Polymeerien käsittely mitä. "polymeerien kierrätys". Kuinka polymeerejä käsitellään

Polymeerimateriaalien tunkeutuminen monenlaisiin sovelluksiin, mukaan lukien jokapäiväiseen elämäämme, on nykyään itsestäänselvyys kaikkialla maailmassa. Ja tämä huolimatta siitä, että heidän voittomarssinsa alkoi suhteellisen myöhään - 1950-luvulla, jolloin heidän tuotantomääränsä olivat vain noin miljoona tonnia vuodessa. Muovin tuotannon ja kulutuksen kasvun myötä käytettyjen muovituotteiden kierrätyksen ongelmat ovat kuitenkin vähitellen kärjistyneet ja ovat nyt tulleet erittäin ajankohtaisiksi. Tässä katsauksessa käsitellään kokemuksia näiden ongelmien ratkaisemisesta Euroopassa, jossa Saksa on tässä suhteessa edelläkävijä.

Monien etujensa ansiosta (erityisesti korkea lujuus, kemiallinen kestävyys, kyky tehdä mikä tahansa muoto ja mikä tahansa väri, alhainen tiheys) ne tunkeutuivat nopeasti kaikille käyttöalueille, mukaan lukien rakentaminen, autoteollisuus, ilmailu, pakkausteollisuus, kotitaloustuotteet , lelut, lääketieteelliset ja farmaseuttiset tuotteet.

Jo vuonna 1989 polymeerimateriaalit ohitti sellaisen perinteisen materiaalin kuin teräksen tuotantomäärillä (eli volyymeilla, ei massalla). Niiden vuotuinen tuotanto oli tuolloin noin 100 miljoonaa tonnia. Vuonna 2002 polymeerimateriaalien tuotanto ylitti 200 miljoonan tonnin rajan, ja nyt niitä valmistetaan vuosittain lähes 300 miljoonaa tonnia ympäri maailmaa. aluesuunnitelma, sitten Viime vuosikymmeninä polymeerimateriaalien tuotannossa on tapahtunut asteittainen siirtyminen itään.

Tämän seurauksena Aasiasta on nyt tullut voimakkain alue, jonne on keskittynyt 44 % kaikesta maailman kapasiteetista. Polyolefiinit, laajimmin käytetty muoviryhmä, muodostavat 56 % kokonaistuotannosta; Toiseksi tulee polyvinyylikloridi, jonka jälkeen tulevat muut perinteiset polymeerit, kuten polystyreeni ja polyeteenitereftalaatti (PET). Vain 15 % kaikista valmistetuista polymeereistä on kalliita teknisiä materiaaleja erityisalueita. European Association of Polymer Producers PlasticsEuropen (Bryssel) ennusteiden mukaan polymeerimateriaalien tuotantomäärä asukasta kohden jatkaa jatkossakin kasvuaan noin 4 % vuodessa. Samalla markkinoilla menestymisen myötä myös käytettyjen polymeerimateriaalien ja -tuotteiden määrät kasvoivat. Jos ajanjaksolla 1960-1980-luvulla. Muoviteollisuus ei ehkä vielä ole kiinnittänyt paljon huomiota käytettyjen tuotteiden asianmukaiseen hävittämiseen ja uudelleenkäyttöön, mutta myöhemmin (etenkin Saksan pakkausasetuksen voimaantulon jälkeen vuonna 1991) näistä ongelmista tuli tärkeä aihe. Tuolloin Saksa otti edelläkävijän roolin. Siitä tuli ensimmäinen maa, joka kehitti ja markkinoi kierrätystä ja kierrätysmääräyksiä. polymeerijätteet. Tällä hetkellä monet muut Euroopan maat ovat liittyneet tämän ongelman ratkaisuun kehittäessään erittäin onnistuneita konsepteja polymeerien keräämiseen ja kierrätykseen.

PlasticsEurope Associationin mukaan vuonna 2011 27 EU-maassa sekä Sveitsissä ja Norjassa käytettiin noin 27 miljoonaa tonnia polymeerimateriaaleja, joista 40 % oli lyhytaikaisia ​​ja 60 % pitkäaikaistuotteita. Samana vuonna kerättiin noin 25 miljoonaa tonnia käytettyä polymeerimateriaalia. Näistä 40 % hävitettiin ja 60 % kierrätettiin. Yli 60 % muovijätteestä tuli käytettyjen pakkausten keräysjärjestelmistä. Pienemmässä määrin käytettyjä polymeerituotteita hankittiin rakennus-, auto- ja elektroniikkasektoreilta.

Esimerkkejä jätteenkeräysjärjestelmistä on yhdeksässä Euroopan maassa - Sveitsissä, Saksassa, Itävallassa, Belgiassa, Ruotsissa, Tanskassa, Norjassa, Hollannissa ja Luxemburgissa (luettelo alenevassa järjestyksessä). Kerättyjen käytettyjen polymeerituotteiden osuus on näissä maissa 92-99 %. Lisäksi kuudessa näistä yhdeksästä maasta näiden jätteiden kierrätysaste on Euroopan korkein: Norja, Ruotsi, Saksa, Hollanti, Belgia ja Itävalta ovat paljon muita maita edellä tässä indikaattorissa (26 %:sta 35 %:iin määrästä). kerätystä jätteestä). Loput kerätystä jätteestä hyödynnetään energiakäyttöön.

Ei voi kuin iloita siitä, että viimeisen viiden vuoden aikana kerätyn jätteen määrä on kasvanut merkittävästi, vaan myös kierrätettävän jätteen osuus. Tämän seurauksena hävitettävän jätteen määrä on vähentynyt. Tästä huolimatta polymeerien kierrätyssektorilla on edelleen valtavat kehitysmahdollisuudet. Tämä koskee suurelta osin maita, joissa niiden käyttöaste on alhainen.

Asiantuntijat harkitsevat kriittisesti polymeerimateriaalien energiakierrätyksen mahdollisuuksia, nimittäin niiden polttoa, jota monet pitävät tarkoituksenmukaisena kierrätystavana. Saksassa 95 % kaikista jätteenpolttolaitoksista on jätteenkierrätyslaitoksia, joten niillä on lupa energian kierrätykseen. Polymeerimateriaalien käsittelyyn erikoistuneen mtm-muoviyhtiön (Niedergebra) kaupallinen johtaja Michael Scriba toteaa tilannetta arvioidessaan, että ympäristön kannalta jätteen energiakierrätys on epäilemättä materiaalia huonompi.

Muoviteollisuudessa kierrätyksestä on tullut tärkeä talouden ala viime vuosina. Toinen tärkeä kierrätyssektorin kehitystä haittaava ongelma Euroopassa on polymeerijätteen vienti pääasiassa Kaukoitään. Tästä syystä Euroopassa on edelleen suhteellisen pieni määrä jätettä, joka voidaan kohtuudella kierrättää. tämä lisää merkittävästi kilpailua ja lisää kustannuksia.

Tehokas toimiala yhdistysten ja yritysten tukemana

1990-luvulta lähtien Useat yritykset ja yhdistykset ovat olleet aloitteentekijänä muovijätteen kierrätyksen tehostamisessa Saksassa, jotka ovat omistaneet toimintansa näihin ongelmiin ja toimivat nyt aktiivisesti Euroopan mittakaavassa.

Ensinnäkin, me puhumme Tietoja Der Gruene Punktista – Duales System Deutschland GmbH (DSD) (Köln), joka perustettiin vuonna 1990 ensimmäisenä kaksoisjärjestelmänä ja on nykyään johtava jätteiden palautusjärjestelmien tarjoaja. Näitä ovat kotitalousystävällisen kaupallisten pakkausten keräyksen ja kierrätyksen lisäksi sähkö- ja elektroniikkalaitteiden muoviosien ympäristöystävällinen ja kustannustehokas kierrätys sekä kuljetuspakkaukset, jätteiden hävittäminen yrityksiltä ja yhteisöiltä sekä käytettyjen astioiden puhdistus. .

Vuonna 1992 perustettiin Wiesbadeniin RIGK GmbH, joka sertifioituna erikoispalveluyrityksenä merkkejä omistaville yrityksille (pullotus, jakelu, jakelu ja maahantuonti) ottaa takaisin käytetyt ja vapautuneet pakkaukset saksalaisilta kumppaneilta ja lähettää ne kierrätykseen.

Tärkeä markkinatoimija on myös vuonna 1993 perustettu BKV, jonka tavoitteena on varmistaa kaksoisjärjestelmällä kerättyjen muovipakkausten taattu kierrätys. Tällä hetkellä BKV toimii eräänlaisena polymeerimateriaalien kierrätyksen perustana, jossa käsitellään tämän alueen merkittävimpiä ja kiireellisimpiä ongelmia.

Toinen tärkeä yhdistys perustettiin vuonna 1993, Bundesverband Sekundäerrohstoffe und Entsorgung e. V. (bvse) (Bonn), jonka alkuperä liittyy Altpapierverband e. V. Muovialalla se tarjoaa saksalaisille yrityksille ammattimaista ja paikallisesti määrättyä apua muovijätteen keräämisessä ja kierrätyksessä. Yhdessä BKV:n kanssa, joka on osa GKV Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (Bad Homburg), on muitakin yhdistyksiä ja järjestöjä, jotka osallistuvat polymeerimateriaalien kierrätykseen. Näitä ovat muun muassa muovijätteen ympäristötehokkaaseen kierrätykseen erikoistunut tecpol Technologieentwicklungs GmbH sekä sekoitus- ja kierrätysasiantuntijaryhmä TecPart e. V., joka on GKV-yhdistyksen perusyhdistys. Vuonna 2002 Saksan johtavat muoviprofiilien valmistajat sulautuivat aloiteryhmään Rewindo Fenster-RecyclingService GmbH (Bonn). Päätavoitteena oli lisätä kierrätettyjen purettujen polymeeri-ikkunoiden, ovien ja rullakaihtimien osuutta (ks. kuva artikkelin otsikossa), mikä lisäisi vakautta ja vastuullisuutta Taloudellinen aktiivisuus.

Sanomattakin on selvää, että ongelmien ratkaisemiseen ovat lähteneet mukaan suuret muovialan yhdistykset omilla muovien kierrätyksen työryhmillään, jotka ovat käytännössä menestyneet vuosikymmeniä, kuten PlasticsEurope ja IK Industrieverband Kunststoffverpackungen e. V. (Frankfurt).

Onnistuneet ja todistetut kierrätystekniikat

Tarkat tiedot muovien kierrätyksestä Saksassa antavat analyysin tulokset, jotka julkaistaan ​​joka toinen vuosi VDMA:han kuuluvien yritysten ja yhdistysten ohjeiden mukaisesti - BKV, PlasticsEurope Deutschland e. V., bvse, Fachverband Kunststoff und Gummimaschinen sekä IK-yhdistys. Näiden tietojen mukaan Saksassa syntyi vuonna 2011 noin 5 miljoonaa tonnia muovijätettä, josta suurin osa (82 %) on kulutusjätettä. Lopusta 18 %:sta, joka on teollisuusjätettä, kierrätettävien materiaalien osuus voi nousta 90 %:iin. Kuten käytännössä on jo todistettu, lajiteltu teollisuusjäte voidaan onnistuneesti kierrättää tehtaan sisällä suoraan yrityksissä, joissa ne on syntyneet (kuva 1).

