohas. Kilekotid, kus on lahtiselt PET-pudelid, tühjendatakse laadimispunkrisse. Järgmisena sisenevad pudelid punker-sööturisse. Pallisöötur on kasutusel nii ühtlase etteandesüsteemiga hoiupunkrina kui ka pallimurdjana. Punkri põrandal asuv konveier liigutab palli kolme pöörleva teo juurde, mis purustavad aglomeraadid üksikuteks pudeliteks ja söödavad need väljastuskonveierile. Siin on vaja eraldada värvilisest ja värvimata PET-st valmistatud pudelid, samuti eemaldada võõrkehad nagu kumm, klaas, paber, metall ja muud tüüpi plastid.

Hüdraulilise tõukuriga varustatud üherootorilises purustis purustatakse PET-pudelid, moodustades kuni 40 mm suuruseid suuri fraktsioone.

Purustatud materjal läbib õhu vertikaalset klassifikaatorit. Rasked osakesed (PET) kukuvad vastu õhuvoolu vibreerivale eraldussõelale. Kerged osakesed (sildid, kile, tolm jne) puhutakse õhuvooluga õhku ja kogutakse tsükloni all olevasse spetsiaalsesse tolmukollektorisse. Separaatori vibreerival sõelal eraldatakse osakesed kaheks fraktsiooniks: suured PET-osakesed "voolavad" läbi sõela ning väikesed osakesed (peamiselt saasteainete rasked fraktsioonid) liiguvad sõela sisse ja kogutakse separaatori all olevatesse konteineritesse.

Flotatsioonipaaki kasutatakse erineva suhtelise tihedusega materjalide eraldamiseks. PET-osakesed langevad kaldpõhjale ja tigu laadib PET-i pidevalt veeeraldussõelale maha.

Sõel on mõeldud nii PET-iga koos pumbatava vee eraldamiseks flotaatorist kui ka saasteainete peente fraktsioonide eraldamiseks.

Eelpurustatud materjal pestakse tõhusalt kaldega kaheastmelises perforeeritud seintega pöörlevas trumlis.

Helveste kuivatamine toimub perforeeritud lehest valmistatud pöörlevas trumlis. Materjal pööratakse ümber kuuma õhuvooludes. Õhku soojendavad elektrikerised.

Järgmisena sisenevad helbed teise purustisse. Selles etapis jahvatatakse suured PET-osakesed helvesteks, mille suurus on ligikaudu 10 mm. Tuleb märkida, et töötlemise mõte seisneb selles, et materjali ei purustataks turustatava toote helvesteks jahvatamise esimeses etapis. See protsess väldib materjalikadusid süsteemis, saavutab optimaalse etikettide eraldamise, parandab puhastustulemusi ja vähendab noa kulumist teises purustis, kuna klaas, liiv ja muud abrasiivsed materjalid eemaldatakse enne teisese lihvimisetappi.

Lõplik protsess sarnaneb esmase õhu klassifitseerimisprotsessiga. Õhuvooluga eemaldatakse etiketijäägid ja PET-tolm. Lõpptoode – puhtad PET-helbed – valatakse vaatidesse.

Seega on võimalik taaskasutatud plastmahutite taaskasutamise tõsine probleem lahendada toote kättesaamisega.

Paljutõotav viis PET-i taaskasutamiseks on pudelite tootmine pudelitest.

Klassikalise ringlussevõtu protsessi peamised etapid "pudelist pudelisse" skeemi rakendamiseks on: teisese tooraine kogumine ja sorteerimine; teisese tooraine pakendamine; lihvimine ja pesemine; killustiku eraldamine; ekstrusioon graanulite saamiseks; graanulite töötlemine kruviaparaadis, et suurendada toote viskoossust ja tagada toote steriliseerimine otseseks kokkupuuteks toiduga. Kuid selle protsessi elluviimiseks on vaja tõsiseid kapitaliinvesteeringuid, kuna seda protsessi pole standardseadmetega võimalik läbi viia.

2.7 PÕLEMINE

Soojusenergia saamiseks on soovitatav põletada ainult teatud tüüpi plaste, mis on kaotanud oma omadused. Näiteks Wolvergemtonis (Suurbritannia) asuv soojuselektrijaam ei tööta esimest korda maailmas mitte gaasil või kütteõlil, vaid vanadel autorehvidel. Briti mittefossiilsete kütuste ringlussevõtu amet aitas ellu viia seda ainulaadset projekti, mille käigus varustatakse elektriga 25 000 elamut.

Teatud tüüpi polümeeride põlemisega kaasneb mürgiste gaaside moodustumine : vesinikkloriid, lämmastikoksiidid, ammoniaak, tsüaniidühendid jne, mistõttu on vaja võtta kasutusele meetmed atmosfääriõhu kaitsmiseks. Lisaks on selle protsessi majanduslik efektiivsus võrreldes teiste plastijäätmete ringlussevõtu protsessidega madalaim. Sellegipoolest määrab põlemiskorralduse võrdlev lihtsus selle üsna laialdase kasutamise praktikas.

2.8 RTI JÄÄTMETE TAASKASUTAMINE

Viimase statistika kohaselt toodetakse Lääne-Euroopas aastas umbes 2 miljonit tonni kasutatud rehve, Venemaal - tehniliste kummitoodete (RTI) abil toodetakse umbes 1 miljon tonni rehve ja sama palju vana kummi. Rehvi- ja kummikaupade tehastes tekib palju jäätmeid, millest suurt osa ei taaskasutata, näiteks rehvitehaste kasutatud butüülmembraanid, etüleenpropüleeni jäätmed jne.

Vana kummi suure hulga tõttu on põletamisel ringlussevõtus endiselt domineeriv positsioon, samas kui materjalide ringlussevõtt moodustab siiski väikese osa, hoolimata selle ringlussevõtu olulisusest keskkonna parandamisel ja tooraine säästmisel. Materjalide ringlussevõttu pole laialdaselt kasutatud suure energiatarbimise ning peente kummipulbrite ja taaskasutatud materjalide kõrge hinna tõttu.

Ilma riigipoolse majandusregulatsioonita on rehvide taaskasutamine kahjumlik. Vene Föderatsioonis puudub kasutatud rehvide ja kummikaupade kogumise, ladestamise ja ringlussevõtu süsteem. Selle probleemi lahendamise õigusliku ja majandusliku reguleerimise ja stimuleerimise meetodeid ei ole välja töötatud. Enamasti kogunevad kulunud rehvid parklatesse või viiakse metsa ja karjääridesse. Praegu on igal aastal toodetud märkimisväärses koguses kasutatud rehve suur keskkonnaprobleem riigi kõigis piirkondades.

Nagu praktika näitab, on seda probleemi piirkondlikul tasandil väga raske lahendada. Venemaal tuleks välja töötada ja rakendada föderaalne rehvide ja kummitoodete kõrvaldamise programm. Programm peaks sätestama õiguslikud ja majanduslikud mehhanismid, mis tagavad kulunud rehvide liikumise kavandatud skeemi kohaselt.

Meie riigis rehvide ringlussevõtu süsteemi toimimise majandusliku mehhanismina arutatakse kahte peamist lähenemisviisi:

1. rehvide taaskasutamise eest tasub otse nende omanik – "saastaja maksab";
2. rehvide taaskasutamise eest tasub rehvide tootja või maaletooja – "tootja maksab".

