Polymeeriteollisuus on näiden kierrätystä. "Polymeerien kierrätys Euroopassa: uusia ja hyväksi havaittuja ratkaisuja". Laitteet minitehtaan käynnistämiseen

25.11.2019

11.08.2015 16:09

Jätteiden luokitus

Jätettä syntyy polymeerien käsittelyssä ja niistä valmistettujen tuotteiden valmistuksessa - tämä on teknologista jätettä, joka palautetaan osittain prosessiin. Muovituotteiden käytön jälkeen - erilaiset kalvot (kasvihuone, rakennus jne.), kontit, kotitalous- ja suurpakkaukset - on kotitalous- ja teollisuusjätettä.

Teknologinen jäte altistuu sulassa lämpövaikutukselle ja sitten murskaamisen ja agglomeroitumisen aikana myös voimakkaalle mekaaniselle rasitukselle. Polymeerimassassa lämpö- ja mekaaniset tuhoutumisprosessit etenevät intensiivisesti menettäen useita fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia, ja toistuvassa käsittelyssä ne voivat vaikuttaa haitallisesti tuotteen ominaisuuksiin. Joten kun palataan pääprosessiin, kuten tavallista, 10-30 prosenttia toissijaisesta jätteestä, merkittävä määrä materiaalia käy läpi jopa 5 ekstruusio- ja murskaussykliä.

Kotitalous- ja teollisuusjätettä ei vain kierrätetä useita kertoja korkeissa lämpötiloissa, vaan ne altistetaan myös pitkäaikaiselle suoralle auringonvalolle, hapelle ja ilman kosteudelle. Kasvihuonekalvot voivat myös joutua kosketuksiin torjunta-aineiden, torjunta-aineiden ja rauta-ionien kanssa, jotka edistävät polymeerin hajoamista. Tämän seurauksena suuri määrä aktiivisia yhdisteitä kerääntyy polymeerimassaan, mikä nopeuttaa polymeeriketjujen hajoamista. Lähestymistavan tällaisten erilaisten jätteiden kierrättämiseen tulisi vastaavasti olla erilainen, kun otetaan huomioon polymeerin historia. Mutta ensin tarkastellaan tapoja vähentää syntyvän jätteen määrää.

Prosessijätteen määrän vähentäminen

Teknologisen jätteen, ensisijaisesti käynnistysjätteen määrää voidaan vähentää käyttämällä lämpöstabilisaattoreita ennen suulakepuristimen tai ruiskupuristusyksikön pysäyttämistä ns. stop-tiivisteenä, jonka monet unohtavat tai laiminlyövät. Kun laite pysähtyy yksinkertaiselle materiaalille suulakepuristimen tynnyrissä tai ruiskupuristuskoneessa, se on korkean lämpötilan vaikutuksen alaisena melko pitkään tynnyriä jäähdytettäessä ja sitten kuumentaessaan. Tänä aikana polymeerin silloittumis-, hajoamis- ja palamisprosessit etenevät aktiivisesti sylinterissä, tuotteet kerääntyvät, jotka pitkän käynnistyksen jälkeen tulevat ulos geelien ja värillisten sulkeumien muodossa (palovammoja). Lämpösabilisaattorit estävät nämä prosessit, mikä helpottaa ja nopeuttaa laitteiden puhdistamista käynnistyksen jälkeen. Tätä varten ennen pysäyttämistä syötetään 1-2 prosenttia pysäytystiivisteestä koneen sylinteriin 15-45 minuutin ajaksi. pysähtymään 5-7 sylinterin tilavuuden siirtymänopeudella.

Prosessin valmistettavuutta lisäävät prosessointilisäaineet (ekstruusio) mahdollistavat myös jätteen määrän vähentämisen. Nämä lisäaineet, esimerkiksi Dynamar Dyneonilta, Viton DuPontilta, ovat luonteeltaan fluorikumien johdannaisia. Ne ovat huonosti yhteensopivia emäksisten polymeerien kanssa ja saostuvat paikoissa, joissa leikkausvoimat ovat suurimmat (suuttimet, ruiskut jne.) sulatuksesta metallin pinnalle muodostaen sille seinän läheisen voitelukerroksen, jota pitkin sula liukuu aikana muovaus. Prosessointilisäaineen käyttö pieninä määrinä (400-600 ppm) mahdollistaa lukuisten teknisten ongelmien ratkaisemisen - vähentää vääntömomenttia ja painetta suulakepuristimen päähän, parantaa tuottavuutta samalla kun alentaa energiakustannuksia, eliminoi ulkonäkövirheet ja alentaa polymeerien ekstruusiolämpötilaa ja koostumukset, jotka ovat herkkiä korkeille lämpötiloille, lisäävät tuotteen sileyttä, tuottavat ohuempia kalvoja. Suurikokoisten tai ohutseinäisten, monimutkaisen muotoisten muovattujen tuotteiden valmistuksessa lisäaineen käyttö voi parantaa vuotoa, poistaa pintavikoja, juotoslinjoja ja parantaa tuotteen ulkonäköä. Kaikki tämä sinänsä vähentää avioliiton osuutta, ts. jätteen määrä. Lisäksi prosessointilisäaine vähentää hiilen kiinnittymistä suulakkeelle, naarmujen likaantumista ja sillä on pesuvaikutus, ts. vähentää laitteiden puhdistuspysähdysten määrää ja siten käynnistysjätteen määrää.