Kulutusjätteen osalta materiaalin (eli ilman polttoa ja hävittämistä) uudelleenkäytön osuus on vain 30-35 %. Tällä alueella on myös jo käytössä menetelmiä lajiteltujen jätteiden kierrättämiseksi. Esimerkkejä ovat kokemus polyvinyylikloridin (PVC) ja PET:n käsittelystä. 10 vuoden toimintansa tuloksena omaa teknologiaansa käyttävien PVC-ikkunoiden ja -ovien kierrätykseen Rewindo on saavuttanut vahvan aseman markkinoilla.

Viime vuosina Toensmeier Kunststoffe GmbH & Co.:n kerätyistä käytetyistä tuotteista valmistaman kierrätetyn PVC:n määrä. KG (Hechter) ja Veka Umwelttechnik GmbH (Herselberg-Heinich) pidettiin noin 22 tuhannessa tonnissa noususuunnassa.

Myös PET-pullot kerätään ja kierrätetään asianmukaisen lajittelun jälkeen. Syntyneistä kierrätysmateriaaleista valmistettujen uusien tuotteiden valikoima vaihtelee kuiduista ja kalvoista uusiin pulloihin. Useat yritykset, kuten itävaltalaiset Erema GmbH (Ansfelden), Starlinger & Co. GmbH (Wien) ja NGR GmbH (Feldkirchen) ovat perustaneet erityisiä tuotantolinjoja PET-kierrätystä varten. Euroopan eliEFSA antoi äskettäin myönteisen lausunnon recoSTAR PET iV+ -teknologiasta elintarvikepakkauksiin soveltuvan kierrätetyn PET:n valmistukseen (Starlingerin kehittämä).

EFSA:n lausunto toimii perustana tällaisten teknologioiden sertifioinnille Euroopan komission ja EU:n jäsenvaltioiden toimesta.

Tällaisen tuloksen saavuttamiseksi kiinnostuneen yrityksen on todistettava, että sen kehittämä teknologia ja laitteet polymeerijätteen käsittelyyn vähentävät vastaavien hiukkasten saastumisastetta ihmisten terveydelle turvalliselle tasolle.

Niin kutsuttujen "provokatiivisten" testien (haastetesti) vakioskenaariossa kierrätetyn PET:n puhdistustehokkuudelle, joka saadaan tavallisesti käytettyjen pullojen muodossa olevasta jätteestä, käytetään viittä "saastavaa" kontrolliainetta - tolueenia, kloroformia. , fenyylisykloheksaani, bentsofenoni ja lindaani, jotka eroavat kemiallisesta koostumuksesta, molekyylipainosta ja siten kulkeutumiskyvystä. Itse testit suoritetaan useissa vaiheissa.

Ensin kierrätetyt PET-hiutaleet pestään, minkä jälkeen ne "kontaminoidaan" tietyllä konsentraatiolla (3 ppm) olevalla kontrolliaineella ja pestään uudelleen. Sitten nämä uudelleenpestyt PET-hiutaleet prosessoidaan testatun tekniikan mukaisesti PET-regranulaatiksi ja määritetään "saastuttavan" väliaineen jäännöspitoisuus, jonka mukaan lasketaan sekundaarisen PET:n puhdistusaste. Yhteenvetona voidaan todeta, että molempia indikaattoreita verrataan niille sallittuihin enimmäisarvoihin ja tehdään johtopäätökset puhdistustehokkuudesta.

Standarditestauksen lisäksi Starlinger päätti itsenäisesti tiukentaa skenaariota ajamalla niitä niin sanotuissa "pahimman tapauksen tapauksen" olosuhteissa, joissa käsiteltiin PET-hiutaleita, joita ei ollut pesty malliväliaineella saastuttuaan. Ennen jokaista testityyppiä recoSTAR PET 165 iV+ -tehtaalla (kuva 2) käsiteltiin kokeen puhtauden ja vakaat olosuhteet sen toteuttamiselle 80–100 kg läpinäkyvää primääri-PET:tä (kuva 2) kokeen työosien puhdistamiseksi. kasvi edellisen materiaalierän jäänteistä. Testatut PET-hiutaleet värjättiin siniseksi; siksi samasta tehtaasta peräisin olevan vain sinisen PET-regranulaatin tuotanto osoitti, että sitä ei käsittelyn aikana sekoittunut puhtaan PET:n kanssa ja FIFO-periaatetta (first-in, first-out) noudatettiin. Standardiskenaarion testitulokset osoittavat, että recoSTAR PET iV -prosessi puhdistaa kierrätetyn PET:n niin tehokkaasti, että sen suorituskyky ylittää selvästi EFSA:n kynnystason (katso taulukko). Myös lindaanin (haihtumaton ei-polaarinen aine) tapauksessa puhdistusaste oli yli 99,9 %, vaikka kynnysarvo on 89,67 %. Käytännössä samat tulokset saatiin "kovemman" skenaarion mukaan tehdyissä testeissä, lukuun ottamatta bentsofenonia ja lindaania. Mutta myös näissä tapauksissa PET:n puhdistusaste täytti EFSA:n vaatimukset. Yrityksen lyhennetty nimi NGR tarkoittaa varsin kunnianhimoista sanaa "The Next Generation of Recycling Machines" (Next Generation Recyclingmaschinen). Ja tullessaan BRITAS Recycling Anlagen GmbH:n (Hanau, Saksa) 100-prosenttiseksi omistajaksi tämän vuoden toukokuussa, NGR on vahvistanut merkittävästi asemaansa Euroopan ja maailman muilla alueellisilla markkinoilla. Tosiasia on, että BRITAS tunnetaan erittäin saastuneiden polymeerimateriaalien, mukaan lukien kuluttajapakkausjätteiden, sulatteiden suodatinjärjestelmien kehittäjänä ja valmistajana (kuva 3).

NGR puolestaan ​​kehittää ja valmistaa laitteita sekä teollisuuden että kuluttajien polymeerijätteen kierrätykseen, jolla on laajat markkinat tuotteilleen.

Molemmat suunnitteluyritykset luottavat yhdistymisen positiiviseen synergiavaikutukseen. Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Bad Oeynhausen) on saavuttanut suurta menestystä markkinoilla MRS-tyyppisellä suulakepuristimellaan (kuva 4), joka on jopa Yhdysvaltain kauppaministeriön FDA:n (Food and Drug Administration) hyväksymä elintarvikkeiden laadunvalvontaa, lääkkeitä ja kosmetiikkaa varten. Lisäksi koneenrakentajat tarjoavat erilaisia ​​kuivausjärjestelmiä, kuten Kreyenborg Plant Technology GmbH:n (Senden) pyörivän infrapunaputken, sekä erityisiä suodatusjärjestelmiä PET-käsittelyyn tai kiteytystekniikoihin, kuten Automatik Plastics Machineryn Crystall-Cut-prosessi. esim. Grosostheim). Suljetun syklin järjestelmiä, kuten PETcycle-järjestelmää, on käytetty menestyksekkäästi uusien pullojen valmistukseen käytetyistä pulloista.

Kaiken edellä olevan yhteenvetona voidaan todeta, että noin miljoonan tonnin vuosivolyymin PET-kierrätysjärjestelmä on otettu menestyksekkäästi käyttöön Euroopassa. Samanlainen tilanne on havaittavissa lajitellun polyolefiinijätteen käsittelyn alalla, jonka lajittelu toteutetaan ilman erityisiä komplikaatioita sopivilla erottelutekniikoilla. Pelkästään Saksassa on kymmenen suurta ja monta pientä valmistajaa, jotka ovat erikoistuneet ruiskuvalettavien toissijaisten rakeiden tuotantoon kunnallisista ja teollisista polyolefiinijätteistä. Tätä granulaattia voidaan käyttää edelleen kuormalavojen, altaiden, kauhojen, putkien ja muiden tuotteiden valmistukseen (kuva 5).

Kierrätyksen vaikeudet

Kierrätyksen lisähaasteita ovat useista eri materiaaleista valmistetut muovituotteet, joita ei voida järkevästi erottaa toisistaan, sekä muovipakkaukset, joita ei voida tyhjentää kokonaan. Käytetyn kuluttajakalvon muodossa oleva jäte on myös ongelmallista kierrätettäväksi merkittävän pintakontaminaation vuoksi, mikä vaatii huomattavia käsittelykustannuksia.

Vaikka tällä alalla on kokeneita kierrätysasiantuntijoita, Scriben mukaan todellisia eurooppalaisia ​​markkinoita ei ole. Muita komplikaatioita syntyy myös käsiteltäessä PET-pulloja, jotka on valmistettu laajasti ja joita ei ole tarkoitettu juomille; tämä rajoittaa merkittävästi niiden kierrätyksen määrää. Toistaiseksi auto- ja elektroniikkateollisuuden jätteitä on ollut vaikea kierrättää.

Tällaisissa ongelmatapauksissa prosessoijat ja koneenrakentajat vaativat erityisiä teknisiä ratkaisuja (kuva 6). Herbold Meckesheim GmbH (Meckesheim) toimitti äskettäin yhden tällaisen ratkaisun DSD:n toimittaman kuluttajakalvojätteen kierrätykseen jätehuoltoyhtiölle WRZ-Hörger GmbH & Co. KG (Sontheim). Vieraiden aineiden erotusjärjestelmästä, märkäjauhatusvaiheesta ja tiivistyslaitteesta koostuva avaimet käteen -tehdas mahdollistaa 7 000 tonnia jätettä vuodessa prosessoimalla vapaasti virtaavaksi korkean irtotiheyden agglomeraatiksi, joka soveltuu tuotteiden valmistukseen ruiskuttamalla. muovaustekniikka (kuva 7 ).

Yleisesti ottaen myös Venäjän markkinoilla tunnetun Herbold Meckesheimin hankintaohjelma sisältää erilaisia ​​laitteita sekä erittäin saastuneen että sekajätteen, sekä kiinteän että vaikeasti kierrätettävän pehmeän muovijätteen käsittelyyn - pesukoneet ja kuivaimet, silppurit, agglomeraattorit, myllyt hienojauhatusta varten.