"Saastaja maksab" põhimõtet rakendatakse osaliselt sellistes piirkondades nagu Tatarstan, Moskva, Peterburi jne. Reaalselt meie kaaskodanike keskkonna- ja majandusnihilismi taset hinnates võib pidada "saastaja maksab" põhimõtte edukat kasutamist. vähetõotav.

Meie riigi jaoks oleks parim “tootja maksab” põhimõtte juurutamine. See põhimõte toimib edukalt Skandinaavia riikides. Näiteks võimaldab selle kasutamine Soomes taaskasutada enam kui 90% rehvidest.

2.8.1 Kulunud rehvide ja torude muljumine

Kulunud kummitoodetest (rehvid, kambrid jne) olemasolevate tööstuslike meetoditega regeneraadi saamise algetapp on nende lihvimine.

Rehvikummi lihvimisega kaasneb mõningane kummi vulkaniseerimisvõrgu hävimine, mille väärtus, mis on hinnatud tasakaalupaisumise astme muutusest ceteris paribus, on seda suurem, mida väiksem on tekkiva kummipuru osakeste suurus. Kummi kloroformi ekstrakt muutub sel juhul väga vähe. Samal ajal toimub ka süsinikstruktuuride hävimine. Aktiivset tahma sisaldavate kummide purustamisega kaasneb ahela struktuuride mõningane hävimine mööda süsinik-süsinik sidemeid; madala aktiivsusega tahma (termilise) korral suureneb süsinikuosakeste vaheliste kontaktide arv mõnevõrra. Üldiselt peaksid kummide vulkaniseerimisvõrgu ja süsiniku struktuuride muutused purustamisel, nagu iga mehhaanilise keemilise protsessi puhul, sõltuma polümeeri tüübist, kummis sisalduva täiteaine olemusest ja kogusest, ristsidemete olemusest. ja vulkaniseerimisvõrgu tihedus, protsessi temperatuur ja ka lihvimisaste, kummi ja kasutatavate seadmete tüüp. Saadud kummipuru osakeste suurus määratakse kummi devulkaniseerimise meetodi, purustatud kummi tüübi ja lõpptoote – taaskasutatud toote – kvaliteedinõuete järgi.

Mida väiksem on puru osakeste suurus, seda kiiremini ja ühtlasemalt laguneb materjal, väheneb devulkanisaadis ebapiisavalt devulkaniseeritud kummiosakeste ("tangude") sisaldus ja selle tulemusena saadakse ühtlasem kvaliteet, vähendades. rafineerimisjäätmete hulk ja rafineerimisseadmete tootlikkuse tõstmine . Kummipuru osakeste suuruse vähenedes aga selle tootmiskulud tõusevad.

Seoses sellega ei ole praegu olemasolevate kummipuru tootmismeetodite juures 0,5 mm või väiksema osakese suurusega rehvikummipuru kasutamine regenereeritud kummi saamiseks reeglina majanduslikult otstarbekas. Kuna kulunud rehvid sisaldavad koos kummiga ka muid materjale – tekstiili ja metalli, siis rehvide purustamisel puhastatakse need materjalid samaaegselt ka kummist. Kui metalli esinemine kummipurus on lubamatu, siis oleneb tekstiilijääkide võimalik sisaldus selles kummipuru devulkaniseerimismeetodist ja tekstiili tüübist.

Kulunud kummitoodete purustamiseks kasutatakse enim rulle (Vene Föderatsioonis, Poolas, Inglismaal, USA-s) ja ketasveskeid (Saksamaal, Ungaris, Tšehhis). Nad kasutavad ka löök- (haamer) purustajaid, pöördveskeid, näiteks Novorotori seadmeid. Kummi purustatakse ka ekstrusioonimeetodil, mis põhineb kummi hävitamisel igakülgse kokkusurumise ja nihke tingimustes.

Pakutakse seadet, milles lihvitav materjal läbib rootori ja korpuse seina vahelt. Lihvimise mõju suurendab rootori ja korpuse seina vahelise pilu suuruse ja kuju muutmine rootori pöörlemise ajal. Mitmete olemasolevate kulunud rehvide purustamise skeemide võrdlus näitas, et seadmete tootlikkuse, energia ja protsessi töömahukuse osas on rullide kasutamisel põhineval skeemil parimad näitajad kui ketasveskite või pöörleva veski kasutamisel. masin.

Kodumaistes taaskasutustehastes olemasolev kulunud rehvide lihvimise tehnoloogia võimaldab saada tekstiilnööriga kummipuru rehvidest.

Väljavõtted õpetusest

"Polümeermaterjalide kasutamine ja ringlussevõtt"

Klinkov A.S., Beljajev P.S., Sokolov M.V.

Polümeeride ringlussevõtt Venemaal muutub üha paljulubavamaks. Jäätmete liigiti kogumise projektide arv kasvab ning sellistest materjalidest valmistatud tooteid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes. Turu arengut takistavad aga endiselt mitmed tegurid.

16. veebruaril toimus Moskvas neljas rahvusvaheline konverents "Polymer Recycling 2018". Partneriteks on Viscotec ja KRONES, üldmeediapartneriks ajakiri Polymer Materials. Üritust toetasid INTRATOOL, EREMA ja PETplanet.

INVENTRA peadirektor Rafael Grigoryan märkis osalejaid tervitades, et tulevikus võivad piirkondlikud operaatorid saada polümeeride ringlussevõtu segmendi suurimateks tegijateks. Nende peamine sissetulekuallikas on täna elanike makstav jäätmekäitlustariif, kuid laekuvate vahendite mahust ei pruugi kasumi saamiseks piisata. Sellega seoses on ulatusliku ressursibaasiga piirkondlikud operaatorid huvitatud kaupade sorteerimisest, töötlemisest ja taaskasutatud materjalidest tootmisest, et saada maksimaalset kasu.

Arutelu segmendi asjade seisu üle algas Clean City ettevõtete grupi direktorite nõukogu esimehe Polina Verguni kõnega, kes ütles, et jäätmekäitluse valdkond Venemaal on järgmine: 5 % suunatakse töötlemisele, 10% läheb keskkonnanõuetele vastavatesse prügilatesse ja 85% jõuab objektidesse, mis ei taga keskkonnaohutust.

Tööstuse peamistest probleemidest tõi pr Vergun välja jäätmete paigutamise loata prügilatesse ja piisava hulga jäätmekäitluskohtade puudumise. Ja taaskasutussegmendi peamisteks raskusteks on sorteerimis- ja töötlemisvõimsuste puudumine, turu killustatus ja liigiti kogumise süsteemi vähearendamine.

Eeltoodud probleemidele on esineja sõnul lahendus juba leitud: jäätmekäitluse vallas piirkondliku operaatori instituudi sisseseadmine, üksikute komponentide kõrvaldamise keeld ning jäätmekäitluse määrade ja normide tõstmine. keskkonnatasu. Samuti märkis ekspert, et väikeettevõtjate osalemine jäätmekäitlustegevuse korraldamisel on oluline.