Lisävaikutuksena on puhdistustiivisteiden käyttö. Niitä käytetään puhdistettaessa valu- ja filmilaitteita nopeaan siirtymiseen väristä väriin pysähtymättä, useimmiten suhteessa 1:1-1:3 polymeerin kanssa. Tämä vähentää hukkaa ja värien vaihtamiseen kuluvaa aikaa. Monien kotimaisten (mukaan lukien Klinol, Klinstyr NPF Bars-2:lta, Lastik Stalker LLC:ltä) ja ulkomaisten valmistajien (esimerkiksi Shulman - Poliklin ”) valmistamien puhdistustiivisteiden koostumus, pääsääntöisesti pehmeät mineraalitäyteaineet ja pinta-aktiivinen pesuaine lisäaineet sisältyvät.

Kotitalous- ja teollisuusjätteen määrän vähentäminen.

Jätteen määrää voidaan vähentää useilla tavoilla pidentämällä tuotteiden, ensisijaisesti kalvojen, käyttöikää käyttämällä lämpö- ja valoa stabiloivia lisäaineita. Kun kasvihuonekalvon käyttöikää pidennetään yhdestä kolmeen vuodenaikaan, hävitettävän jätteen määrä vähenee vastaavasti. Tätä varten riittää, että kalvoon lisätään pieniä määriä valon stabilointiaineita, enintään puoli prosenttia. Stabilointikustannukset ovat alhaiset ja kalvon kierrätyksen vaikutus on merkittävä.

Tie takaisin on nopeuttaa polymeerien hajoamista luomalla valo- ja biohajoavia materiaaleja, jotka hajoavat nopeasti käytön jälkeen auringonvalon ja mikro-organismien vaikutuksesta. Valohajoavien kalvojen saamiseksi polymeeriketjuun viedään komonomeerejä, joissa on fotohajoamista edistäviä funktionaalisia ryhmiä (vinyyliketoneja, hiilimonoksidia), tai polymeeriin lisätään fotokatalyyttejä aktiivisina täyteaineina, jotka edistävät polymeeriketjun katkeamista auringonvalon vaikutuksesta. Katalyytteinä käytetään ditiokarbamaatteja, peroksideja tai siirtymämetallien oksideja (rauta, nikkeli, koboltti, kupari). Ukrainan kansallisen tiedeakatemian vesikemian instituutti (V.N. Mishchenko) kehitti kokeellisia menetelmiä metalli- ja oksidihiukkasia sisältävien nanokokoisten klusterirakenteiden muodostamiseksi titaanidioksidihiukkasten pinnalle. Kalvojen hajoamisnopeus kasvaa 10 kertaa - 100:sta 8-10 tuntiin.

Pääohjeet biohajoavien polymeerien saamiseksi:

hydroksikarboksyylihappoihin (maito-, voi-) tai dikarboksyylihappoihin perustuvien polyestereiden synteesi, mutta toistaiseksi ne ovat kuitenkin paljon kalliimpia kuin perinteiset muovit;

toistettavissa oleviin luonnonpolymeereihin (tärkkelys, selluloosa, kitosaani, proteiini) perustuvat muovit, tällaisten polymeerien raaka-ainepohjan voidaan sanoa olevan rajaton, mutta syntyvien polymeerien teknologia ja ominaisuudet eivät vielä ylennä päämonien tasolle. tonnimääräiset polymeerit;

Teollisten polymeerien (ensisijaisesti polyolefiinien sekä PET) tekeminen biohajoaviksi sekoittamalla.

Kaksi ensimmäistä suuntaa vaativat suuria investointeja uusien toimialojen luomiseen, ja tällaisten polymeerien käsittely vaatii myös merkittäviä teknologiamuutoksia. Helpoin tapa on sekoittaa. Biohajoavia polymeerejä saadaan lisäämällä matriisiin biologisesti aktiivisia täyteaineita (tärkkelys, selluloosa, puujauho). Joten 80-luvulla V.I. Skripachev ja V.I. Kuznetsov ONPO Plastpolimerista kehittivät tärkkelyksellä täytettyjä kalvoja, joiden ikääntyminen on nopeutettu. Valitettavasti tällaisen materiaalin merkitys oli silloin puhtaasti teoreettinen, eikä se ole vieläkään saanut laajaa levitystä.

Jätteiden kierrätys

Voit antaa polymeerille toisen elämän erityisten monimutkaisten tiivisteiden - kierrättäjien avulla. Koska polymeeri läpikäy lämpöhajoamisen jokaisessa käsittelyvaiheessa, fotooksidatiivista hajoamista tuotteen käytön aikana, mekaanista hajoamista jauhamisen ja jätteen agglomeroitumisen aikana, hajoamistuotteet kerääntyvät materiaalin massaan ja suuri määrä aktiivisia radikaaleja, sisältävät peroksidi- ja karbonyyliyhdisteitä, jotka edistävät polymeeriketjujen hajoamista ja silloittamista. Siksi tällaisten tiivisteiden koostumus sisältää primaarisia ja sekundaarisia antioksidantteja, fenoli- ja amiinityyppisiä lämpö- ja valostabilisaattoreita sekä fosfiitteja tai fosfoniitteja, jotka neutraloivat polymeeriin kerääntyneet aktiiviset radikaalit ja hajottavat peroksidiyhdisteitä sekä pehmentävät ja yhdistävät lisäaineet, jotka parantavat fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia.kierrätysmateriaalin ominaisuuksia ja nostavat ne enemmän tai vähemmän lähelle neitseellisen polymeerin tasoa.