Laitteiden kehittämisen tärkeimmät painopisteet ovat kompakti, tuottavuuden kasvu ja energiatehokkuus. K-2013-näyttelyssä yritys esittelee useita uusia tuotteita, mukaan lukien:

Uusi mekaaninen kuivausmalli HVT pystyroottorijärjestelyllä, joka säästää tuotantotilaa, on helppo huoltaa ja kuluttaa huomattavasti vähemmän energiaa kuivattaessa PET-hiutaleita (kuva 8);
silppurimalli SML SB, jossa jätteen pakkosyöttö leikkuuyksikköön, mikä mahdollistaa syöttömateriaalin tiivistämisen ja siten käsittelyn tuottavuuden lisäämisen (kuva 1);
kone suuren kiinteän jätteen jauhamiseen esimerkiksi levyjen tai putkien muodossa, joita pidetään vaikeimpana käsittelykohteena. Erityisesti sekafraktioiden käsittelyyn Erema yhdessä Coperion GmbH & Co. KG (Stuttgart) on kehittänyt yhdistetyn Corema-laitoksen jätteiden kierrätystä ja sekoittamista varten (kuva 9). ominaispiirre Tämän laitoksen soveltuvuus monenlaisten materiaalien käsittelyyn. Erema, Manfred Hacklin kaupallisen johtajan Manfred Hacklin mukaan tämä on optimaalinen ratkaisu taloudellisesti tuotetun sekajätteen käsittelyyn, erityisesti 20 % talkkia sisältävän yhdisteen valmistukseen jätteistä polypropeenikuitukankaista tai käsittelyyn. PE:n ja PET:n seoksena lisäaineiden kanssa. Toinen onnistunut esimerkki useiden kumppaneiden yhdistämisestä kierrätysongelmien ratkaisemiseksi on käytettyjen maatalouskalvojen kierrätykseen tarkoitettu tuotantolinja, jonka kierrätys on vaikeaa ja kallista niiden ohuuden, pehmeyden ja likaantumisen vuoksi. Ongelma ratkaistiin yhdistämällä yhteen linjaan erityisesti optimoitu silppurimalli Power Universo 2800 (valmistaja - Lindner ReSource) ja polymeerimateriaalien kierrätykseen tarkoitettu ekstruusiolaitos malli 1716 TVEplus (valmistaja - Erema), mikä mahdollisti korkean laadukas regranuloida.

Itävaltalainen ARTEC Machinery tarjoaa laitteita, jotka ovat universaaleja uudelleengranulaattiksi jalostetun jätteen muodon suhteen (kalvot, kuidut, PET-pullohiutaleet, vaahdotetut polymeerimateriaalit). Sysäyksenä tuotantokapasiteetin edelleen kehittämiseen ja laajentamiseen oli sen 100-prosenttinen liittyminen vuonna 2010 "perheryhmään" GAW Technology, jonka jäsen myös ECON on, täydentäen toimitusohjelmaa sopivilla suulakepuristuslinjoilla silputun jätteen prosessoimiseksi regranulaattiksi. Valmistettujen laitteiden vuosien mittaan suunnittelun ja teknologisen modernisoinnin ansiosta sen tuottavuutta pystyttiin kasvattamaan keskimäärin 25 %. Modulaarinen periaate, jota ARTEC noudattaa tehtaitaan suunniteltaessa, mahdollistaa esimerkiksi kuutioiden kokoamisen ja kokoamisen tiettyyn käyttötarkoitukseen, jota valmistetaan tällä hetkellä 150 - 1600 kg tunnissa (kuva 2).

Gneuss toimitti brittiläiselle K2 Polymerille myös erityisen MRS-tyyppisellä ekstruuderilla varustetun suulakepuristuslaitoksen (katso kuva 4), joka on suunniteltu käsittelemään polyamidista PA11 silputtua jätettä.

Lähdemateriaali saadaan jauhamalla syvänmeren öljyputkia, jotka tulevat tarpeettomiksi öljylähteen kuivumisen jälkeen ja on tuotava maihin.

MRS (Multi Rotation System) -ekstruuderi mahdollistaa näiden korkealaatuisten, mutta voimakkaasti saastuneiden polymeerijätteiden yksivaiheisen puhdistuksen ja käsittelyn ilman kemiallista puhdistusta useiden vuosien aikana öljyn kanssa kosketuksessa. Tätä luetteloa voisi täydentää monilla muilla esimerkeillä. Lopuksi on huomattava, että kierrätysalasta on tullut tärkeä taloudellisen toiminnan alue viime vuosina. Vaikka monia teknologioita on jo onnistuneesti testattu käytännössä, on kierrätyksen alalla vielä paljon potentiaalia jatkokehitykseen. Olemassa olevien ongelmien ratkaiseminen tulisi aloittaa mahdollisimman kierrätettävien polymeerituotteiden kehittämisestä ja valmistuksesta.

Edistymisen varaa on myös optimoitujen teknisten ratkaisujen kehittämisessä ja asianmukaisten laitteiden luomisessa monimutkaisen jätteen käsittelyyn.

Edistystä tällä alalla voidaan jossain määrin edistää myös poliittisilla toimenpiteillä, joiden pitäisi varmistaa kussakin maassa optimaalisten jätteiden keräys- ja kierrätyskonseptien laajempi toteutus.

Uusia ja hyväksi havaittuja ratkaisuja polymeerien kierrätyksen alalla esitellään laajasti 16.-23.10.2013 K-messuilla Düsseldorfissa.

Valmisteli Ph.D. V. N. Mymrin
näyttelyyhtiö Messe Düsseldorfin lehdistömateriaaleja käyttäen
Muovin kierrätys Euroopassa:
Uusia ja hyväksi havaittuja ratkaisuja Muovien tunkeutuminen erilaisiin
sovellukset, mukaan lukien arkielämämme, nähdään nyt maailmanlaajuisesti itsestäänselvyytenä. Ja tämä
huolimatta siitä, että heidän voittoputkinsa alkoi suhteellisen myöhään – 60 vuotta sitten, jolloin heidän tuotoksensa
oli vain noin miljoona tonnia vuodessa.

Muovien tuotannon ja kulutuksen kasvun myötä kuitenkin vähitellen terävöittyy
ja siitä on nyt tullut kriittinen ongelma käytettyjen muovituotteiden hävittämisessä. Vaikka monet
prosessit ovat vakiintuneet, kierrätyksessä on vielä paljon potentiaalia
parantaminen. Ensimmäinen askel voisi olla muovituotteiden kierrätyskelpoinen suunnittelu, joka tulisi tutkia
tiiviisti myöhempää toipumista silmällä pitäen. Sopivat kierrätysprosessit ja koneratkaisut
Ongelmajätteiden käsittely tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia jatkokehittämiselle. Tämä
katsauksessa pohditaan kokemuksia näiden ongelmien ratkaisemisesta Euroopassa, missä johtavassa asemassa
kunnioitus on Saksa.

Laitteet muovin (polymeerien) käsittelyyn - nämä ovat erikoiskoneita ja lisälaitteita, jotka on yhdistetty tuotantolinjaksi, jota käytetään polymeerien (muovien) prosessoimiseen tai prosessoimiseen hyödyllisiksi ja arvokkaiksi materiaaleiksi jatkokäyttöön rakentamisessa, tekstiileissä, kemianteollisuudessa, öljy- ja muu teollisuus.

Muovin kierrätyslaitteiden luokitus

Toiminnallisista ominaisuuksista ja tarkoituksesta riippuen kaikki muovinkäsittelylaitteet jaetaan:

1. Materiaalien/raaka-aineiden varastointi- ja annostelulaitteet. Yleensä nämä ovat roska-astioita, joissa on laitteet materiaalien/raaka-aineiden lajitteluun (suodatukseen) ja purkamiseen.
2. Laitteet kuljetusta varten. Ne ovat tyhjiö- tai pneumaattisia.
3. Hioma- ja murskaimet - murskaimet, kannattimet, silppurit, pulpperit, kavitaattorit ja muut.
4. Hanat. Niitä käytetään aineiden mekaaniseen erottamiseen hiukkasten keskinäisen liikkeen avulla.
5. Rullakoneet. Tarvitaan murtuman muodostumiseen (luomiseen) ja polymeerikoostumusten murskaamiseen.
6. ekstruusiolaitteet. Sen avulla polymeerimateriaaleja jalostetaan tietyiksi tuotteiksi pakottamalla sulaa raaka-ainetta jatkuvasti muovauspään läpi, jonka geometrinen muoto määrää lopputuotteen profiilin.
7. Valukoneet. Tämä on polymeerinkäsittelylaitteisto, jolla valmistetaan muoviseoksia jauhemaisista tai rakeista raaka-aineista, joita siirretään tai puristetaan muottipesässä, jossa se jähmettyy ja jäähdytyksen jälkeen poistetaan.
8. Koneet ekstruusiopuhallusmuovaukseen. Ne jaetaan aihiosta tuotteen muodostamismenetelmän mukaan puhallettaviin, suulakepuristus- ja ruiskutusmekanismeihin.
9. Vulkanointikoneet ja puristimet. Toiminta on jatkuvaa tai jaksoittaista, ja niitä käytetään tuotteiden luomiseen jauhemaisista tai rakeista raaka-aineista.
10. Päällystys- ja kyllästyskoneet. Käytetään polymeeripäällysteiden piirtämiseen erityiselle alustalle.
11. Pesukompleksit. Tarpeellinen polymeerin esipuhdistukseen rakeistuksen tai jauhamisen jälkeen, mutta ennen sen käsittelyä.

Muovin kierrätyskoneet

Tärkeimmät koneet useista polymeerien käsittelyyn tarkoitettujen erikoislaitteiden lajikkeista ovat seuraavat yksiköt:

• murskaimet - yksikkö toimii tehosekoittimen periaatteella leikkaamalla kokonaisia ​​tuotteita pieniksi paloiksi;
• agglomeraattorit - niissä pienet polymeeripalat murskataan vielä enemmän ja sintrataan sitten pieniksi kokkareiksi;
• granulaattorit - heidän avullaan agglomeraattorista saatu seos kuumennetaan ja leikataan rakeiksi.

Vähemmän tärkeitä, mutta silti välttämättömiä, harkitaan seuraavia muovin kierrätyslaitteita:

• pesulinja yksiköt;
• kuljetussolmut;
• erityyppiset erottimet;
• kuivaimet.

Laitteet minitehtaan käynnistämiseen

Pienen muovinkierrätyslaitoksen pyörittämiseksi tarvitaan seuraavat polymeerinkäsittelylaitteet.

1. Perusvarusteet:
   • murskain tai silppuri;
   • agglomeraattori;
   • tarvittaessa granulaattori.
2. Valinnaiset varusteet:
   • kuuma pesu kylpy;
   • 1-2 sentrifugia;
   • suulakepuristimet kierrätykseen;
   • seulan korvikkeet;
   • sekoittimet ja annostelijat;
   • kellunta pesu;
   • liitosyksiköt (pneumaattinen tai tyhjiökuljetus).
   • ohjausmoduuli.

Tärkeimmät polymeerien käsittelyyn tarkoitettujen kiviainesten valmistajat

Muovinkierrätyslaitteiden kysytyimpiä valmistajia ovat seuraavat yritykset:

Eurooppalainen.

1. HGMA Wulf GmbH on hyvämaineinen saksalainen valmistaja, joka valmistaa polymeerien primääri- ja sekundäärikäsittelylaitteiden lisäksi myös maansiirto- ja rakennuskoneita.
2. Global Tech on puolalainen yritys, joka valmistaa nopeita ja luotettavia kiinteitä ja siirrettäviä murskaimia.
3. Herbold Meckesheim on erinomainen saksalainen kiviainesten valmistaja koko muovin käsittely- ja kierrätyssykliin.