«Arvestades käimasolevat jäätmekäitlusreformi, on oluline hakata ehitama föderaalseid ökotehnoparke, mis töötlevad sekundaarset toorainet, mis võetakse täna kasutusse andvatest regionaalsetest tehnoparkidest, sest olemasolevatest töötlemisvõimsustest ei piisa uues süsteemis taaskasutatavate materjalide mahtude jaoks, - jätkas pr Vergun, - selle raames toimub interaktsioon regionaalsete ja föderaalsete ökotehnoparkide tasandil, sekundaarsete toorainete töötlemise suunad. määratakse kindlaks impordi asendamise eesmärk ja töötatakse välja ühised lahendused regulatiivse raamistiku parandamiseks, sealhulgas standardite ja ringlussevõtu määra tõstmise põhjendused.
Lisaks märkis esineja, et lähiaastatel suureneb oluliselt plastijäätmete kogumine ning pole päris selge, kas Venemaal on täna piisavas mahus taaskasutatud polümeeridest valmistatud tooteid tarbitud. „Oleme valmis andma oma territooriumil teatud võimsusi kolmandate osapoolte ettevõtete arendamiseks, kui see on otstarbekas ja kasulik mõlemale poolele,“ lõpetas Vergun.

Ökotehnoloogia direktorite nõukogu esimees Konstantin Rzajev rääkis oma nägemusest olukorrast ja meenutas, et Venemaal tarbitakse kokku 5 miljonit tonni polümeeri toorainet, millest muljetavaldav osa jääb kasutusse aastakümneteks (aknaraamid, torud). , geomaterjalid) ja “prügisse” satub ennekõike polümeerpakendid.

Arvestades plastjäätmete sorteerimisel kogumise oodatavat järsku suurenemist piirkondlike operaatorite jõupingutustel, on kõneleja sõnul oodata 100-150 tuhande tonni PET-i ja mitusada tuhat tonni muid polümeerpakendeid täiendavalt. järgmised paar aastat.

Rzajev märkis vestlust jätkates, et eelmised kaks-kolm aastat on plastijäätmete töötlemise vallas paika pannud teatud trendid, oli tegureid, mis tõid kaasa tööstuse kasvu ja uusi võimalusi. Nende hulgas märkis esineja seaduste 458 ja 503 F3 vastuvõtmist, laiendatud tootjavastutuse kehtestamist, järjest suurema hulga jäätmete sorteerimiskomplekside käivitamist, samuti jäätmete kõrvaldamise keelu rakendamist, mis sisaldab kasulikke komponente, mis sai alguse 2018. Peaaegu kõikides piirkondades on välja töötatud territoriaalsed skeemid, umbes kolmandik neist on valinud jäätmete käitlemiseks taaskasutajad, üha rohkem organisatsioone õpib tundma laiendatud tootjavastutust ja keskkonnatasusid.

Loomulikult on keskkonnasõbralikkus muutumas trendiks. Kuid segmendil on endiselt probleeme: töötlemiseks vajalike fraktsioonide vähene kogumine, "varju" jäävate mängijate suur osakaal, struktureerimata tööstus – kas see muutub järgmisel aastal? Küsimus jääb lahtiseks.

Ekspert hindas ringlussevõetud PET-i (PET-helveste kujul) 2017. aasta tarbimiseks 151 tuhat tonni, millest kodumaine toodang on 136 tuhat tonni, imporditi umbes 16 tuhat tonni ja eksporditi 877 tonni. Impordist ligi 100% - PET-helbed polüesterkiu tootmiseks. Suurimatest tarnijariikidest: Ukraina, Valgevene-Kasahstan-Kõrgõzstan, Leedu, Aserbaidžaan ja Ühendkuningriik.

Taaskasutatud PET-i tarbimise struktuur on täna järgmine: 65,4% on polüesterkiud, umbes 18% - eelvormid, 12,7% - lint, nöör, kile ja lehed - 2,7% ja alla 1% - muud segmendid (vaigud jne .) Suurimad töötlejad - polüesterkiu tootjad (Comitex, RB-Group, Technoplast, Politex, Nomatex, Selena, Vtorkom), Specta (Venemaa pakkelindi turu liider), aga ka ainus toiduainete tootja. klassi PET granulaat, Plaruse tehas.

Ringlussevõetud polüetüleeni tarnete maht Venemaale oli võrdluseks 2014. aastal 1,9 tuhat tonni, 2016. aastaks tõusis see 3,3 tuhande tonnini, kuid 2017. aastal langes uuesti ja oli ligikaudu 3,1 tuhat tonni. viimase aasta andmed - Poola (2,2 tuhat tonni) ja Bulgaaria (777 tonni).

Euroopas tekib ühe inimese kohta aastas keskmiselt 492 kg jäätmeid, millest väiksem osa - 42% läheb taaskasutusse ning ülejäänud 58% maetakse või põletatakse, ütles PET Baltija tegevjuht Kaspars Fogelmanis oma aruandes. plasti ringlussevõtu kohta Euroopas.

Praegu pärineb peaaegu 50% kogu ELis kogutud ja ringlussevõetud plastist Prantsusmaalt, Saksamaalt ja Itaaliast. Nende riikidega ühinevad Hispaania ja Ühendkuningriik, moodustades viie parima mängija ja kogudes umbes 71% kogu ELi jäätmetest. Euroopa Komisjon on teinud ettepaneku tõsta 2025. aastaks EL-i kogu plastijäätmete voo ringlussevõtu osakaalu 55%-ni.

PET-jäätmete import Hiinasse vähenes 2017. aasta III kvartalis 177,6 tuhande tonni võrra ehk 26% võrreldes 2016. aasta näitajatega, mis moodustasid 517 tuhat tonni. 2017. aasta lõpuks keelasid Hiina võimud 24 liiki jäätmete impordi materjalid, sealhulgas paber ja plast. Edaspidi võtavad nad riigi valitsuse teatel vastu ainult taaskasutatavaid materjale, mille saasteaste ei ületa 0,3%.

On selge, et Hiina kehtestatud keeld mõjutab ringlussevõttu kogu maailmas: see laieneb EL-27 riikidele, kus 87% kogutud ringlussevõetud plastist saadetakse otse või kaudselt Hongkongi kaudu Hiinasse. Jaapan ja USA kasutavad ära ka seda, et Hiina ostab nende ringlussevõetud plasti. Eelmisel aastal eksportis Ameerika 1,42 miljonit tonni plastijäätmeid, mis tõi hr Fogelmanise sõnul Hiinale ligi 500 miljonit dollarit.

RusPECi tegevdirektor Ljubov Melanevskaja tegi aruande tootja laiendatud vastutuse rakendamise mehhanismide kohta (mis on ette nähtud kahel viisil: iseseisvalt või keskkonnatasu maksmisega).

«Plaani järgi pidi riik 2017. aastal koguma 6,5 ​​miljardit rubla. keskkonnatasuna, kuid kogus tegelikult 1,3 miljardit rubla. Mida on vaja, et ROP toimiks? Selged mängureeglid, ettevõtluse, riigi ja elanikkonna võrdne panus ning toetus “esimestele pääsukestele” ROP-i iseseisval elluviimisel,” jagas proua Melanevskaja.