Siba-yhtiön monimutkaiset lisäaineet. Ciba, Sveitsi, tarjoaa monimutkaisten stabilointiaineiden perheen eri polymeerien - korkeatiheyksisen polyeteenin, HDPE:n, PP:n - käsittelyyn: Recyclostab / Recyclostab ja Recyclosorb / Recyclossorb. Ne ovat erilaisten foto- ja lämpöstabilisaattoreiden tabletiseoksia, joilla on laaja sulamislämpötila-alue (50-180°C), ja ne soveltuvat syötettäväksi prosessointilaitteisiin. Recyclostab-koostumuksen lisäaineiden luonne on yleinen polymeerin prosessoinnissa - fenoliset stabilisaattorit, fosfiitit ja prosessistabilisaattorit. Ero on komponenttien suhteessa ja optimaalisen koostumuksen valinnassa tietyn tehtävän mukaisesti. "Recyclossorbia" käytetään, kun valon stabilointi on tärkeässä roolissa, ts. tuloksena olevia tuotteita käytetään ulkona. Tässä tapauksessa valon stabilointiaineiden osuutta lisätään. Yrityksen suosittelemat syöttötasot ovat 0,2-0,4 prosenttia.

"Recyclostab 421" on erityisesti suunniteltu LDPE-jätekalvojen ja sitä runsaasti sisältävien seosten käsittelyyn ja lämpöstabilointiin.

"Recyclostab 451" on suunniteltu PP-jätteen ja sitä runsaasti sisältävien seosten käsittelyyn ja lämpöstabilointiin.

Recyclostab 811:tä ja Recyclossorb 550:tä käytetään pidentämään auringonvalossa käytettävien kierrätettyjen tuotteiden käyttöikää, joten ne sisältävät enemmän valon stabilointiaineita.

Stabilisaattoreita käytetään muovattujen tai kalvotuotteiden valmistuksessa sekundaarisista polymeereistä: laatikot, lavat, säiliöt, putket, ei-kriittiset kalvot. Ne valmistetaan rakeistettuina, pölyttymättöminä, ilman polymeeripohjaista, puristettuja rakeita, joiden sulamisalue on 50-180 °C.

Bars-2-yhtiön monimutkaiset rikasteet. Sekundääripolymeerien käsittelyyn SPF Bars-2 valmistaa monimutkaisia polymeeripohjaisia tiivisteitä, jotka sisältävät stabilointiaineiden lisäksi myös yhdistäviä ja pehmentäviä lisäaineita. Monimutkaiset tiivisteet "Revtol" - polyolefiineille tai "Revten" - iskunkestävälle polystyreenille, lisätään 2-3 prosenttia sekundäärimuovien käsittelyn aikana ja erityisten lisäaineiden kompleksin ansiosta estävät lämpöhapettavaa ikääntymistä sekundaarisista polymeereistä. Konsentraatit helpottavat niiden käsittelyä sulatteen reologisten ominaisuuksien paranemisen (lisääntynyt MFR) ansiosta, lisäävät valmiiden tuotteiden lujuusominaisuuksia (niitävyyttä ja halkeilunkestävyyttä) verrattuna tuotteisiin, jotka on valmistettu ilman niitä, helpottavat niiden käsittelyä materiaalin valmistettavuuden lisääntyminen (pienempi vääntömomentti ja käyttökuorma). Käsiteltäessä sekundääristen polymeerien seosta "Revtol" tai "Revten" parantavat niiden yhteensopivuutta, joten myös tuloksena olevien tuotteiden fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet lisääntyvät. "Revtenin" avulla voit nostaa toissijaisen UPM:n ominaisuuksia tasolle 80-90 prosenttia alkuperäisen polystyreenin ominaisuuksista, mikä estää vikojen ilmaantumisen.

Nyt monimutkaisen rikasteen kehittäminen kierrätetyn PET:n käsittelyyn on erittäin tärkeää. Suurin vitsaus tässä on materiaalin kellastuminen, asetaldehydin kerääntyminen ja sulatteen viskositeetin lasku. Tunnettuja länsimaisten yritysten lisäaineita - "Siba", "Clarianta", jotka mahdollistavat kellastumisen voittamiseksi ja polymeerin prosessoitavuuden parantamisen. Lännessä ja meillä on kuitenkin erilainen lähestymistapa sekundaarisen PET:n käyttöön. Siinä missä 90 prosenttia siitä käytetään polyesterikuitujen tai teknisten tuotteiden valmistukseen ja lisäaineet tähän tarkoitukseen ovat hyvin kehittyneitä, jalostajamme pyrkivät tuomaan kierrätetyn PET:n takaisin valtavirtaan - muovaamaan ja puhaltamaan esimuotteja ja pulloja tai valmistamaan kalvoja ja levyjä käyttämällä litteä rakoekstruusio. Tässä tapauksessa polymeerin tavoiteominaisuudet, joihin on syytä vaikuttaa, ovat hieman erilaisia - valmistettavuuden, muovattavuuden, läpinäkyvyyden ja monimutkaisten lisäaineiden formuloinnin tulee täyttää tavoite.

Jätteiden luokitus

Jätteitä syntyy polymeerien jalostuksen ja niistä valmistettujen tuotteiden aikana - nämä ovat teknologisia jäteitä, jotka palautetaan osittain prosessiin. Muovituotteiden käytön jälkeen - erilaiset kalvot (kasvihuone, rakennus jne.), kontit, kotitalous- ja suurpakkaukset - on kotitalous- ja teollisuusjätettä.