Kiinalainen.

1. Kiina IS-MAC Machinery on Kiinan suurin muovipullojen ja muiden muovien käsittelyyn tarkoitettujen ekstruusiolaitteiden valmistaja.
2. LISHENG INDUSTRIAL valmistaa pesukoneita, murskaimia, painokoneita ja muita laitteita.
3. Blue Ocean - valmistaa suulakepuristuskoneita ja ruiskuvalulaitoksia.

Venäjän kieli.

1. GK Polymer System Group (Novosibirsk) - tuottaa kaiken tarvittavan polymeerien käsittelyyn.
2. ENGEL Austria GmbH (Moskova) - valmistaa ruiskuvalukoneita muovien ruiskuvaluun, kumi-/silikoniprosessointiyksiköihin jne.
3. StankoPet (Moskova) - valmistaa lähes koko valikoiman laitteita muovin käsittelyyn.

Polymeerikäsittelylaitteiden kannattavuus

Karkea arvio pienen polymeerinkäsittelylaitoksen valmistumisesta sisältää seuraavat kustannukset:

• laitesarjan osto muovipullojen käsittelyyn - noin 10 000 dollaria;
• laitteiden kuljetus ja asennus - jopa 15% laitteiden hinnasta (1500 dollaria);
• palkat työntekijöille - noin 7 000 dollaria;
• tilojen vuokra (+ korjaus) - 10 000 dollaria;
• muut tapahtumat - 5000 dollaria.

Samaan aikaan kierrätysmuovin tonni maksaa noin 750 dollaria, kun taas raaka-aineiden hankinta maksaa 100 dollaria tonnilta.
Ilmoitettu investointitaso on laskettu minitehtaalle, jossa ostetaan laitteet muovipullojen ja vastaavien polymeerituotteiden käsittelyyn, joiden kapasiteetti on 1 tonni päivässä, ts. joiden tulot ovat 7 000 - 9 000 dollaria kuukaudessa. Tällaisella takaisinmaksulla laitos alkaa tuottaa voittoa toisena toimintavuotena (15-20 kuukauden kuluttua).

On syytä selventää, että takaisinmaksuaika sekä tehtaan avaamiskustannukset voivat olla lyhyemmät, jos:

• etuoikeudet saadaan valtiolta;
• tehdas avataan lähellä paikkaa, jossa muovi lajitellaan jatkokäsittelyä varten;
• laitos saa vastikkeetta luonnonsuojeluinvestointeja kansainvälisiltä rahastoilta.

Raaka-aineiden vastaanotto ja markkinointi

Muovinjalostuslaitos voi valmistaa tuotantolinjasta ja omistajan toiveista riippuen rakeisia tai jauhemaisia ​​polymeeriraaka-aineita. Tällaisten tuotteiden markkinointi ei yleensä ole vaikeaa, koska niillä on suuri ja jatkuva kysyntä seuraavilla alueilla:

• ei-kudottujen materiaalien tuotanto;
• valmistus rakennusmateriaalit;
• polymeerituotteiden tuotanto kansalliseen käyttöön;
• kemiallisten kuitujen tuotanto;
• primaaristen raaka-aineiden lisäaineena (alentaa kustannuksia).

Tehtaat, joissa on asianmukaiset tuotantolinjat, ovat laajasti edustettuina kaikilla alueilla ja tarvitsevat kipeästi halpoja raaka-aineita.

Lisäksi polymeerin käsittelylinjaa voidaan laajentaa lisälaitteet ja valmistavat jo itsenäisesti tietyntyyppisiä muovituotteita. Esimerkiksi:

• vihannesten ja hedelmien pakkausverkot;
• roskapussit;
• paketteja;
• huonekalujen varusteet;
• polymeeri laatat;
• erilaiset putket, muotit, osat putkistoon tai viemäriin;
• autojen lisävarusteet tai tekniset tiedot;
• nesteiden säilytysastiat;
• muut pienet polymeerituotteet.

Kestomuovit ovat muoveja, jotka valettuaan ovat kierrätettäviä. Ne voivat toistuvasti pehmentyä kuumennettaessa ja kovettua jäähtyessään menettämättä ominaisuuksiaan. Tämä on syy valtavaan kiinnostukseen kestomuovijätteen kierrätystä kohtaan - sekä kotitalouksissa että teollisuudessa.

Pääkaupungin kiinteän yhdyskuntajätteen (MSW) koostumus poikkeaa selvästi Venäjän keskiarvosta. Moskovassa syntyy vuosittain noin 110 000 tonnia kiinteää yhdyskuntajätettä. Näistä polymeerit muodostavat 8-10%, ja suuryritysten kaupallisessa jätteessä tämä luku on 25%.

MSW:n rakenteessa tulee erikseen mainita muovipullot. Pelkästään Moskovassa niitä heitetään pois vuosittain noin 50 tuhatta tonnia.Kansainvälisen tieteellisen ja käytännön konferenssin "Pakkaukset ja ympäristö" tulosten mukaan 30 % kaikesta polymeerijätteestä on polyeteenistä ja polyvinyylikloridista valmistettuja pulloja. Tällä hetkellä valtion yhtenäisyrityksen "Promothody" mukaan Moskovassa ja alueella käsitellään kuitenkin vuosittain enintään 9 tuhatta tonnia kiinteästä jätteestä eristettyä polymeerijätettä. Ja puolet heistä - Moskovan alueen alueella. Mitkä ovat syyt tällaiseen kestomuovijätteen merkityksettömään kierrätykseen?

Keräyksen järjestäminen

Tähän mennessä muovijätteen keräyskanavia on useita.

Ensimmäinen ja tärkein on suurten ostoskeskusten jätteiden kerääminen ja hävittäminen. Tämä raaka-aine on pääosin käytetty pakkaus ja sitä pidetään "puhtaimpana" ja parhaiten soveltuvana jatkokäyttöön.

Toinen tapa on valikoiva roskien keräys. Moskovan lounaisosassa kaupungin hallinto yhdessä valtion yhtenäisyrityksen Promothodyn kanssa suorittaa tällaista kokeilua. Erikois saksalaisia ​​eurokontteja on asennettu useiden asuinrakennusten pihoihin. Kannet reikiä varten: pyöreä - PET-pulloille, iso rako - paperille. Kontit ovat lukittuja ja niitä valvotaan jatkuvasti. Kahdessa vuodessa kerättiin 12 tonnia muovipulloja. Nykyään hankkeeseen kuuluu vain 19 asuinrakennusta. Asiantuntijoiden mukaan tällaisen järjestelmän edut tulevat ilmeisiksi, kun se kattaa alueen, jossa on yli miljoona asukasta.

Kolmas vaihtoehto on kiinteän jätteen lajittelu erikoistuneissa yrityksissä (Kotlyakovon pilottijätteiden lajittelukeskus, yksityinen yritys MSK-1 ja muut jätteenlajittelukompleksit). Lajiteltujen jätteiden määrää on edelleen melko vaikea määrittää tarkasti, mutta tämän uusioraaka-ainelähteen osuus on jo huomattava. Jotkut kaupalliset organisaatiot järjestävät kunnallisten viranomaisten valvonnassa omia keräyspisteitään uusioraaka-aineille (mukaan lukien polymeerijätteet) väestöltä. Ensilajittelu ja puristus tapahtuu yleensä siellä. Tällaisia ​​paikkoja kaupungissa on kuitenkin hyvin vähän.

Huomattava osa jalostukseen menevistä kierrätysmateriaaleista kerätään laittomasti kaatopaikoille. Tämän tekevät yksityiset yritykset ja joskus itse kaatopaikkojen hallinto. Kerätyt ja lajitellut materiaalit myydään jälleenmyyjille tai suoraan valmistajille.

Kestomuovien käsittelyssä käytettyjen polymeerien tasaisuus, kontaminaatioaste, väri ja tyyppi (kalvo, pullot, romu), toimitetun jätteen muoto (puristus, pakkaus jne.) ovat erittäin tärkeitä. Näistä ja useista muista parametreistä riippuen tietyn erän soveltuvuus jatkokäsittelyyn (ja siten sen markkina-arvo) voi vaihdella huomattavasti. Jätepaperi maksaa eniten.

Lajittelun, murskaamisen ja puristamisen voivat suorittaa lukuisat välittäjät, jätteiden lajittelukompleksit, itse jalostajat, valtion yhtenäisen yrityksen "Promotkhody" rakenteet.

Useimmissa tapauksissa käytetään manuaalista lajittelua, koska sopivat laitteet ovat kalliita eivätkä aina tehokkaita.

Polymeerien kierrätys

Kerätty ja lajiteltu jäte voidaan kierrättää toissijaiseksi rakeeksi tai suoraan uusien tuotteiden tuotantoon (ostoskassit ja -kassit, kertakäyttöastiat, videokasettikotelot, maalaishuonekalut, polymeeriputket, puupolymeerilevyt jne.).

Polymeerin kotitalousjätteen käsittelyä teollisessa mittakaavassa Moskovassa suorittaa vain OAO NII PM (tuotteiden tuotanto kuntatalouden tarpeisiin osana Lounais autonomisen piirikunnan erilliskeräysohjelmaa ja tilauksesta pääkaupungin pormestarin kansliasta). Valtion yhtenäinen yritys "Promotkhody" suorittaa murskaamisen, pesun ja kuivauksen, minkä jälkeen hiutaleet hintaan 400 dollaria tonnilta kuljetetaan jatkokäsittelyä varten PM:n tutkimuslaitokseen.

Muut uusioraaka-aineiden jalostajat ovat joko liian pieniä (kapasiteetti jopa 20 tonnia kuukaudessa), tai ne harjoittavat jalostuksen varjolla murskaamista ja edelleen jälleenmyyntiä, parhaimmillaan lisäävät murskattua raaka-ainetta tuotteisiinsa. Lähes kukaan ei harjoita laajamittaista sekundääristen rakeiden ja agglomeraattien tuotantoa Moskovassa.

Muiden lähteiden (N.M. Chalaya, NPO Plastic) mukaan monet pienet yritykset käsittelevät Moskovan jätteiden sisältämiä polymeerejä, joille tämä toiminta ei ole pääasia. He yrittävät olla mainostamatta sitä, koska yleisesti uskotaan, että kierrätysmateriaalien käyttö tuotteiden valmistuksessa huonontaa sen laatua.

Tyypillinen yritys näille markkinoille on tuotantoosuuskunta Vtorpolimer, joka toimii suoraan kaupungin kaatopaikan kanssa. Kaatopaikalla asuvat kodittomat keräävät sinne kaiken muovin: pullot, lelut, rikkinäiset ämpärit, kalvot jne. Maksua vastaan ​​”tavarat” luovutetaan välittäjille, jotka toimittavat sen Vtorpolymerille. Täällä aikansa käyttäneet tavarat pestään ja lähetetään kierrätykseen. Ne lajitellaan värin mukaan, murskataan ja lisätään muoviin, jota käytetään asennusputkien valmistukseen (niitä käytetään uusien talojen rakentamisessa sähköjohtojen eristämiseen). Likaisen muoviromun ostohinta on 1 tuhat ruplaa. per tonni, puhdas - 1,5 tuhatta Pienemmät erät hyväksytään hintaan 1 ja 1,5 ruplaa. kiloa kohden.