Edu praeguses olukorras on kõneleja hinnangul võimalik saavutada seadusandlike aktide sünkroonse vastuvõtmisega, millega antakse ametiasutustele kohustus kehtestada jäätmete liigiti kogumine ja vastutus RSO jaoks seatud eesmärkide täitmata jätmise eest, samuti infrastruktuuri rajamine. RSO. 2017. aasta lõpus vastu võetud Põhja-Osseetia seadus tähistas muudatuste algust. Kas tuleb veel parandusi? Aeg näitab.

Projekti TechnoNIKOL juht Anna Dautova leiab, et Venemaal puudub endiselt polüstüreenijäätmete kogumise ja töötlemise kultuur ja laialt levinud praktika, kuid seda protsessi saab juhtida nende ettevõte ning siis saab lahendatud ka riigi mastaabis oluline keskkonnaprobleem.

Polüstüreenijäätmete ringlussevõtt nõuab vähem kui 10% polümeeride tootmiseks kulutatud koguressurssidest. Samal ajal saab paljude toodete tootmiseks kasutada suurtes kogustes sekundaarseid tooteid. Maailmakogemusest rääkides märkis esineja, et Torox ja Ursa on Euroopa polüstüreeni taaskasutusturul peamised tegijad. Kõneleja esitatud andmetel võetakse Euroopas aastas ringlusse 50 tuhat tonni vahtpolüstürooli ning Jaapanis, kus esmase vahtpolüstüreeni turuvõimsus on 132 tuhat tonni, kogutakse ja taaskasutatakse 125 tuhat tonni.

Yerema tütarettevõtte peadirektor Kaloyan Iliev tutvustas teavet eelvaakumtöötluse kohta kõrgendatud temperatuuril enne ekstrusiooni, mille tõttu stabiilses tehnoloogilises keskkonnas eemaldatakse materjalist niiskus ja migreeruvad ained juba enne ekstrusiooni. See töötlemine ja lühike ekstrusioonikruvi tagavad kõrge ja stabiilse viskoossusega ja heade värviväärtustega toiduainete heakskiidetud PET-graanulite pideva tootmise.

Ülemaailmsed jäätmete kogumise määrad on tõusuteel ja Aasia on juhtival kohal. Seadusandlus karmistub: soodustatakse materjalide taaskasutust ning samal ajal kehtestatakse piirangud jäätmete kõrvaldamisele ja energiakasutusele, millel peaks loomulikult olema positiivne mõju globaalsele keskkonnale, ütles Kronesi müügijuht Peter Hartel. , ja rääkis plasti taaskasutusettevõtte otsustest. Kronesi moodulsüsteemid on täielikult kohandatavad ja neid saab tarnida üksikute masinatena või võtmed kätte tehastena. MetaPure töötlemistehnoloogia toodab erineva kvaliteediga helbeid või graanuleid kuni toidukvaliteediga PET-i vastavalt FDA ja muudele sertifitseerimissüsteemidele.

Kokkuvõtteks läks jutt PET-pakendite peale. Starlinger Viscoteci esindaja Gerhard Ossbergeri sõnul on edukaks PET-pakendamiseks kolm tingimust: optiline välimus (ere värv, täielik läbipaistvus ja defektideta), toiduohutus (100% ohutu pakend inimeste tervisele), mehaanilised omadused (maksimaalne virnastatavus ja ladustamine, tugevus). DeCON kuivati ​​ja viscoSHEET ekstrusiooniliin eemaldab tolmu, et vähendada visuaalseid plekke, kuivatab toorainet maksimaalse viskoossuse, kuid maksimaalse tugevuse saavutamiseks ning puhastab sissetulevad taaskasutatud materjalid 100% toiduohutuse tagamiseks. Nii loob Viscotec kaubale kvaliteetse "kaitse".

Polümeeridest valmistatud tooted on tänapäeval lahutamatu osa meie igapäevaelust, kuid on loomulik, et koos nende toodete tootmise kasvuga kasvab ka tahkete jäätmete hulk.

Tänapäeval moodustavad polümeerjäätmed ligikaudu kaksteist protsenti kõigist olmejäätmetest ja nende arv kasvab pidevalt. Ja on loomulik, et polümeeride ringlussevõtt on tänapäeval üks pakilisemaid probleeme, sest ilma selleta võib inimkond sõna otseses mõttes uppuda prügimägedesse.

Polümeeride ringlussevõtt pole tänapäeval mitte ainult probleem, vaid ka väga paljutõotav ärivaldkond, kuna pealtnäha raisatud toorainest - olmejäätmetest on võimalik saada palju kasulikke aineid. Lisaks on see jäätmete ringlussevõtu tehnoloogia (MSW) palju turvalisem polümeerjäätmete ringlussevõtu meetod kui traditsiooniline põletamine, mis põhjustab olulist keskkonnakahju.

Polümeeride töötlemise tehnoloogia

Mis on polümeeride ringlussevõtt?

Polümeerjäätmete muundamiseks tooraineks, mis sobib edasiseks töötlemiseks toodeteks, on vajalik nende eeltöötlemine. Eeltöötlusmeetodi valik sõltub eelkõige jäätmete saastatuse astmest ja nende tekkeallikast. Seega töödeldakse homogeenseid tootmisjäätmeid tavaliselt kohe nende tekkekohas, kuna sel juhul on vaja vähe eeltöötlust - lihtsalt jahvatamist ja granuleerimist.

Vananenud toodete kujul olevad jäätmed nõuavad aga palju põhjalikumat ettevalmistust. Seega hõlmab polümeerijäätmete eeltöötlus tavaliselt järgmisi samme:

1. Segajäätmete jämesorteerimine ja identifitseerimine.
2. Jäätmete purustamine.
3. Segajäätmete eraldamine.
4. Jäätmete pesemine.
5. Kuivatamine.
6. Granuleerimine.

Eelsorteerimine võimaldab polümeersete jäätmete jämedat eraldamist erinevate kriteeriumide järgi: plasti tüüp, värvus, kuju ja mõõtmed. Eelsorteerimine toimub tavaliselt käsitsi konveierilintidel või laudadel. Samuti tähendab polümeeri töötlemise tehnoloogia, et sorteerimise käigus eemaldatakse jäätmetest mitmesugused võõrkehad.

Vananenud ja jäätmekäitlusettevõttesse sattunud polümeerijäätmed, milles võõrlisandite sisaldus ei ületa 5%, suunatakse sorteerimisüksusesse, kus sealt eemaldatakse juhuslikud võõrlisandid. Sorteeritud jäätmed purustatakse noapurustites, kuni saadakse lahtine mass, mille osakeste suurus on 2…9 mm.

Jahvatamine on jäätmete töötlemiseks ettevalmistamise üks olulisemaid etappe, kuna jahvatusaste määrab saadud toote voolavuse, osakeste suuruse ja puistetiheduse. Ja lihvimisastme reguleerimine võimaldab teil selle tehnoloogiliste omaduste keskmistamise tõttu parandada materjali kvaliteeti. See lihtsustab ka polümeeride töötlemist.

Väga paljulubav meetod polümeerijäätmete jahvatamiseks on krüogeenne, tänu millele on võimalik polümeerijäätmetest saada pulbreid dispersiooniastmega 0,5–2 mm. Selle tehnoloogia kasutamisel on traditsioonilise mehaanilise jahvatamise ees mitmeid eeliseid, kuna see võimaldab saavutada segamisaja lühenemist ja komponentide paremat jaotumist segus.