Teknologinen jäte altistuu sulassa lämpövaikutukselle ja sitten murskaamisen ja agglomeroitumisen aikana myös voimakkaalle mekaaniselle rasitukselle. Suurimmassa osassa polymeeriä termisen ja mekaanisen hajoamisen prosessit etenevät intensiivisesti menettäen useita fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia, ja toistuvassa käsittelyssä ne voivat vaikuttaa haitallisesti tuotteen ominaisuuksiin. Joten kun palataan pääprosessiin, kuten tavallista, 10-30 prosenttia toissijaisesta jätteestä, merkittävä määrä materiaalia käy läpi jopa 5 ekstruusio- ja murskaussykliä.

Prosessijätteen määrän vähentäminen

Prosessin valmistettavuutta lisäävät prosessointilisäaineet (ekstruusio) mahdollistavat myös jätteen määrän vähentämisen. Nämä lisäaineet, esimerkiksi Dynamar Dyneonilta, Viton DuPontilta, ovat luonteeltaan fluorikumien johdannaisia. Ne ovat huonosti yhteensopivia emäksisten polymeerien kanssa ja saostuvat paikoissa, joissa leikkausvoimat ovat suurimmat (suuttimet, ruiskut jne.) sulatuksesta metallin pinnalle muodostaen sille seinän läheisen voitelukerroksen, jota pitkin sula liukuu aikana muovaus. Prosessointilisäaineen käyttö pieninä määrinä (400-600 ppm) mahdollistaa lukuisten teknisten ongelmien ratkaisemisen - ekstruuderin pään vääntömomentin ja paineen vähentämisen, tuottavuuden lisäämisen ja energiakustannusten pienentämisen, ulkonäkövirheiden eliminoimisen ja polymeerien ekstruusiolämpötilan alentamisen sekä koostumukset, jotka ovat herkkiä korkeille lämpötiloille, lisäävät tuotteen sileyttä, tuottavat ohuempia kalvoja. Suurikokoisten tai ohutseinäisten, monimutkaisen muotoisten muovattujen tuotteiden valmistuksessa lisäaineen käyttö voi parantaa vuotoa, poistaa pintavikoja, juotoslinjoja ja parantaa tuotteen ulkonäköä. Kaikki tämä sinänsä vähentää avioliiton osuutta, ts. jätteen määrä. Lisäksi prosessointilisäaine vähentää hiilen kiinnittymistä suulakkeelle, naarmujen likaantumista ja sillä on pesuvaikutus, ts. vähentää laitteiden puhdistuspysähdysten määrää ja siten käynnistysjätteen määrää.

Lisävaikutuksena on puhdistustiivisteiden käyttö. Niitä käytetään valu- ja filmilaitteiden puhdistukseen nopeaan siirtymiseen väristä väriin pysähtymättä, useimmiten suhteessa 1:1-1:3 polymeerin kanssa. Tämä vähentää hukkaa ja värien vaihtamiseen kuluvaa aikaa. Monien kotimaisten (mukaan lukien Klinol, Klinstyr NPF Bars-2:lta, Lastik Stalker LLC:ltä) ja ulkomaisten valmistajien (esimerkiksi Shulman - Polyclin ”) valmistamien puhdistustiivisteiden koostumus, pääsääntöisesti pehmeät mineraalitäyteaineet ja pinta-aktiivinen pesuaine lisäaineet sisältyvät.

Kotitalous- ja teollisuusjätteen määrän vähentäminen.

Paluumatka on nopeuttaa polymeerien hajoamista luomalla valo- ja biohajoavia materiaaleja, jotka hajoavat nopeasti käytön jälkeen auringonvalon ja mikro-organismien vaikutuksesta. Valohajoavien kalvojen saamiseksi polymeeriketjuun viedään komonomeerejä, joissa on fotohajoamista edistäviä funktionaalisia ryhmiä (vinyyliketoneja, hiilimonoksidia), tai polymeeriin lisätään fotokatalyyttejä aktiivisina täyteaineina, jotka edistävät polymeeriketjun katkeamista auringonvalon vaikutuksesta. Katalyytteinä käytetään ditiokarbamaatteja, peroksideja tai siirtymämetallien oksideja (rauta, nikkeli, koboltti, kupari). Ukrainan kansallisen tiedeakatemian vesikemian instituutti (V.N. Mishchenko) kehitti kokeellisia menetelmiä metalli- ja oksidihiukkasia sisältävien nanokokoisten klusterirakenteiden muodostamiseksi titaanidioksidihiukkasten pinnalle. Kalvojen hajoamisnopeus kasvaa 10 kertaa - 100:sta 8-10 tuntiin.

Pääohjeet biohajoavien polymeerien saamiseksi:
hydroksikarboksyylihappoihin (maito-, voi-) tai dikarboksyylihappoihin perustuvien polyestereiden synteesi, mutta toistaiseksi ne ovat kuitenkin paljon kalliimpia kuin perinteiset muovit;
toistettavissa oleviin luonnonpolymeereihin (tärkkelys, selluloosa, kitosaani, proteiini) perustuvat muovit, tällaisten polymeerien raaka-ainepohjan voidaan sanoa olevan rajaton, mutta syntyvien polymeerien teknologia ja ominaisuudet eivät vielä ylennä päämonien tasolle. tonnimääräiset polymeerit;
Teollisten polymeerien (ensisijaisesti polyolefiinien sekä PET) tekeminen biohajoaviksi sekoittamalla.