Polymeerijätteet lajitellaan manuaalisesti. Pääasiallinen valintakriteeri on tuotteen ulkonäkö tai vastaava merkintä. Ilman merkintää polystyreenistä, polyvinyylikloridista tai polypropeenista valmistettuja pakkauksia ei voida erottaa visuaalisesti. Pulloja pidetään useimmiten PET:nä, kalvona - polyeteeninä (PE:n erityistyyppiä ei yleensä määritellä), vaikka se voi hyvinkin olla PP tai PVC. Linoleumi - pääasiassa PVC, paisutettu polystyreeni (polystyreeni) on helppo tunnistaa visuaalisesti, nailonkuidut ja tekniset tuotteet (kelat, holkit) on yleensä valmistettu polyamidista. Sattumien todennäköisyys tämän lajittelun kanssa on noin 80 %.

Analyysi uusiomateriaalimarkkinoilla toimivien yritysten toiminnasta antaa meille mahdollisuuden tehdä seuraavat johtopäätökset:

1) uusiomateriaalien hinnat markkinoilla määräytyvät niiden jalostusasteen mukaan. Jos otamme neitseellisen matalatiheyksisen polyeteenigranulaatin kustannukset 100 %:ksi, käsittelyyn valmistetun puhtaan silputun polyeteenikalvon hinta on 8-13 % neitseellisen polymeerin hinnasta. Polyeteeniagglomeraatin hinta on 20 - 30 % primääripolymeerin hinnasta;

2) useimpien rakeisten sekundääripolymeerien hinta koostumuksen mukaan laskettuna on 45-70 % primääripolymeerien hinnasta;

3) sekundääripolymeerien hinta riippuu voimakkaasti niiden väristä eli polymeerijätteen esilajittelun laadusta värin mukaan. Puhtaiden ja sekoitettujen värien kierrätettyjen polymeerien hintaero voi olla 10-20 %;

4) primääri- ja sekundääripolymeereistä saatujen tuotteiden hinnat ovat pääsääntöisesti lähes samat, mikä tekee sekundääripolymeerien käytöstä tuotannossa erittäin kannattavaa.

MSW:stä eristetyn polymeerijätteen hinta vaihtelee valmistusasteesta, erästä ja tyypistä riippuen keskimäärin 1-8 ruplaa / kg. Jalostajien ostohinnat erästä ja saastumisasteesta riippuen on esitetty taulukossa 1.

Puhtaan yhdyskuntajätteen hinta on yleensä sama kuin teollisuus- ja kaupallisen jätteen hinta.

Jalostajan yhdyskuntajätteestä ostaman polymeerijätteen markkinahinta koostuu väestöltä ostaman välittäjän ostohinnasta (n. 25 % kustannuksista), maksusta suurien jäteerien muodostuksesta, lajittelusta, kalleimpien (puhtaiden) raaka-aineiden puristaminen ja jopa pesu.

Tuotteiden, kuten agglomeraatin ja granulaatin, hinnat ovat keskimäärin 12-24 ruplaa/kg (polyamidi on muita kalliimpaa - 35-50 ruplaa/kg, PET - 20 ruplaa/kg). Jatkokäsittely lisää ylijäämää tuotetyypistä riippuen 30-200 %.

Investoinnin houkuttelevuus

Useimpien asiantuntijoiden mukaan polymeerijätteen käsittelyyn on kannattavaa investoida, mutta vain silloin, kun luotetaan valtion tukeen ja uusioraaka-aineiden jalostajien etuihin keskittyvään lainsäädäntökehykseen.

Nykyään Moskovan markkinat koostuvat 20-30 pienestä yrityksestä, jotka käsittelevät pääasiassa teollista alkuperää olevaa polymeerijätettä. Markkinoille kokonaisuudessaan ovat ominaisia ​​epäviralliset suhteet jalostajien ja toimittajien välillä, suuri osa yrityksistä, joille tämä liiketoiminta on sivuliiketoimintaa, sekä alhaiset jalostusmäärät (12-17 tuhatta tonnia vuodessa). Voidaan olettaa, että jos jalostajien puolelta tällaiselle jätteelle on vakaa kysyntä, tarjousten määrä kasvaa.

On huomattava, että polymeerijätteen määrä, joka todella kierrätetään nykyään, on hyvin pieni osa kaupunkien yhdyskuntajätteestä. Ja tämä huolimatta siitä, että polymeerien ja niistä valmistettujen tuotteiden kysyntä kasvaa jatkuvasti, ja jätehuollon ongelma huolestuttaa kaupungin viranomaisia ​​yhä enemmän.

Uusien käsittelylaitosten rakentamista rajoittava tekijä on jätteenkeräysjärjestelmän alikehittyminen ja vakavien toimittajien puute. Yksityisen elinkeinoelämän ja valtion intressien yhteensopivuuden tällä alueella pitäisi väistämättä johtaa kierrättäjien etuja vastaavien lakien hyväksymiseen.

Nykyisyys ja tulevaisuus

1. PET-käsittelyn vuosimäärä pääkaupungissa on 4-5 tuhatta tonnia vuodessa. Moskovan viranomaisten suunnitelmiin kuuluu PET-säiliöiden valikoivan keräysjärjestelmän järjestäminen vuoteen 2003 mennessä ja kahden tuotantokompleksin perustaminen sen käsittelyä varten, joiden kapasiteetti on 3 000 tonnia vuodessa. Tällä hetkellä valmistuu kaksi yksityistä PET-käsittelylaitosta, joiden kokonaiskapasiteetti on 6 000 tonnia vuodessa.

Moskovan hallituksen tulee lähikuukausina hyväksyä määräykset, jotka säätelevät polymeerinjalostajien toimintaa (niiden tarkkaa sisältöä ei vielä tiedetä). Nykyiset ja rakenteilla olevat tilat riittävät markkinoiden tarpeisiin. Harkitaan mahdollisuutta saada valtion tukea valtion yhtenäisen yrityksen "Promotkhody" ja yhtiön "Inteko" hankkeille (potentiaalinen käsittelykapasiteetti - 7-8 tuhatta tonnia vuodessa).

2. PP-käsittelyn määrä Moskovassa on 4-5 tuhatta tonnia vuodessa, vaikka kaupungissa heitetään pois vuosittain noin 50-60 tuhatta tonnia - pääasiassa kalvoja ja suursäkkejä. Käsittelyn jälkeen rakeiden muodossa oleva PP lisätään primaariraaka-aineisiin tai käytetään kokonaan muovisten välineiden, ostoskassien jne. valmistukseen).

Tämän polymeerin laajojen kierrätysprojektien puute (kuten PET:n tapauksessa) avaa suuria investointimahdollisuuksia. Tässä vaiheessa kannattavinta on kierrätysmateriaalien jalostus rakeiksi, sillä kulutustavaratuotannossa kilpailu on paljon kovempaa.

3. PE-käsittelyn määrä on myös 4-5 tuhatta tonnia vuodessa. Pääraaka-aineen tyyppi on kalvo, mukaan lukien maatalouskalvo. Yhteensä kaupungissa heitetään pois noin 60-70 tuhatta tonnia polyeteenijätettä vuosittain. Pääsääntöisesti PE:n käsittelyyn osallistuvat yritykset käsittelevät myös PP:tä. Yksi suurista yrityksistä, jonka kautta kulkee noin 2,5 tuhatta tonnia vuodessa, on Plastpoliten.

PE on erittäin kestävä likaa vastaan. Nykyinen kielto käyttää kierrätyspolymeeriraaka-aineita elintarvikepakkausten valmistuksessa rajoittaa kuitenkin markkinointimahdollisuuksia.

Siten nykypäivän järkeisimmältä näyttää olevan teollisuuskompleksin rakentaminen polyeteenistä, polypropeenista ja PET-jätteestä rakeiksi.

Tämän tuotannon tulee sisältää:

a) lajittelu (vaatii erityis opetus henkilöstö vähentää muun tyyppisen polymeerin osuutta, mikä on erittäin tärkeää tuotteen laadun kannalta);

b) pesu (suurimpia mahdollisia raaka-ainemääriä ei yleensä lajiteta eikä pestä);

c) kuivaus, murskaus, agglomerointi.

Taloudellisesti kannattavinta on sijoittaa tämä kompleksi Moskovan lähialueelle, koska sähkön, veden, maanvuokran ja teollisuustilan hinnat ovat siellä huomattavasti alhaisemmat kuin pääkaupungissa (ks. taulukko 2).

Tällaisen tuotannon tehokas toiminta edellyttää valtion tukea. Ehkä on järkevää tarkistaa osittain olemassa olevia kiinteiden jätteiden käsittelyä koskevia terveysstandardeja sekä velvoittaa polymeerituotteiden valmistajat tekemään vähennyksiä polymeerijätteen käsittelystä. Lisäksi Moskovan hallituksen ja yksittäisten asunto- ja kunnallispalvelujen tasolla tulisi toteuttaa kokonaisvaltaisia ​​toimenpiteitä valikoivan keräyksen järjestelmän kehittämiseksi ja kierrätyspisteverkoston luomiseksi.

Valtion lisääntynyt kiinnostus jätehuoltoa kohtaan näkyy jo budjetissa: vuodesta 2002 vuoteen 2010. näihin tarkoituksiin on tarkoitus käyttää 519,2 miljoonaa ruplaa. liittovaltion budjetista. Liiton subjektien budjetteja odotetaan jaettavan vuoteen 2010 asti. 11,4 miljardia ruplaa vetäytymisohjelman täytäntöönpanoa varten.

Vuonna 2001 Moskova käytti ympäristönsuojeluun 3,1 miljardia ruplaa. Tähän mennessä jo toteutettujen kotitalousjätteen käsittelyprojektien kustannukset ovat 115,5 miljoonaa ruplaa.

Andrei Goliney,

Uutena kierrätysmateriaalina resurssipohja- yksi dynaamisesti kehittyvistä polymeerimateriaalien käsittelyn alueista maailmassa. Venäjälle se on uutta. Kiinnostus halpojen resurssien, sekundaaristen polymeerien, saamiseen on kuitenkin hyvin konkreettista, joten maailman kokemuksella niiden kierrätyksestä pitäisi olla kysyntää.

Maissa, joissa ympäristönsuojelu on erittäin tärkeää, kierrätettyjen polymeerien kierrätysmäärät kasvavat jatkuvasti. Lainsäädäntö velvoittaa oikeushenkilöt ja yksityishenkilöt hävittämään muovijätteet (joustopakkaukset, pullot, kupit jne.) erikoissäiliöihin myöhempää hävittämistä varten. Nykyään asialistalla ei ole vain jätepolymeerimateriaalien kierrätys, vaan myös resurssipohjan ennallistaminen. Mahdollisuutta käyttää polymeerijätettä uudelleentuotantoon rajoittavat kuitenkin niiden epävakaat ja alkuperäisiin polymeereihin verrattuna huonommat mekaaniset ominaisuudet. Lopputuotteet eivät useinkaan täytä esteettisiä kriteerejä. Joissakin tuotteissa uusioraaka-aineiden käyttö on yleisesti kiellettyä nykyisillä terveys- tai sertifiointistandardeilla. Jotkut maat ovat esimerkiksi kieltäneet tiettyjen kierrätyspolymeerien käytön elintarvikepakkauksissa.