Segaplastijäätmete liigiti eraldamine toimub järgmistel viisidel:

1. Flotatsioon.
2. Eraldamine raskes meedias.
3. Aeroseparatsioon.
4. Elektroeraldamine.
5. Keemilised meetodid.
6. Sügavjahutusmeetodid.

Levinuim neist on tänapäeval flotatsioonimeetod, mille puhul plastide eraldamine toimub erinevate pindaktiivsete ainete lisamisega vette, mille tõttu muudetakse valikuliselt polümeeride hüdrofiilseid omadusi.

Mõnel juhul on üsna tõhus viis polümeeride eraldamiseks lahustada need ühises lahustis. Saadud lahuse auruga töötlemisel eraldatakse PVC, polüolefiinide segu ja PS ning toodete puhtus on vähemalt 96%.

Just need kaks meetodit on kõigist ülalloetletutest majanduslikult otstarbekamad.

Järgmisena juhitakse purustatud jäätmepolümeerid pesumasinasse puhastamiseks. Pesemine toimub mitmes etapis, kasutades spetsiaalseid pesuainesegusid. Tsentrifuugis väljapressitud polümeerimass niiskusesisaldusega 10–15% suunatakse lõplikuks dehüdratsiooniks kuivatusjaama, kus see kuivatatakse niiskusesisalduseni 0,2%.

Pärast seda siseneb mass granulaatorisse, kus materjal tihendatakse, hõlbustades seeläbi selle edasist töötlemist ja sekundaarsete toorainete omaduste keskmistamist. Granuleerimise lõpptulemus on materjal, mida saab töödelda standardsete polümeeritöötlusseadmetega.

Seega on selge, et polümeerijäätmete töötlemine on üsna keeruline ülesanne ja nõuab teatud seadmeid. Milliseid polümeeri ümbertöötlemise seadmeid tänapäeval kasutatakse?

• Polümeerijäätmete pesuliinid.
• Polümeeride purustajad.
• Taaskasutusekstruuderid.
• Lintkonveierid.
• Purustajad.
• Aglomeraatorid.
• Granuleerimisliinid, granulaatorid.
• Sõela asendajad.
• Mikserid ja dosaatorid.

Kui teil on olemas kõik polümeeride töötlemiseks vajalikud seadmed, võite asuda asja kallale ja oma kogemuse põhjal veenduda, et tänapäeval pole jäätmete ringlussevõtt (MSW) mitte ainult murekoht planeedi ökoloogia pärast, vaid ka suurepärane investeering, kuna selle ettevõtte kasumlikkus on väga kõrge.

Polümeermaterjalide tungimist väga erinevatesse rakendustesse, sealhulgas meie igapäevaellu, peetakse nüüdseks kogu maailmas enesestmõistetavaks. Ja seda hoolimata asjaolust, et nende võidukas marss algas suhteliselt hilja – 1950ndatel, mil nende tootmismahud olid vaid umbes 1 miljon tonni aastas. Seoses plastide tootmise ja tarbimise kasvuga on aga kasutatud plasttoodete taaskasutamise probleemid järk-järgult teravamaks muutunud ja nüüdseks muutunud äärmiselt aktuaalseks. Käesolevas ülevaates käsitletakse nende probleemide lahendamise kogemusi Euroopas, kus Saksamaa on selles osas juhtival kohal.

Tänu oma paljudele eelistele (eelkõige kõrge tugevus, keemiline vastupidavus, võime teha mis tahes kuju ja mis tahes värvi, madal tihedus) tungisid nad kiiresti kõikidesse kasutusvaldkondadesse, sealhulgas ehitus-, auto-, lennundus-, pakendamis- ja majapidamistarbed. , mänguasjad, meditsiini- ja farmaatsiatooted.

Juba 1989. aastal edestasid polümeermaterjalid tootmismahtude (see tähendab mahtude, mitte massi) poolest sellist traditsioonilist materjali nagu teras. Toona oli nende aastane toodang umbes 100 miljonit tonni aastal ületas polümeersete materjalide tootmine 200 miljoni tonni piiri ja nüüd toodetakse neid aastas üle 300 miljoni tonni. regionaalplaneering, siis Viimastel aastakümnetel on polümeermaterjalide tootmises toimunud järkjärguline nihe ida suunas.

Selle tulemusel on Aasiast saanud nüüd võimsaim piirkond, kuhu on koondunud 44% kogu maailma võimsusest. Polüolefiinid, kõige laialdasemalt kasutatav plastide rühm, moodustavad 56% kogutoodangust; teisel kohal on polüvinüülkloriid, millele järgnevad teised traditsioonilised polümeerid, nagu polüstüreen ja polüetüleentereftalaat (PET). Ainult 15% kõigist toodetud polümeeridest on kallid tehnilised materjalid, mida kasutatakse eripiirkondades. Euroopa polümeeritootjate assotsiatsiooni PlasticsEurope (Brüssel) prognooside kohaselt jätkab polümeermaterjalide toodangu maht elaniku kohta tulevikus kasvutempoga umbes 4% aastas. Samaaegselt sellise eduga turul kasvasid ka kasutatud polümeermaterjalide ja toodete mahud. Kui perioodil 1960.–1980. Võib-olla ei ole plastitööstus veel palju tähelepanu pööranud kasutatud toodete õigele kõrvaldamisele ja taaskasutamisele, kuid hiljem (eriti pärast Saksamaa pakendimääruse jõustumist 1991. aastal) said need probleemid oluliseks teemaks. Sel ajal võttis Saksamaa endale teerajaja rolli. Sellest sai esimene riik, kes töötas välja ja rakendas turul polümeerjäätmete kõrvaldamise ja ringlussevõtu standardid. Praegu on selle probleemi lahendamisega liitunud paljud teised Euroopa riigid, kes on välja töötanud väga edukad polümeeride kogumise ja ringlussevõtu kontseptsioonid.

PlasticsEurope'i assotsiatsiooni andmetel kasutati 2011. aastal 27 EL-i riigis, aga ka Šveitsis ja Norras umbes 27 miljonit tonni polümeerseid materjale, millest 40% moodustasid lühiajalised ja 60% pikaajalised tooted. Samal aastal koguti kasutatud polümeermaterjale umbes 25 miljonit tonni. Neist 40% utiliseeriti ja 60% suunati taaskasutusse. Üle 60% plastjäätmetest pärines kasutatud pakendite kogumissüsteemidest. Väiksemates kogustes hangiti kasutatud polümeertooteid ehitus-, auto- ja elektroonikasektorist.

Eeskujulikud jäätmekogumissüsteemid on olemas üheksas Euroopa riigis – Šveitsis, Saksamaal, Austrias, Belgias, Rootsis, Taanis, Norras, Hollandis ja Luksemburgis (loetletud kahanevas järjekorras). Kogutud kasutatud polümeertoodete osakaal jääb neis riikides vahemikku 92–99%. Lisaks on kuues neist üheksast riigist nende jäätmete ringlussevõtu tase Euroopas kõrgeim: Norra, Rootsi, Saksamaa, Holland, Belgia ja Austria on selle näitaja poolest teistest riikidest kaugel ees (26%-lt 35%-le mahust). kogutud jäätmetest). Ülejäänud kogutud jäätmekogus suunatakse energiakasutusse.