Jätteiden kierrätys

Polymeerille on mahdollista antaa toinen elämä erityisten monimutkaisten rikasteiden - kierrättäjien avulla. Koska polymeeri läpikäy lämpöhajoamisen jokaisessa käsittelyvaiheessa, fotooksidatiivista hajoamista tuotteen käytön aikana, mekaanista hajoamista jauhamisen ja jätteen agglomeroitumisen aikana, hajoamistuotteet kerääntyvät materiaalin massaan ja suuri määrä aktiivisia radikaaleja, sisältävät peroksidi- ja karbonyyliyhdisteitä, jotka edistävät polymeeriketjujen hajoamista ja silloittamista. Siksi tällaisten tiivisteiden koostumus sisältää primaarisia ja sekundaarisia antioksidantteja, fenoli- ja amiinityyppisiä lämpö- ja valostabilisaattoreita sekä fosfiitteja tai fosfoniitteja, jotka neutraloivat polymeeriin kerääntyneet aktiiviset radikaalit ja hajottavat peroksidiyhdisteitä sekä pehmentävät ja yhdistävät lisäaineet, jotka parantavat fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia.kierrätysmateriaalin ominaisuuksia ja nostavat ne enemmän tai vähemmän lähelle neitseellisen polymeerin tasoa.

Siba-yhtiön monimutkaiset lisäaineet. Ciba, Sveitsi, tarjoaa monimutkaisia stabilointiaineita erilaisten polymeerien - LDPE, HDPE, PP - prosessointiin: Recyclostab / Recyclostab ja Recyclosorb / Recyclossorb. Ne ovat erilaisten foto- ja lämpöstabilisaattoreiden tabletiseoksia, joilla on laaja sulamislämpötila-alue (50-180°C), ja ne soveltuvat syötettäväksi prosessointilaitteisiin. "Recyclostabissa" olevien lisäaineiden luonne on yleinen polymeerien prosessoinnissa - fenoliset stabilisaattorit, fosfiitit ja prosessistabilisaattorit. Ero on komponenttien suhteessa ja optimaalisen koostumuksen valinnassa tietyn tehtävän mukaisesti. "Recyclossorbia" käytetään, kun valon stabilointi on tärkeässä roolissa, ts. tuloksena olevia tuotteita käytetään ulkona. Tässä tapauksessa valon stabilointiaineiden osuutta lisätään. Yrityksen suosittelemat syöttötasot ovat 0,2-0,4 prosenttia.

"Recyclostab 421" on erityisesti suunniteltu LDPE-jätekalvojen ja sitä runsaasti sisältävien seosten käsittelyyn ja lämpöstabilointiin.

"Recyclostab 451" on suunniteltu PP-jätteen ja sitä runsaasti sisältävien seosten käsittelyyn ja lämpöstabilointiin.

Nyt monimutkaisen rikasteen kehittäminen kierrätetyn PET:n käsittelyyn on erittäin tärkeää. Suurin vitsaus tässä on materiaalin kellastuminen, asetaldehydin kerääntyminen ja sulatteen viskositeetin lasku. Tunnettuja länsimaisten yritysten lisäaineita - "Siba", "Clarianta", jotka mahdollistavat kellastumisen voittamiseksi ja polymeerin prosessoitavuuden parantamisen. Lännessä ja meillä on kuitenkin erilainen lähestymistapa sekundaarisen PET:n käyttöön. Siellä missä 90 prosenttia siitä käytetään polyesterikuitujen tai teknisten tuotteiden valmistukseen ja lisäaineet tähän tarkoitukseen ovat hyvin kehittyneitä, prosessoijamme haluavat tuoda kierrätetyn PET:n takaisin valtavirtaan - esimuotteja ja pulloja ruiskuvalulla ja puhalluksella tai kalvoja ja levyt litteällä rakoekstruusiolla. Tässä tapauksessa polymeerin tavoiteominaisuudet, joihin täytyy vaikuttaa, ovat hieman erilaiset - valmistettavuuden, muovattavuuden, läpinäkyvyyden ja monimutkaisten lisäaineiden formuloinnin tulee täyttää tavoite.

Osana CREON-konsernia

Polymeerien kierrätys, joka on niin kehittynyt Euroopan maissa, on Venäjällä vielä lapsenkengissään: erillistä jätteiden keräystä ei ole perustettu, ei ole sääntelykehystä, ei ole infrastruktuuria, eikä väestön enemmistön keskuudessa ole tietoisuutta. Markkinatoimijat katsovat kuitenkin tulevaisuuteen optimistisesti ja asettavat toiveensa ekologian vuoteen, joka julistettiin maassa vuonna 2017 presidentin asetuksella.

INVENTRA:n järjestämä kolmas kansainvälinen konferenssi "Polymer Recycling 2017" pidettiin Moskovassa 17. helmikuuta. Tapahtuman yhteistyökumppaneita olivat Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema ja Moretto; tukea tarjosivat Nordson, DAK Americas ja PETplanet. Konferenssin tiedotussponsorina toimii Polymer Materials -lehti.

"Nyt tilanne ei ole inspiroiva, mutta sen parantaminen on ajan kysymys", sanoi CREON Groupin toimitusjohtaja Sergei Stolyarov tervetulopuheessaan. – Ensisijaisten raaka-aineiden korkeiden hintojen myötä kierrätyspolymeerien ja niistä valmistettujen tuotteiden kysyntä kasvaa. Samalla kotimaisten raaka-aineiden ilmaantuminen siirtää PET:n primäärikulutuksen rakennetta kohti kuituja ja kalvoja. Tässä suhteessa sekundääripolymeerien käyttö on erityisen lupaavaa.