Kierrätetystä muovista valmistettujen valmiiden tuotteiden valmistusprosessiin liittyy useita vaikeuksia. Kierrätettyjen materiaalien uudelleenkäyttö vaatii erityistä prosessiparametrien uudelleenkonfigurointia, koska kierrätysmateriaali muuttaa viskositeettiaan ja voi sisältää myös ei-polymeerisiä sulkeumia. Joissakin tapauksissa valmiille tuotteelle asetetaan erityisiä mekaanisia vaatimuksia, joita ei yksinkertaisesti voida täyttää kierrätettyjä polymeerejä käytettäessä. Siksi kierrätettyjen polymeerien käyttöä varten on välttämätöntä saavuttaa tasapaino lopputuotteen haluttujen ominaisuuksien ja kierrätysmateriaalin keskimääräisten ominaisuuksien välillä. Tällaisen kehityksen perustana tulisi olla ajatus uusien tuotteiden luomisesta kierrätysmuovista sekä primaarimateriaalien osittainen korvaaminen toissijaisilla perinteisissä tuotteissa. SISÄÄN Viime aikoina primääripolymeerien syrjäytyminen tuotannossa on voimistunut niin paljon, että pelkästään USA:ssa valmistetaan kierrätysmuovista yli 1 400 tuotetta, jotka aiemmin valmistettiin vain primaariraaka-aineilla.

Kierrätysmuovituotteista voidaan siis valmistaa tuotteita, jotka on valmistettu aiemmin neitseellisistä materiaaleista. Esimerkiksi jätteestä on mahdollista valmistaa muovipulloja eli kierrättämällä suljetussa kierrossa. Toissijaiset polymeerit soveltuvat myös sellaisten esineiden valmistukseen, joiden ominaisuudet voivat olla huonommat kuin primääriraaka-aineista valmistettujen analogien. Jälkimmäistä ratkaisua kutsutaan "kaskadijätteenkäsittelyksi". Sitä käyttää menestyksekkäästi esimerkiksi FIAT auto, joka kierrättää romuautojen puskurit uusien autojen putkiksi ja lattiamatoiksi.

Pohdimme muovien uudelleenkäytön ongelmia ja näkymiä polyeteenitereftalaatin (PET), polyeteenin, polypropeenin ja polystyreenin esimerkin avulla.

PAT

PET:llä on melko vakaat mekaaniset ominaisuudet. Siksi siihen perustuva toissijainen materiaali on melko helppo käsitellä. Kierrätyksen pääraaka-aine ovat sellaiset yleiset juomien muovipullot. On myös tärkeää, että kierrätetty PET homogenoituu helpommin kuin muut kierrätysmuovit. Kehittyneissä maissa PET-jätteen keräys tarpeeksi sekä niiden käsittelytekniikka. Kierrätetyn PET:n maailmanlaajuinen kierrätysmäärä on miljoona tonnia vuodessa.

PET-jätteen kierrätysprosessi ei vaadi niiden pehmittämistä. Ne lajitellaan muun tyyppisistä muovisäiliöistä (PVC- tai PE-pohjaisista), sitten murskataan, pestään ja puhdistetaan etiketeistä, liima-aineista, pakkausainejäämistä ja muista epäpuhtauksista, minkä jälkeen ne agglomeroidaan tai rakeistetaan. Kierrätetyillä PET-polymeereillä on samat prosessointiongelmat kuin uusilla PET-substraateilla: alhainen kynnys ei-newtonilaiselle käyttäytymiselle (kun leikkausnopeus vaikuttaa polymeerin viskositeetin muutokseen), lämpöherkkyys ja lopuksi kuivaustarve. Lisäksi kierrätetyn materiaalin viskositeetti häviää kuivauksen ja käsittelyn aikana, mikä johtuu paitsi lämpötilan ja muodonmuutosvaikutuksista polymeerin pehmityksen aikana, myös epäpuhtauksien (kosteus, liima, väriaineet jne.) läsnäolosta. . Nämä tekijät johtavat laskuun molekyylipaino polymeeri. Taulukossa 1 esitetään lujuus (σ) ja suhteellinen venymä (ε) murtohetkellä kalvonäytteiden ja kierrätetyn PET-ekstruusionäytteiden esikuivauksella ja ilman kuivausta. Kierrätetyn alustan riittämätön kuivuminen voi merkittävästi heikentää kierrätysmateriaalin ominaisuuksia.

pöytä 1

Niiden kierrätettävän PET-jätteen jatkokäyttöalue määräytyy niiden molekyylipainon mukaan. PET:n molekyylipaino lasketaan sen rajaviskositeetista. Taulukossa 2 on esitetty sen arvot eri PET-sovelluksissa.

Taulukko 2. PET:n rajaviskositeetti sovelluksesta riippuen

On selvää, että erityyppisten tuotteiden pohjana olevat sekundaariset polymeerit, joilla on erilainen molekyylipaino (rajaviskositeetti), vaativat täysin erilaisia ​​kierrätystekniikoita. Kierrätetty PET ei aina voi toimia perustana alkuperäisten tuotteiden uudelleentuotannolle.

Toinen PET-jätteen käsittelyn ongelma liittyy PVC:n mahdolliseen esiintymiseen niissä. PET-pullojen huolellisella lajittelullakin on mahdollista, että PVC- ja PE-epäpuhtaudet pääsevät kierrätysmateriaalin koostumukseen. PET:n käsittelylämpötilassa PVC hajoaa vapauttaen suolahappoa, joka aiheuttaa polymeerin voimakasta hajoamista. Siksi on tarpeen minimoida PVC:n esiintyminen PET-jätteen koostumuksessa. Sallittu PVC-pitoisuus ei ylitä 50 ppm.

Useimmiten PET-jäte käytetään uudelleen muovipullojen, kalvojen ja kuitujen valmistukseen. Reologiset ja mekaaniset ominaisuudet PET:n kierrätetty koostumus mahdollistaa sen käytön pesuainesäiliöiden valmistuksessa, mikä tekee siitä hyvän vaihtoehdon PVC:lle ja HDPE:lle. Kierrätettyä PET:tä käytetään usein myös välikerroksena kolmikerroksisen amorfisen kalvon valmistuksessa ja kolmikerroksisten laminoitujen pullojen puhallusmuovauksessa. ulkoiset kerrokset neitseestä polymeeristä. Kierrätetyn ja neitseellisen PET:n seosten koekstruusion käyttö voi parantaa kierrätetyn polymeerin reologisia ominaisuuksia, jolloin se soveltuu paremmin puhallukseen.

Yhtä tärkeä kierrätetyn PET:n sovellusalue on kuitujen valmistus. Kuitujen kehruuprosessi edellyttää, että pehmitettävällä sekundääripolymeerillä on samat reologiset ominaisuudet (virtausnopeusgradientti ja ei-isoterminen venytys) kuin alkuperäisellä polymeerillä. Toissijaisesta pohjasta muodostetulla PET-kuidulla on pääsääntöisesti mekaanisia ominaisuuksia, jotka täyttävät monenlaisten tuotteiden valmistuksen edellytykset.

Kierrätyskuidusta jalostetaan tekstiilejä tai kudottuja alustoja vaatteiden ja mattojen valmistukseen. Näissä sovelluksissa voidaan käyttää jopa 100 % kierrätettyä polymeeriä. Useimmiten PET-kuitua käytetään talvivaatteiden synteettisenä eristeenä tai valmiina pehmotekstuurina vaatteiden ompelussa.

PET-kuidulla on useita etuja muihin synteettisiin kuituihin verrattuna. Esimerkiksi PET-kuitumatot eivät haalistu eivätkä vaadi nailonkuitumatoille vaadittavaa erityistä kemiallista käsittelyä. PET-kuidut ja värjäykset helpommin kuin nylon. Sulapuhallustekniikalla valmistettuja PET-kuiturainoita käytetään melueristysmateriaalien, geotekstiilien, suodatus- ja vaimennuselementtien sekä synteettisen talvehtimisaineen valmistukseen. Lopuksi pieni määrä kierrätettyä PET:tä käytetään autojen komponenttien, sähkötuotteiden ja erilaisten varusteiden valmistukseen ruiskuvalulla.

Polyeteeni

Pienitiheyspolyeteenistä (LDPE) ja lineaarista polyeteenistä (LLDPE) valmistetaan kalvoja kotitalouspakkauksiin (mukaan lukien muovipussit, pussit ja säkit) ja teollisuuspakkauksiin (esim. maatalouslannoitepussit), jotka ovat jatkokierrätyksen raaka-aineita. . Ensimmäisessä tapauksessa käsittely on melko yksinkertaista, koska toissijaisen materiaalin laatu on hyvin lähellä primääripolymeerin laatua lyhyen elinkaari tuote. Polymeeri on alttiina ulkoisille tekijöille lyhyen aikaa ja sen rakenne rikkoutuu vain vähän. Suuremmassa määrin materiaalin rakenne kärsii sen uusiutumisprosessissa plastisoimalla. Toinen kierrätysmateriaalin epätyydyttävien ominaisuuksien lähde voi olla eri molekyylirakenteiden omaavien jätteiden (esimerkiksi sekä LDPE:n että LLDPE:n) käyttö, mikä väistämättä johtaa tuloksena olevan materiaalin mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen.

Teollisuuspakkausten uudelleenkäytössä tilanne on hieman monimutkaisempi. Teollisuuskalvolla on yleensä pidempi elinkaari kuin kotitalouskalvolla. Vaikutus auringonsäteet, lämpötilan vaihtelut jne. vaikuttavat myös haitallisesti polymeerin rakenteeseen. Lisäksi käytetyt teolliset polyeteenikalvot voivat sisältää merkittävää epäpuhtautta pölyn ja hienojen komponenttien muodossa, joita on lähes mahdoton poistaa perusteellisimmallakin pesulla. Luonnollisesti tämä vaikuttaa negatiivisesti toissijaisten materiaalien ominaisuuksiin.

Kaikkien kierrätysmuovien käyttö lasketaan niiden keskimääräisten ominaisuuksien perusteella. LDPE:n ja LLDPE:n osalta voidaan väittää vaihtelevalla varmuudella, että tämän tyyppisten kierrätyskalvojen polymeeriraaka-aineita voidaan käsitellä samoissa olosuhteissa (ja suunnilleen samoilla loppuominaisuuksilla) kuin neitseellisiä muoveja. Esimerkkejä LDPE:n kierrätyksestä ovat kotitalous- ja kaupallisten pakkausten kalvojen, muiden kuin irtotavarajätteiden pussien ja puutarhakatteen kalvojen uudelleenvalmistus. Valmiin tuotteen materiaalin ominaisuudet ovat hyvin lähellä primaarisen polymeeripohjan ominaisuudet, mutta "tuotteista tuotteeksi" -kierrätyssyklien lukumäärä on rajoitettu, koska polymeerin ominaisuudet heikkenevät toistuvan sulatuksen aikana. materiaalista. Viimeisellä syklillä kierrätettävä kalvo soveltuu vain puutarhamultakalvon valmistukseen, mikä vaatii melko vaatimattomia mekaanisia ominaisuuksia (usein siihen lisätään tavallista nokea).