Rõõmustada ei saa selle üle, et viimase viie aastaga on oluliselt suurenenud mitte ainult kogutavate jäätmete hulk, vaid ka ringlussevõetud jäätmete osakaal. Selle tulemusena on utiliseeritavate jäätmete hulk vähenenud. Sellest hoolimata on polümeeride ringlussevõtu sektoril endiselt suur potentsiaal edasiseks arenguks. Suures osas kehtib see riikide kohta, kus nende kasutustase on madal.

Kriitiliselt kaaluvad eksperdid polümeersete materjalide energia taaskasutamise võimalusi, nimelt nende põletamist, mida paljud peavad otstarbekaks ringlussevõtu viisiks. Saksamaal on 95% kõigist jäätmepõletusseadmetest jäätmete ringlussevõtu rajatised ja seega on neil energia ringlussevõtu litsents. Polümeersete materjalide töötlemisele (Niedergebra) spetsialiseerunud ettevõtte mtm plastics kommertsdirektor Michael Scriba märgib seda olukorda hinnates, et keskkonna seisukohalt on jäätmete energeetiline taaskasutamine kahtlemata halvem kui materiaalne.

Plastitööstuses on ringlussevõtt viimastel aastatel muutunud oluliseks majandussektoriks. Teine oluline taaskasutussektori arengut Euroopas takistav probleem on polümeerjäätmete eksport peamiselt Kaug-Itta. Seetõttu on Euroopas suhteliselt väike kogus jäätmeid, mida saab mõistlikult ringlusse võtta; see aitab kaasa konkurentsi olulisele suurenemisele ja kulude suurenemisele.

Võimas tööstus, mida toetavad ühendused ja ettevõtted

Alates 1990. aastatest Saksamaal on plastjäätmete taaskasutamise intensiivistamise initsiaatoriteks olnud mitmed ettevõtted ja ühendused, kes on oma tegevuses nendele probleemidele pühendanud ja tegutsevad nüüd aktiivselt Euroopa mastaabis.

Esiteks räägime ettevõttest Der Gruene Punkt - Duales System Deutschland GmbH (DSD) (Köln), mis asutati 1990. aastal esimese duaalsüsteemina ja täna on jäätmete tagastamise süsteemide pakkumise liider. Nende hulka kuuluvad lisaks majapidamissõbralikule kaubanduspakendite kogumisele ja ringlussevõtule ka elektri- ja elektroonikaseadmete plastelementide keskkonnasõbralik ja kulutõhus taaskasutus, samuti transpordipakendid, ettevõtete ja organisatsioonide jäätmete kõrvaldamine ning kasutatud konteinerite puhastamine. .

1992. aastal asutati Wiesbadenis RIGK GmbH, mis kaubamärgiomanike (villimine, turustamine, turustamine ja maaletoojad) sertifitseeritud spetsialiseerunud teenusepakkujana võtab kasutatud ja tühjad pakendid tagasi oma Saksa partneritelt ning saadab need pakendid taaskasutusse.

Oluline turuosaline on ka BKV, mis asutati 1993. aastal eesmärgiga tagada kahesüsteemidega kogutud plastpakendite garanteeritud taaskasutus. Praegu on BKV omamoodi polümeermaterjalide ringlussevõtu baasplatvorm, mis tegeleb selle valdkonna kõige olulisemate ja pakilisemate probleemidega.

1993. aastal asutati veel üks oluline ühendus, Bundesverband Sekundäerrohstoffe und Entsorgung e. V. (bvse) (Bonn), mille päritolu seostatakse ühendusega Altpapierverband e. V. Plastisektoris pakub see Saksa ettevõtetele professionaalset ja kohapeal kindlaksmääratud abi plastijäätmete kogumisel ja ringlussevõtul. Koos BKV-ga, mis on osa GKV Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (Bad Homburg), on ka teisi polümeermaterjalide ringlussevõtuga seotud ühendusi ja organisatsioone. Nende hulka kuuluvad muu hulgas tecpol Technologieentwicklungs GmbH, mis on spetsialiseerunud plastjäätmete keskkonnasäästlikule ringlussevõtule, ning segamise ja ringlussevõtu spetsialistide grupp TecPart e. V., mis on GKV ühingu baasühing. 2002. aastal ühinesid Saksamaa juhtivad plastprofiilide tootjad algatusrühmaks Rewindo Fenster-RecyclingService GmbH (Bonn). Peamine eesmärk oli suurendada taaskasutatud demonteeritud plastikakende, uste ja ruloode osakaalu (vt artikli pealkirja juures olevat fotot), mis aitaks kaasa stabiilsuse ja teatud vastutustunde suurenemisele äritegevuses.

Ütlematagi selge, et probleemide lahendamisse on kaasatud juba aastakümneid praktikas edukad olnud suured plastitööstuse ühendused, millel on oma plastide taaskasutamise töörühmad, nagu PlasticsEurope ja IK Industrieverband Kunststoffverpackungen e. V. (Frankfurt).

Edukad end tõestanud taaskasutustehnoloogiad

Täpset teavet plastide ringlussevõtu kohta Saksamaal annavad analüüsi tulemused, mis avaldatakse iga kahe aasta tagant VDMA-sse kuuluvate ettevõtete ja ühenduste juhiste alusel - BKV, PlasticsEurope Deutschland e. V., bvse, Fachverband Kunststoff und Gummimaschinen, samuti ühing IK. Nendel andmetel tekkis Saksamaal 2011. aastal umbes 5 miljonit tonni plastijäätmeid, millest suurima osa (82%) moodustavad tarbejäätmed. Ülejäänud 18%-st, mis on tööstusjäätmed, võib taaskasutatavate materjalide osakaal ulatuda 90%-ni. Nagu praktikas juba tõestatud, saab sorteeritud tööstusjäätmeid edukalt tehasesiseselt ringlusse võtta otse nende tekkekohas (foto 1).

Tarbejäätmete puhul on materjali (ehk ilma põletamise ja kõrvaldamiseta) taaskasutuse osakaal vaid 30-35%. Selles valdkonnas on ka juba rakendatud meetodeid sorteeritud jäätmete taaskasutamiseks. Näited hõlmavad polüvinüülkloriidi (PVC) ja PET-i töötlemise kogemust. Oma 10-aastase tegevuse tulemusena on Rewindo, kasutades oma tehnoloogiat kasutuselt kõrvaldatud PVC akende ja uste taaskasutamiseks, saavutanud turul tugeva positsiooni.

Viimastel aastatel on Toensmeier Kunststoffe GmbH & Co. kogutud kasutatud toodetest toodetud ringlussevõetud PVC maht. KG (Hechter) ja Veka Umwelttechnik GmbH (Herselberg-Heinich) tootmismaht püsis tõusutrendiga ca 22 tuhande tonni juures.