Vuoden 2016 lopussa PET:n maailmanlaajuinen kierrätyskeräys oli 11,2 miljoonaa tonnia, kertoo PCI Wood Mackenzien konsultti Helen McGee. Pääosuus putosi Aasian maille - 55%, Länsi-Euroopassa kerättiin 17% maailman volyymista, Yhdysvalloissa - 13%. Asiantuntijan ennusteen mukaan vuoteen 2020 mennessä PET:n kierrätyskeräys ylittää 14 miljoonaa tonnia ja prosentteina keräysaste on 56 % (nyt 53 %). Pääasiallisen kasvun odotetaan tapahtuvan Aasian maiden, erityisesti Kiinan, kustannuksella.

Tällä hetkellä korkein keräysaste on Kiinassa, se on 80%, ja muut Aasian maat ovat saavuttaneet suunnilleen saman luvun. McGeen mukaan vuonna 2016 kerätystä PET:stä (ja tämä muistaakseni 11,2 miljoonaa tonnia) tuotantohäviöitä oli 2,1 miljoonaa tonnia ja hiutaleita saatiin 9,1 miljoonaa tonnia. Jatkokäsittelyn pääsuunta on kuidut ja langat (66 %).

Vuoteen 2025 mennessä 60 % kotitalousjätteestä kierrätetään Euroopassa, vuonna 2030 luku kasvaa 65 prosenttiin. Tällaisia muutoksia on suunnitteilla jätepuitedirektiiviin, sanoi Kaspars Fogelmanis, Nordic Plastin hallituksen puheenjohtaja. Nyt kierrätyksen taso on paljon alhaisempi - esimerkiksi Latviassa se on vain 21%, Euroopassa keskimäärin - 44%. Samaan aikaan Baltiassa tuotettujen muovipakkausten määrät kasvavat joka vuosi, yleisimmät kierrätettävät polymeerit ovat LDPE, HDPE ja PP-kalvo.

Venäjällä kierrätetyn PET:n (rePET) kulutus oli vuonna 2016 noin 177 tuhatta tonnia, josta 90 % meni kotimaiseen keräykseen. EcoTechnologies Groupin hallituksen puheenjohtaja Konstantin Rzayevin mukaan tuonnista lähes 100 % kohdistui polyesterikuitujen valmistukseen tarkoitettuihin PET-hiutaleisiin. Suurimmat toimittajamaat ovat Ukraina (yli 60 %) sekä Kazakstan, Valko-Venäjä, Azerbaidžan, Liettua ja Tadžikistan.

Konstantin Rzajev totesi, että viime vuonna keräysaste ylitti ensimmäistä kertaa 25 prosenttia, ja tämä antaa meille mahdollisuuden puhua täysimittaisen teollisuuden syntymisestä Venäjälle, joka on jo nyt kiinnostava investointien kannalta. Nykyään pääasiallinen kuluttaja (62 % kokonaisvolyymista) ja hintatekijä on edelleen kierrätetty PET-kuitu. Lainsäädäntömuutokset ja suuntaus kierrätettyjen materiaalien ensisijaiseen käyttöön osana monikansallisten kulutustavarayritysten kestävän kehityksen strategioita luovat suotuisan maaperän toisen rePET-kulutuksen keskeisen segmentin, pullosta pulloon, kehitykselle.

Kuluneen vuoden aikana ei syntynyt uusia rePETiä käyttäviä suurtuotantoja, mutta sen käyttö levysegmentissä on vähitellen kasvussa. Kuitenkin jo vuonna 2017 odotetaan avaavan uusia kierrätys-PET-kuidun tuotantolaitoksia ja laajentavan olemassa olevia, mikä yhdessä ruplan kurssin kanssa tulee olemaan pääasiallinen markkinatasapainoon ja rePETin hintoihin vaikuttava tekijä.

On kuitenkin monia muita alueita - vielä kehittymättömiä, mutta varsin lupaavia, joilla myös kierrätetylle PET:lle on kysyntää. ARPETin kunniapuheenjohtaja Viktor Kernitskyn mukaan nämä ovat langat huonekalukankaille, auton verhoilulle ja erilaisille geosynteettisille materiaaleille, vaahtomateriaalit lämmön- ja äänieristykseen, sorptiomateriaalit jäteveden käsittelyyn sekä bitumivahvistuskuituja tienrakennukseen. Asiantuntijan mukaan uusia prosessointiteknologioita ja -sovelluksia on paljon, ja valtion politiikan tavoitteena ei pitäisi olla PET:n käytön rajoittaminen, vaan sen jätteiden kerääminen ja järkevä käyttö.

Aihetta jatkoi RusPEC-yhdistyksen toiminnanjohtaja Lyubov Melanevskaja, joka kertoi laajennetun tuottajavastuun (EPR) käyttöönoton ensimmäisistä tuloksista Venäjällä. Se tuli voimaan vuonna 2016, ja sen tavoitteena on luoda jatkuvaa, maksukykyistä ja kasvavaa kysyntää tuote- ja pakkausjätteiden kierrätykselle. Vuoden kuluttua on jo mahdollista tehdä joitain johtopäätöksiä, joista tärkein on, että on useita ongelmia, joiden vuoksi RPR: n täytäntöönpanomekanismi ei usein yksinkertaisesti toimi. Kuten Melanevskaja konferenssissa sanoi, olemassa olevaa asetusta on muutettava ja täydennettävä. Erityisesti tavaroita, mukaan lukien pakkauksia, ilmoittaessaan valmistajat kohtasivat eroavaisuuksia tavaroiden pakkausten ja annetuissa säädöksissä määriteltyjen koodien välillä, minkä seurauksena monet valmistajat ja maahantuojat eivät voineet tehdä ilmoituksia, koska. eivät löytäneet itseään sääntelystä. Ratkaisuna oli koodien hylkääminen ja ehdotus siirtyä pakkausten tunnistamiseen materiaalien mukaan.