Stretch-kalvoissa on polymeerilisäaineita, jotka toimivat epäpuhtauksina ja vaativat merkittävää lisäraaka-aineiden lisäystä: kierrätettyä stretchkalvoa sekoitetaan pienessä suhteessa (15-25 %) neitseelliseen polymeeriin. Agroteollisen kalvon kierrätyksessä syntyy useita vaikeuksia, jotka johtuvat paitsi polymeeripohjan mekaanisten ominaisuuksien ja vieraiden sulkeumien heikkenemisestä, myös materiaalin optisia ominaisuuksia heikentävistä valohapetusprosesseista. Tuloksena oleva kalvo saa jälleen keltaisen sävyn.

Tällä hetkellä lupaavimpana suunnana LDPE:stä ja LLDPE:stä (ja kaikista muista polymeereistä) peräisin olevan jätteen kierrätykseen pidetään välimateriaalien luomista perinteisten puumateriaalien tilalle. Polymeerikierrätysmateriaalien tärkein etu puuhun verrattuna on sen biologinen stabiilisuus: polymeerit eivät tuhoudu mikro-organismien toimesta ja voivat olla vedessä pitkään vaarantamatta rakennetta. Mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi polymeerien koostumukseen lisätään erilaisia ​​inerttejä lisäaineita, esimerkiksi jauhettuja puulastuja tai kuituja. Tällaisten tuotteiden markkinat ovat valtavat. US Plastic Lumber Corp. arvioi sen olevan 10 miljardia dollaria.

Tiheyspolyeteenistä valmistetaan esimerkiksi kanistereita nestemäisille tuotteille. HDPE-jätteen käsittelyprosessi vaatii sekundäärituotteiden (esimerkiksi polttoaine- ja voiteluainesäiliöt) erityiskäsittelyä. Lisäksi HDPE:n tuhoutumiseen plastisointiprosessin aikana liittyy usein ongelmia, jotka johtuvat prosessiin liittyvistä suurista mekaanisista voimista. Kierrätetyn HDPE:n valikoima on erittäin laaja ja monipuolinen teknisiä prosesseja. Sitä käytetään usein kalvojen, erikokoisten säiliöiden, kasteluputkien, erilaisten puolivalmisteiden jne. valmistukseen. Kierrätetty HDPE on löytänyt suurimman käytön säiliöiden (kanisterien) valmistuksessa puhallusmuovauksella. Suurtiheyksisten kierrätyspolymeerien reologiset ominaisuudet eivät salli suurten säiliöiden puhallusta, joten tällaisten kapseleiden tilavuus on rajallinen. Tyypillinen HDPE-jätteeseen perustuvien kapseleiden käyttöalue on polttoaineiden ja voiteluaineiden ja pesuaineiden pakkaaminen.

Tölkit voidaan valmistaa joko kokonaan polymeerijätteestä tai suulakepuristamalla primäärirakeilla. Jälkimmäisessä tapauksessa sec-polymeerikerros muodostaa ytimen kahden primääripolymeerikerroksen väliin. Useat yritykset (Procter & Gamble, Unilever jne.) käyttävät tällä tavalla saatuja kanistereita pesuaineiden täyttöön.

Toinen esimerkki kierrätetyn HDPE:n massatuotannosta on kasteluputket. Yleensä ne on valmistettu sekundääristen ja primääristen polymeerien seoksesta eri suhteissa. Koska kasteluputkia ei ole suunniteltu paineistettavaksi, kierrätetyn HDPE:n mekaaniset ominaisuudet sopivat hyvin niiden tuotantoon. Kapselista ja kalvosta kierrätetyn HDPE:n korkea viskositeetti voidaan usein kompensoida alkuperäisen polymeerin alhaisella viskositeetilla, jolloin iskunkestävyyttä voidaan parantaa. Suurihalkaisijaisten putkien valmistus kierrätetystä HDPE:stä ei myöskään ole ongelma: kastelu- ja viemäriputket ovat halkaisijaltaan jopa 630 mm.

Ruiskuvaluteknologiaa käytettäessä kierrätysmuovin osuus on pienempi. Tätä tekniikkaa käytetään verhouspaneeleissa, kunnallisissa jäteastioissa jne. Verhouspaneelimarkkinat ovat erittäin houkuttelevat suuren kapasiteetin vuoksi. Pelkästään Yhdysvaltojen markkinoiden arvioidaan kuluttavan 2 miljardia yksikköä vaippalevyjä ja -levyjä, jotka ovat edelleen perinteistä puutavaraa.

Mitä tulee kalvon valmistukseen, jolla on parannettu iskunkestävyys ja korkea repäisylujuus, tässä tapauksessa kierrätettyä HDPE:tä voidaan käyttää vain LDPE- ja LLDPE-lisäaineiden kanssa.

Polypropeeni

Pääasiallinen kierrätetyn polypropeenin lähde ovat muovilaatikot, akkukotelot, puskurit ja muut muoviset autonosat. Vähemmässä määrin tästä materiaalista valmistetut pakkaustuotteet kierrätetään. Toissijaisen PP:n laatu riippuu olosuhteista, joissa tuote oli käytön aikana. Mitä vähemmän se on kärsinyt ulkoisista vaikutuksista, sitä lähempänä toissijaisen materiaalin ominaisuudet ovat primäärimateriaalin ominaisuuksia. Toimintaolosuhteet ovat kuitenkin harvoin näin suotuisat. Vain harvoissa tapauksissa auton muoviosat voidaan kierrättää suljetussa kierrossa: esimerkiksi Renaultin Megane käyttää kierrätettyjä PP-puskuria uusien valmistukseen. Pääsääntöisesti kierrätettyä PP:tä käytetään muiden autonosien valmistukseen, joille on vähemmän tiukat vaatimukset - tuuletusputket, tiivisteet, lattiamatot jne. Tämä esimerkki sopii klassiseen kaskadikierrätysjärjestelmään.

Kierrätettyä PP:tä käytetään myös erilaisissa sekoituksissa neitseellisen PP:n tai muiden polyolefiinien kanssa ruiskuvalussa (laatikot, kotelot) tai suulakepuristuksessa (erilaiset profiilit ja puolivalmiit tuotteet).

Polystyreeni

Polystyreenijätteen kierrätysmahdollisuudet ovat paljon vaatimattomammat. Tämä johtuu muihin muoveihin verrattuna pienemmästä diffuusiosta ja ennen kaikkea pienemmästä hintaerosta raaka- ja kierrätysmateriaalien välillä. Lisäksi polystyreenituotteisiin kohdistuu usein tuotannon aikana merkittävää tilavuusvenytystä, mikä vaikeuttaa kierrätystä ja vaikuttaa hävittämisen kokonaiskustannuksiin. Hyvin pieni osa kulutuksen jälkeisistä polystyreeneistä kierrätetään raaka-aineiksi. Esimerkkejä kierrätetystä polystyreenistä ovat eristyspaneelit, pakkausmateriaalit, putkieristeet ja muut tuotteet, joissa voidaan optimaalisesti hyödyntää kierrätyspolystyreenin hyviä lämmöneristys-, melu- ja iskunkestävyysominaisuuksia. Joissain tapauksissa kierrätyspolystyreenin rakennetta tiivistetään erityisillä siirtymätekniikoilla ja näin saatua materiaalia käytetään kiteisen polystyreenin sovelluksissa. Tämän materiaalin mielenkiintoisin sovellus on aiemmin vain puusta valmistettujen profiilien valmistus (ikkunakehykset, lattiat jne.). Tässä tapauksessa kierrätetyn polystyreenin ominaisuudet eivät ole millään tavalla huonompia kuin puun, ja elinkaaren keston suhteen luonnollisissa olosuhteissa ne jopa ylittävät sen.

Muovisekoituksia

Eri polymeerien yhdistelmästä koostuvien tuotteiden hävittäminen on sekä aikaa vievää että lupaavaa. Toisaalta, kun muoviseoksista luodaan hyväksyttävien mekaanisten ominaisuuksien omaavia sekundaarisia materiaaleja, ei ole tarvetta kotitalous- ja teollisuusjätteiden ensisijaiselle (kunnallisella tasolla) ja toissijaiselle (kierrätystuotannon tasolla) lajittelulle, jonka pitäisi vaikuttaa myönteisesti. käsittelykustannukset. Toisaalta syntyvien materiaalien ominaisuudet eivät ole kovin hyvät, koska niiden perustana olevat polymeerit (pääasiassa PE, PP, PET, PS ja PVC) ovat yhteensopimattomia toistensa kanssa ja muodostavat monikomponenttijärjestelmän, jolla on alhainen rajapintavuorovaikutus. . Lisäksi epäpuhtauksien - paperi-, metalli- ja värihiukkasten - läsnäolo johtaa fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen entisestään.

Lähes kaikissa tapauksissa seoksen ominaisuudet ovat paljon huonommat kuin kunkin komponentin ominaisuudet erikseen. Näkyvän menestyksen saavuttamiseksi monikomponenttijätteen hävittämisessä on välttämätöntä suorittaa käsittely mahdollisimman lyhyellä jaksolla. Haasteena on toisaalta välttää tarpeetonta materiaalikustannukset ja toisaalta lyhentää käsittelyaikaa estäen materiaalin muodostavia polymeerejä alkamasta hajota. Tästä syystä on välttämätöntä pitää käyttölämpötila alhaisena, vaikka tietyt komponentit (esim. PET) jäävät kiinteäksi ja käyttäytyvät kuin inertit täyteaineet. On myös tarpeen valita sovelluksia, jotka eivät vaadi korkeita mekaanisia ominaisuuksia ja joilla ei ole merkittäviä mittoja. Tämä on ainoa tapa välttää jalostuskustannusten vakava vaikutus tuotteen loppukustannuksiin sekä tasoittaa monikomponenttipolymeerin alhaiset mekaaniset ominaisuudet siitä muodostettujen tuotteiden pienillä mitoilla.

Laitteet

Kaikissa kehittyneissä teollisuusmaissa valmistetaan erilaisia ​​laitteita polymeerijätteen käsittelyyn. IVY-maissa on tietyntyyppisten "kierrätykseen" tarkoitettujen laitteiden valmistajia - esimerkiksi JSC "Kuzpolimermash" (Venäjä), Baranovichi Machine Tool Plant (Valko-Venäjä).