Ka PET-pudelid kogutakse kokku ja suunatakse pärast korralikku sorteerimist taaskasutusse. Saadud taaskasutatud materjalidest valmistatud uute toodete valik ulatub kiududest ja kiledest kuni uute pudeliteni. Erinevad ettevõtted, nagu Austria firmad Erema GmbH (Ansfelden), Starlinger & Co. GmbH (Viin) ja NGR GmbH (Feldkirchen) on loonud spetsiaalsed tootmisliinid PET-i ringlussevõtuks. Hiljuti avaldas Euroopa Toiduohutusamet EFSA positiivse arvamuse toiduainete pakendamiseks sobiva taaskasutatud PET-i tootmiseks kasutatava tehnoloogia recoSTAR PET iV+ kohta (arendatud Starlinger).

EFSA arvamus on selliste tehnoloogiate sertifitseerimisel Euroopa Komisjoni ja EL liikmesriikide poolt aluseks.

Sellise tulemuse saavutamiseks peab huvitatud ettevõte tõestama, et tema poolt välja töötatud tehnoloogia ja seadmed polümeerjäätmete töötlemiseks vähendavad vastavate tahkete osakeste saasteastet inimese tervisele ohutule tasemele.

Tavaliselt kasutatud pudelite kujul jäätmetest saadud ringlussevõetud PET-i puhastamise tõhususe nn provokatiivsete testide (väljakutse-testi) standardstsenaarium hõlmab viie "saastava" kontrollaine - tolueeni, kloroformi - kasutamist. , fenüültsükloheksaan, bensofenoon ja lindaan, mis erinevad keemilise koostise, molekulmassi ja sellest tulenevalt ka migratsioonivõime poolest. Katsed ise viiakse läbi mitmes etapis.

Esmalt pestakse ümbertöödeldud PET-helbed, misjärel need "saastatakse" etteantud kontsentratsiooniga (3 ppm) kontrollainega ja pestakse uuesti. Seejärel töödeldakse need uuesti pestud PET helbed vastavalt testitud tehnoloogiale PET regranulaadiks ja määratakse "saastava" keskkonna jääkkontsentratsioon, mille järgi arvutatakse sekundaarse PET puhastusaste. Kokkuvõttes võrreldakse mõlemat näitajat nende jaoks lubatud maksimaalsete väärtustega ja tehakse järeldused puhastusefektiivsuse kohta.

Lisaks standardkatsetele otsustas Starlinger iseseisvalt oma stsenaariumi karmistada, käivitades need nn halvima juhtumi tingimustes, mis töötlesid PET-helbeid, mida ei olnud pärast mudelkandjaga saastumist pestud. Enne igat tüüpi katset töödeldi recoSTAR PET 165 iV+ tehases (foto 2), et tagada katse puhtus ja stabiilsed tingimused selle läbiviimiseks, 80–100 kg läbipaistvat primaarset PET-i, et puhastada selle tööosad. taim eelmise partii materjali jääkidest. Testitud PET-helbed värviti siniseks; seetõttu näitas samast tehasest ainult sinise PET regranulaadi toodang, et töötlemisel ei segatud seda puhta PET-ga ning järgiti FIFO (first-in, first-out) põhimõtet. Standardstsenaariumi katsetulemused näitavad, et recoSTAR PET iV protsess tagab ringlussevõetud PET-i nii tõhusa puhastamise, et selle jõudlus ületab tunduvalt EFSA lävitaseme (vt tabelit). Isegi lindaani (mittelenduva mittepolaarse aine) puhul oli puhastusaste üle 99,9%, kuigi läviväärtus on 89,67%. Praktiliselt samu tulemusi näitasid "karmima" stsenaariumi järgi tehtud testid, välja arvatud bensofenoon ja lindaan. Kuid isegi neil juhtudel vastas PET-i puhastusaste EFSA nõuetele. Ettevõtte lühendatud nimi NGR tähistab üsna ambitsioonikalt - kui "Järgmise ringlussevõtu masinate põlvkond" (Next Generation Recyclingmaschinen). Ja olles saanud selle aasta mais BRITAS Recycling Anlagen GmbH (Hanau, Saksamaa) 100% omanikuks, on NGR oluliselt tugevdanud oma positsiooni Euroopa ja teistel maailma regionaalsetel turgudel. Fakt on see, et BRITAS on tuntud kui väga saastunud polümeersete materjalide, sealhulgas tarbijapakendijäätmete sulamitele mõeldud filtrisüsteemide arendaja ja tootja (foto 3).

NGR omakorda arendab ja toodab seadmeid nii tööstuslike kui ka tarbijate polümeerijäätmete ringlussevõtuks, omades oma toodetele ulatuslikku turgu.

Mõlemad inseneriettevõtted on kindlad ühinemise positiivses sünergiaefektis. Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Bad Oeynhausen) on saavutanud suure turuedu oma MRS-tüüpi ekstruuderiga (foto 4), mis on isegi USA Kaubandusministeeriumi toidukvaliteedi kontrolli, ravimite ja kosmeetikatoodete FDA (Food and Drug Administration) poolt heaks kiidetud. Lisaks pakuvad masinaehitajad mitmesuguseid kuivatussüsteeme, nagu Kreyenborg Plant Technology GmbH (Senden) infrapuna pöörlev toru, aga ka spetsiaalseid filtreerimissüsteeme PET-i töötlemiseks võis, nagu näiteks Automatik Plastics Machinery (g . Grosostheim) protsess Crystall-Cut. ). Suletud tsükli süsteeme nagu PETcycle süsteem on edukalt kasutatud kasutatud pudelitest uute pudelite valmistamiseks.

Kõike eelnevat kokku võttes võib tõdeda, et Euroopas rakendatakse edukalt PET-i taaskasutussüsteemi aastamahuga ca 1 miljon tonni. Sarnane olukord on täheldatud sorteeritud polüolefiinijäätmete töötlemise valdkonnas, mille sorteerimine toimub ilma eriliste komplikatsioonideta, kasutades nende eraldamiseks sobivaid tehnoloogiaid. Ainuüksi Saksamaal on kümme suurt ja palju väikest tootjat, kes on spetsialiseerunud olme- ja tööstuslike polüolefiinijäätmetest survevaluvormitava sekundaarse granulaadi tootmisele. Seda granulaati saab edaspidi kasutada kaubaaluste, vannide, ämbrite, torude ja muud tüüpi toodete tootmiseks (foto 5).

Taaskasutamise raskused

Täiendavaks väljakutseks taaskasutusele on mitmest erinevast materjalist valmistatud plasttooted, mida ei ole võimalik üksteisest mõistlikult eraldada, samuti plastpakendid, mida ei saa täielikult tühjendada. Kasutatud tarbekile kujul olevad jäätmed on samuti problemaatilised ringlussevõtuks, kuna pinnas on saastunud, mis nõuab olulisi töötlemiskulusid.

Kuigi selles vallas on kogenud taaskasutuseksperte, pole Scribe’i sõnul tegelikke Euroopa tähtsusega turge. Täiendavad komplikatsioonid tekivad ka suures valikus toodetud, mitte jookidele mõeldud PET-pudelite käitlemisel; see piirab oluliselt nende ringlussevõtu mahtu. Seni on auto- ja elektroonikasektori jäätmeid olnud raske ringlusse võtta.