Tulevaisuudessa RusPEC:n mukaan on tarpeen ottaa käyttöön yksi kokonaisvaltainen terminologia kaikille RPR:n osille ja määrittää yksiselitteiset, ymmärrettävät ja avoimet ehdot sopimusten tekemiselle jätehuoltoalan toimijoiden kanssa. Kokonaisuudessaan yhdistys tukee EPR-lakia alan kannalta tarpeellisena ja myönteisenä.

PET-kierrätystä otettaessa käyttöön ja popularisoitaessa maassa nykyaikaisten teknologioiden saatavuus (pääsääntöisesti ulkomaisten yritysten toimittamia) on erittäin tärkeää. Näin ollen Polymetrix tarjoaa nykyaikaisia integroituja ratkaisuja PET-kierrätykseen, mukaan lukien oman SSP-teknologiansa, PET-pullojen kierrättämiseksi elintarvikekelpoisiksi PET-pulloiksi. Tällaisia linjoja on maailmassa nyt 21, aluemyyntipäällikkö Danil Polyakov sanoi. Teknologia on suunnattu premium-markkinoille ja sisältää pullojen jalostuksen pelleteiksi elintarvikepakkauksia varten. Ensimmäinen vaihe on pesu, jossa paperikuidut ja pinnan epäpuhtaudet sekä etiketit ja liima poistetaan kokonaan. Seuraavaksi pullot murskataan hiutaleiksi, jotka lajitellaan morfologian ja värin mukaan. Sitten on rakeiden valmistus ja sitten - lopullinen täydellinen puhdistus ja polymeerin ominaisuuksien palauttaminen SSP-vaiheessa.

Viscotec tarjoaa asiakkailleen teknologiaa PET-pullojen muuntamiseksi levyiksi, sanoo yhtiön tiedottaja Gerhard Osberger. Esimerkiksi ViscoSTAR- ja deCON-kiinteäfaasipolykondensaatioreaktorit on suunniteltu puhdistamaan PET-pellettejä ja -hiutaleita ja lisäämään niiden viskositeettia. Niitä käytetään granulaattorin jälkeen, ennen tuotannon ekstruusiolaitteistoa tai erillisenä yksikkönä. ViscoSHEET-linja pystyy tuottamaan teippiä, joka on valmistettu 100 % kierrätetystä PET:stä ja täysin elintarvikelaatuista.

Ereman edustaja Christoph Wjoss puhui elintarvikekelpoisten muovipullojen linjatuotannosta PET-hiutaleista. VACUREMA®-inline-järjestelmän avulla voit käsitellä hiutaleita suoraan valmiiksi lämpömuovauslevyksi, pulloaihioksi, valmiiksi pakkausteipiksi tai monofilamentiksi.

Yhteenvetona konferenssin tuloksista sen osallistujat tunnistivat tärkeimmät tekijät, jotka estävät polymeerien kierrätyksen kehitystä Venäjällä. Pääasiallisena he kutsuivat sääntelyasiakirjojen puutetta:

"On kuitenkin vielä yksi tekijä, jota emme voi olla ottamatta huomioon - tämä on julkinen tietoisuus", sanoo konferenssin johtaja Rafael Grigoryan. ”Valitettavasti mentaliteettimme on nykyään sellainen, että jätteiden erilliskeräys koetaan enemmän hemmotteluna kuin normaalina. Ja riippumatta siitä, mitä edistystä havaitsemme muilla alueilla, on ennen kaikkea muutettava kansalaistemme ajattelua. Ilman tätä nykyaikaisinkin infrastruktuuri on hyödytöntä."

1900-lukua pidetään teräksen ja ei-rautametallien vuosisadana. Alumiinia, kuparia, rautaseoksia löytyi kaikkialta - sängynpäädyistä, silloista, kaikenlaisista mekanismeista, verhouspaneeleista. Kuitenkin mekaanisen käsittelyn seurauksena sulasta materiaalista 50–80 % meni lastuiksi. Asiantuntijat asettivat suuria toiveita kemianteollisuudelle materiaalien kulutuksen vähenemisestä. Ja silti polymeerien käytön kasvusta huolimatta teollisuuden tulokset olivat 80-luvulla suunnilleen samat: puolet resursseista meni hukkaan.

On selvää, että polymeerien ilmeinen saatavuus on illuusio. Niiden valmistukseen käytetty raaka-aine on luonnonharvinaisuus. Pääsy sen lähteisiin on päivittäinen ja muuttumaton kauppa-, diplomaatti- ja muiden sotien syy. Luonnonvarojen louhinnan maantiede siirtyy yhä enemmän paikkoihin, jotka eivät ole niin syrjäisiä. Siksi nykyään puhutaan yhä enemmän tarpeesta ottaa käyttöön resursseja säästäviä liiketoimintamalleja.

Nykyaikaisen kemian tuotannon teknisten menetelmien ainutlaatuisuus ei piile vain kyvyssä syntetisoida materiaaleja, jotka korvaavat menestyksekkäästi metallin, paperin tai puun.

Suurin osa nykypäivän kehittyneiden talouksien teollisuuskomplekseista pystyy kierrättämään vanhentuneet polymeerituotteet uusiksi, joille käyttäjä tarvitsee.

Kierrätetyt muovit

Polymeerien pääluokat sisältävät:

polyeteenit,
polypropeenit,
PVC,
polystyreenit (mukaan lukien kopolymeerit - ABS-muovit),
polyamidit,
polyeteenitereftalaatti.