Tällaisilla tunnetuilla eurooppalaisilla yrityksillä, kuten Erema GmbH, Artoc Maschinenbau GesmbH, NGR GmbH, General Plastics GmbH (Itävalta), Gamma Meccanica, Tria S.p.A., ei kuitenkaan ole vertaansa monimutkaisissa ratkaisuissa. (Italia), Erlenbach GmbH, Sikoplast Maschinenbau, Heinrich Koch GmbH (Saksa), ORVAK (Ruotsi). Nykyään nämä yritykset tulevat aktiivisesti Venäjän markkinoille.

Valko-Venäjän opetusministeriö

oppilaitos

"Grodnon valtionyliopisto nimetty Yanka Kupalan mukaan"

Rakennus- ja liikennetieteellinen tiedekunta

Testata

tieteenalalla "Materiaalien teknologia"

Polymeerien ja polymeerimateriaalien käsittely

Polymeeri on orgaaninen aine, jonka pitkät molekyylit rakentuvat samoista toistuvasti toistuvista yksiköistä - monomeereistä.

Riisi. 1. Kaavio polymeerin makromolekyylin rakenteesta:

a) - ketjun kaltaiset molekyylit; b) - sivuliitännät

Monomeerit kykenevät tietyissä olosuhteissa peräkkäin liittymään toisiinsa, ja ne muodostavat pitkiä ketjuja (kuvio 1) lineaarisilla, haarautuneilla ja verkkosidosrakenteilla, mikä johtaa polymeerin makromolekyyleihin.

Alkuperän mukaan polymeerit jaetaan kolmeen ryhmään:

Luonnolliset muodostuvat kasvien ja eläinten elintärkeän toiminnan seurauksena, ja niitä on puussa, villassa ja nahassa. Näitä ovat proteiini, selluloosa, tärkkelys, sellakka, ligniini, lateksi. Tyypillisesti luonnonpolymeerejä eristetään, puhdistetaan, modifioidaan, jolloin pääketjujen rakenne pysyy muuttumattomana. Tällaisen käsittelyn tuotteet ovat keinotekoisia polymeerejä. Esimerkkejä ovat luonnonkumi, joka on valmistettu lateksista, selluloosa, joka on nitroselluloosaa, joka on pehmitetty kamferilla elastisuuden lisäämiseksi.

Luonnollisilla ja keinotekoisilla polymeereillä on ollut suuri rooli nykyteknologiassa, ja joillakin alueilla ne ovat edelleenkin välttämättömiä, esimerkiksi massa- ja paperiteollisuudessa. Orgaanisten materiaalien tuotanto ja kulutus lisääntyivät kuitenkin jyrkästi synteettisten polymeerien ansiosta - materiaalit, jotka on saatu synteesillä pienimolekyylisistä aineista ja joilla ei ole luonnossa analogeja. Synteettisiä polymeerejä saadaan hiilen, luonnon- ja teollisuuskaasun, öljyn ja muiden raaka-aineiden jalostuksessa. Kemiallisen rakenteen mukaan polymeerit jaetaan lineaarisiin, haarautuneisiin, verkko- ja spatiaalisiin.

Ominaisuuksien muutoksen mukaan lämmityksen aikana polymeerit jaetaan kahteen pääryhmään: termoplastisiin ja lämpökovettuviin. Ensimmäinen niistä on muodostettu novolakkihartsien perusteella ja toinen - resolihartsien perusteella.

1. Termoplastiset polymeerit (termoplastit) pehmenevät kuumennettaessa ja muuttuvat ensin erittäin elastiseksi ja sitten viskoosi-nestemäiseksi; jäähtyessään ne kovettuvat. Tämä prosessi on palautuva, eli se voidaan toistaa monta kertaa. Kestomuoveja ovat polymeerit, joilla on lineaarinen ja haarautunut sidosrakenne; niiden monomeerit ovat liittyneet toisiinsa vain yhteen suuntaan. Uudelleen kuumennettaessa tällaiset kemialliset sidokset eivät tuhoudu; monomeerimolekyylit saavat joustavuutta ja liikkuvuutta. Tuotteet valmistetaan kestomuoveista puristamalla, ruiskuvalulla, jatkuvalla ekstruusiolla (ekstruusio) ja muilla menetelmillä. Yleisimpiä kestomuoveja ovat polymerointimateriaalit (polyeteeni, polypropeeni, polyvinyylikloridi, polystyreeni, fluoroplastit jne.) ja polykondensaatiomateriaalit (polyamidi, polyuretaani, anilinoformaldehydi, fenoliformaldehydihartsit jne.), jotka valmistetaan jauheina, murut, levyt, tangot, putket jne.

2. Kuumennettaessa lämpökovettuvat polymeerit pehmenevät ensin, jos ne olivat kiinteitä, ja muuttuvat sitten kiinteäksi. Tämä prosessi on peruuttamaton, eli uudelleen kuumennettaessa tällaiset polymeerit eivät pehmene. Kestomuoveja ovat polymeerit, joilla on verkko- tai ristisidosrakenne. Tällaiset polymeerit muodostavat kaksi- tai kolmiulotteisia sidoksia jättimäisissä makromolekyyleissä; niiden monomeerit tai lineaariset molekyylit ovat jäykästi sidoksissa toisiinsa eivätkä pysty liikkumaan keskenään. Yleisimpiä kestomuoveja ovat polykondensaatiomateriaalit - fenolimuovit, jotka on saatu fenoli-formaldehydi-, polyesteri-, epoksi- ja ureahartseista. Kestomuovista valmistetut osat ja tuotteet saadaan kuumapuristuksen, ruiskupuristuksen ja koneistuksen avulla.

Tällä hetkellä muovituotteita valmistetaan useilla eri menetelmillä. Samanaikaisesti tuotteiden valmistusmenetelmän valinnan määrää polymeerin tyyppi, sen alkutila sekä tuotteen konfiguraatio ja mitat.

Polymeerimateriaalien käsittelyn päätehtävä on hidastaa negatiivisia prosesseja ja luoda materiaalille tarvittava rakenne. Yksinkertaisin menetelmä tämän tavoitteen saavuttamiseksi on materiaalin lämpötilan, paineen, lämmitys- ja jäähdytysnopeuksien säätely. Lisäksi käytetään stabilointiaineita, jotka lisäävät materiaalin ikääntymisenkestävyyttä, pehmittimiä, jotka vähentävät materiaalin viskositeettia ja lisäävät molekyyliketjujen joustavuutta, sekä erilaisia ​​täyteaineita.

Ennen kuin siirrymme keskusteluun erilaisista polymeerien käsittelymenetelmistä, haluan muistuttaa, että polymeerimateriaalit voivat olla kestomuovia tai kertamuovia (termoskovettuvia). Kun termoplastiset materiaalit on muovattu lämmön ja paineen alaisena, ne on jäähdytettävä polymeerin pehmenemislämpötilan alapuolelle ennen kuin ne irrotetaan muotista, muuten ne menettävät muotonsa. Lämpökovettuvien materiaalien tapauksessa tämä ei ole välttämätöntä, koska yhden yhdistetyn lämpötila- ja painealtistuksen jälkeen tuote säilyttää muotonsa, vaikka se irrotetaan muotista korkeassa lämpötilassa.

Tuotteiksi jalostettuna kestomuovit altistuvat lämmölle, mekaaniselle paineelle, ilmakehän hapelle ja valolle. Mitä korkeampi lämpötila, sitä muovisempi materiaali on ja sitä helpompi käsitellä. Kuitenkin vaikutuksen alaisena korkeita lämpötiloja ja edellä mainitut tekijät polymeereissa, tapahtuu repeämistä kemialliset sidokset, hapettuminen, uusien ei-toivottujen rakenteiden muodostuminen, makromolekyylien ja makromolekyylien yksittäisten osien liikkuminen toisiinsa nähden, makromolekyylien suuntautuminen eri suuntiin ja materiaalin lujuus kasvaa orientaatiosuunnassa ja vähenee poikittaissuunnassa suunta. Kalvoja ja ohutseinäisiä tuotteita hankittaessa tällä ilmiöllä on myönteinen rooli, kaikissa muissa tapauksissa se aiheuttaa rakenteellista epähomogeenisuutta ja jäännösjännityksiä.

Kermakovettuvien tuotteiden jalostuksen erikoisuus on muovausprosessien yhdistäminen kovettumiseen, eli kemiallisiin reaktioihin makromolekyylien silloittuneen rakenteen muodostamiseksi. Epätäydellinen kovettuminen heikentää materiaalin ominaisuuksia. Kovetuksen vaaditun täydellisyyden saavuttaminen myös katalyyttien läsnä ollessa ja korkeissa lämpötiloissa vaatii huomattavan paljon aikaa, mikä lisää osan valmistuksen monimutkaisuutta. Materiaalin lopullinen kovettuminen voi tapahtua muotoilutyökalun ulkopuolella, koska tuote saa vakaan muodon ennen tämän prosessin päättymistä.

Komposiittimateriaaleja käsiteltäessä sideaineen tarttuvuus (tarttuvuus) täyteaineeseen on erittäin tärkeä. Tartunta-arvoa voidaan lisätä puhdistamalla täyteaineen pinta ja saattamalla se reaktiiviseksi. Kun sideaine tarttuu täyteaineeseen huonosti, materiaaliin ilmestyy mikrohuokosia, jotka vähentävät merkittävästi materiaalin lujuutta.

Erot tuotteen poikkileikkauksessa jäähdytysnopeuksissa, kiteytysasteessa, kestomuovien relaksaatioprosessien täydellisyydessä ja kestomuovien kovettumisasteessa johtavat myös rakenteelliseen heterogeenisyyteen ja ylimääräisten jäännösjännitysten esiintymiseen tuotteissa. Jäännösjännitysten vähentämiseksi käytetään tuotteiden lämpökäsittelyä, rakenteen muodostusta käsittelyn aikana ja muita teknisiä menetelmiä.

Muovien jatkuvasti kasvava tuotantomäärä edellyttää olemassa olevien edelleen parantamista ja uusien korkean suorituskyvyn teknologisten prosessien kehittämistä polymeerien käsittelyyn. Muovikäsittelyn alan edistyminen liittyy jyrkästi jalostuslaitteiden tuottavuuden kasvuun, työvoimaintensiteetin vähenemiseen tuotteiden valmistuksessa ja niiden laadun paranemiseen. Tehtävien ratkaiseminen on mahdotonta ilman uusien progressiivisten prosessointimenetelmien käyttöä, jotka sisältävät erilaisia ​​polymeerien käsittelyä paineella kiinteässä aggregaatiotilassa.

Kaikki kiinteässä olomuodossa olevien polymeerien käsittelyprosessit perustuvat plastiseen (pakotettu elastiseen) muodonmuutokseen, joka on palautuva. Pakotetut elastiset muodonmuutokset polymeereissä kehittyvät suurten mekaanisten jännitysten vaikutuksesta. Muodonmuutosvoiman päättymisen jälkeen pehmenemislämpötilan alapuolella olevissa lämpötiloissa pakotettu elastinen muodonmuutos kiinnittyy lasisiirtymän tai materiaalin kiteytymisen seurauksena, eikä muotoutunut polymeerikappale palauta alkuperäistä muotoaan.