Sellistel probleemsetel juhtudel nõuavad töötlejad ja masinaehitajad spetsiaalseid tehnilisi lahendusi (foto 6). Eelkõige pakkus Herbold Meckesheim GmbH (Meckesheim) hiljuti jäätmekäitlusettevõttele WRZ-Hörger GmbH & Co. KG (Sontheim). Võõrainete eraldussüsteemist, märgjahvatusastmest ja tihendusseadmest koosnev käivituskätte tootmistehas võimaldab aastas töödelda 7 tuhat tonni jäätmeid vabalt voolavaks suure puistetihedusega aglomeraadiks, mis sobib toodete valmistamiseks süstimise teel. vormimistehnoloogia (foto 7).

Üldiselt hõlmab Herbold Meckesheimi tarneprogramm, mis on tuntud ka Venemaa turul, mitmesuguseid seadmeid nii väga saastunud kui ka segajäätmete, nii tahkete kui ka raskesti taaskasutatavate pehmete plastijäätmete töötlemiseks – pesujaamad ja kuivatid, purustajad, aglomeraatorid, veskid peeneks jahvatamiseks.

Peamised deklareeritud prioriteedid seadmete arendamisel on nende kompaktsus, suurem jõudlus ja energiatõhusus. Näitusel K-2013 tutvustab ettevõte mitmeid uusi tooteid, sealhulgas:

Uus vertikaalse rootoriga mehaaniline kuivati ​​mudel HVT, mis säästab tootmispinda, lihtne hooldada ja kulutab oluliselt vähem energiat PET-helveste kuivatamisel (foto 8);
purustaja mudel SML SB jäätmete sundteoga etteandmisega lõikesõlme, mis võimaldab tihendada söödamaterjali ja seeläbi tõsta töötlemise tootlikkust (joon. 1);
masin mahukate tahkete jäätmete, näiteks plaatide või torude kujul, jahvatamiseks, mida peetakse kõige keerulisemaks töötlemisobjektiks. Spetsiaalselt segafraktsioonide töötlemiseks on Erema koos Coperion GmbH & Co. KG (Stuttgart) on välja töötanud kombineeritud Corema tehase jäätmete ringlussevõtuks ja segamiseks (foto 9). Selle taime iseloomulik tunnus on selle sobivus mitmesuguste materjalide töötlemiseks. Erema kommertsdirektori Manfred Hackli sõnul on see optimaalne lahendus säästlikult toodetud segajäätmete töötlemiseks, eelkõige polüpropüleenist lausriide jäätmetest 20% talki sisaldava ühendi tootmiseks või töötlemiseks. jäätmed PE ja PET seguna lisanditega. Teiseks edukaks näiteks mitme partneri ühendamisest taaskasutusprobleemide lahendamiseks on kasutatud põllumajanduskilede taaskasutamise tootmisliin, mille taaskasutamine on nende õhukese, pehmuse ja saastumise tõttu keeruline ja kulukas. Probleem lahendati, ühendades ühte liini spetsiaalselt optimeeritud purustaja mudeli Power Universo 2800 (tootja - Lindner ReSource) ja polümeermaterjalide ringlussevõtu ekstrusioonitehase mudeli 1716 TVEplus (tootja - Erema), mis võimaldas saada kõrge kvaliteetne regranuleerimine.

Regranulaadiks töödeldavate jäätmete kujul (kiled, kiud, PET-pudelihelbed, vahustatud polümeermaterjalide jäätmed) universaalseid seadmeid pakub Austria firma ARTEC Machinery. Tootmisvõimekuse edasiseks arendamiseks ja laiendamiseks andis tõuke 2010. aastal 100% astumine "perekondlikku" gruppi GAW Technology, mille liige on ka ECON, täiendades tarneprogrammi vastavate ekstrusiooniliinidega hakitud jäätmete regranulaadiks töötlemiseks. Tänu valmistatud seadmete projekteerimisele ja tehnoloogilisele kaasajastamisele aastate jooksul oli võimalik tõsta nende tootlikkust keskmiselt 25%. Modulaarne põhimõte, millest ARTEC oma tehaste projekteerimisel kinni peab, võimaldab alates kuubikutest kokku panna ja kokku panna konkreetse rakenduse jaoks seadmeid, mida hetkel toodetakse võimsusega 150 kuni 1600 kg tunnis (joonis 2).

Spetsiaalse MRS-tüüpi ekstruuderiga (vt foto 4) ekstrudeerimistehase, mis on mõeldud polüamiidist PA11 hakitud jäätmete töötlemiseks, tarnis Gneuss ka Suurbritannia ettevõttele K2 Polymer.

Lähteaine saadakse süvamere naftajuhtmete purustamisel, mis muutuvad naftaallika kuivamisel üleliigseks ja tuleb maale tuua.

MRS-ekstruuder (Multi Rotation System) võimaldab ilma keemilist puhastust kasutamata üheastmelist puhastamist ja nende kvaliteetsete, kuid tugevalt saastunud polümeersete jäätmete töötlemist paljude aastate jooksul õliga kokkupuutel. Seda loetelu võiks täiendada paljude teiste näidetega. Kokkuvõtteks tuleb märkida, et ringlussevõtu sektor on viimastel aastatel muutunud oluliseks majandustegevuse valdkonnaks. Kuigi paljusid tehnoloogiaid on praktikas juba edukalt katsetatud, on ringlussevõtu valdkonnas endiselt suur potentsiaal edasiseks arenguks. Olemasolevate probleemide lahendamine peaks algama võimalikult taaskasutatavate polümeertoodete väljatöötamisest ja valmistamisest.

Teatud arenguruumi jääb ka optimeeritud tehnoloogiliste lahenduste väljatöötamisel ja kompleksjäätmete töötlemiseks sobivate seadmete loomisel.

Teatud määral võivad selle valdkonna edasiminekut soodustada ka poliitikameetmed, mis peaksid igas riigis tagama optimaalsete jäätmete kogumise ja ringlussevõtu kontseptsioonide laiema rakendamise.

Uusi ja end tõestanud lahendusi polümeeride taaskasutamise vallas esitletakse 16.-23.10.2013 Düsseldorfi rahvusvahelisel messil K.

Koostanud Ph.D. V. N. Mymrin
kasutades näitusefirma Messe Duesseldorf pressimaterjale
Plastide ringlussevõtt Euroopas:
Uued ja end tõestanud lahendused Plastide läbitungimine mitmel viisil
rakendusi, sealhulgas meie igapäevast elu, peetakse nüüd kogu maailmas enesestmõistetavaks. Ja see
vaatamata sellele, et nende võiduseeria algas suhteliselt hilja – 60 aastat tagasi, mil nende väljund
moodustas vaid umbes 1 miljon tonni aastas.

Plasti tootmise ja tarbimise kasvuga aga järk-järgult teravnesid
ja on nüüdseks muutunud kriitiliseks probleemiks kasutatud plasttoodete kõrvaldamisel. Kuigi paljud
protsessid on väljakujunenud, on ringlussevõtul veel palju potentsiaali
parandamine. Esimene samm võiks olla plastesemete ringlussevõetav disain, mida tuleks uurida
silmas pidades hilisemat taastumist. Sobivad taaskasutusprotsessid ja masinlahendused
probleemsete jäätmete töötlemine pakub palju võimalusi edasiseks arendamiseks. See
ülevaates käsitletakse nende probleemide lahendamise kogemusi Euroopas, kus on selles juhtpositsioonil
austus on Saksamaal.