Tuotteet, jotka ovat koostumukseltaan monimutkaisia, erotetaan ensin. Fyysiseen puhdistukseen käytetään erilaisia mekanismeja - tyhjiö, lämpö, kryogeeninen.

Yleisimmät ja taloudellisesti perustelluimmat tekniikat ovat vaahdotus ja liuotus.

Ensimmäisessä tapauksessa muovi murskataan, upotetaan veteen. Siihen on myös lisätty yhdisteitä, jotka vaikuttavat erilaisten muovien kykyyn imeä kosteutta. Erottamisen jälkeen saadaan erotettuja polymeerejä.

Toisessa menetelmässä monimutkaiset puristetut osat murskataan ja altistetaan peräkkäin erilaisille liuottimille. Materiaalien palauttamiseksi niiden puhtaassa muodossa saadut yhdisteet altistetaan vesihöyrylle. Tarkkaan suoritetun prosessin tuloksena saadaan korkean puhtausasteen omaavia valmiita tuotteita. Erilaisten muovien jatkokäsittelyllä voi olla omat ominaisuutensa, jotka liittyvät polymeerien yksittäisiin ominaisuuksiin.

Korkea- ja matalapainepolyeteeni (LDPE ja HDPE).

Näiden yhdisteiden ryhmää kutsutaan myös polyolefiineiksi. Ne ovat löytäneet laajan sovelluksen kaikenlaisissa teollisuudessa, lääketieteessä ja maataloussektorilla. PE ovat kestomuoveja - uudelleensulatukseen soveltuvia materiaaleja. Teollisuus käyttää tätä ominaisuutta menestyksekkäästi ja käsittelee omaa teknologista jätetään vähentääkseen käyttökustannuksia.

Käytetyn muovin kierrätyksen monimutkaisuus johtuu sen pintojen osittaisesta tuhoutumisesta auringonvalon vaikutuksesta. Tuotteet, jotka on saatu tavanomaisella tuotteiden käsittelyllä: jauhaminen, mekaaninen puhdistus, uudelleensulatus, eivät ole korkealaatuisia. Useimmiten tällaista polyeteeniä käytetään kodin apulaitteiden valmistukseen.

Toissijainen polyeteeni, joka on läpikäynyt kemiallisen muunnelman, osoittautuu täydellisemmaksi. Polymeerisulaan sijoitetut erilaiset lisäaineet sitovat muuttuneita molekyyliyksiköitä ja tasoittavat aineen rakennetta. Dikumyyliperoksidia, vahaa, ligniinejä, liuskekiveä käytetään modifiointiaineina. Tietyntyyppiset lisäaineet muuttavat kierrätetyn PE:n tiettyjä ominaisuuksia. Niiden yhdistäminen antaa sinun saada materiaalin, jolla on tarvittavat parametrit.

Polypropeeni (PP)

Tätä materiaalia kierrätetään harvoin. Useimmiten muovilla on yksi elämä, huolimatta sen erinomaisesta kuluttajasta ominaisuudet, jotka mahdollistavat polymeerin käytön elintarviketeollisuudessa. Hyvästä uudelleensulatettavuudesta huolimatta korkeat hygienian ylläpitokustannukset pelottavat prosessoreja. Siitä huolimatta Yhdysvalloissa joka viides tonni PP:tä käytetään uudelleen.

Kemistien mukaan PP kestää enintään neljä uudelleensulatusta. Jokaisella kuumennuksella kertyy tietty määrä epämuodostuneita molekyyliyksiköitä, jotka vaikuttavat materiaalin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Toissijaiset rakeet on helppo käsitellä ekstruudereissa ja ruiskuvalukoneissa.

Kierrätysmuovi ei vaadi erityisiä muutoksia. Sen parametrit ovat vertailukelpoisia alkuperäisen materiaalin kanssa, vain hieman heikentynyt pakkaskestävyys. Polymeeria käytetään jälleen akkukoteloissa, puutarhatyökaluissa, säiliöissä ja kalvoissa.

PVC polyvinyylikloridi

Materiaalia käytetään linoleumien, viimeistelykalvojen valmistukseen. Muovi on alttiina lämpöhajoamiselle. Yli 100°:n lämpötiloissa makromolekyylien hapettuminen alkaa kiihtyä, mikä johtaa materiaalin termoplastisten ominaisuuksien heikkenemiseen.

Suulakepuristustekniikka kierrätetyllä PVC:llä vaatii erityistä valmistelua: alkuperäinen raaka-aineseos sulatteessa voi olla epähomogeeninen. Kierrätysmuovia sisältävän PVC:n kiinteät muunnelmat aiheuttavat epätasaista sisäistä jännitystä. Kielteisten vaikutusten minimoimiseksi rakeet kuivaprosessoidaan puristimissa ennen ekstruusiota. Tämän toimenpiteen seurauksena muodostuu kuituja, jotka vahvistavat uusien tuotteiden seiniä.

Useammin kierrätettyä polyvinyylikloridia käytetään plastisolien, vinyylimuovien valmistukseen. Näistä materiaaleista saadaan tahnoja, liuoksia, ruiskupuristettuja tuotteita. Uusien teknologioiden joukossa monikerrosvalu on saamassa suosiota. Menetelmän ominaisuus on monikomponenttilevyn valmistus, jonka jokaisella kerroksella on erilaiset ominaisuudet.

Komposiitin ulkopinta on valmistettu korkealaatuisesta polymeeristä, sisäkerrokset kierrätysmuovia.

Polystyreeni (UPS, PSM) ABS-muovia

Erilaisia polystyreenityyppejä kierrätetään yhdessä massassa - iskunkestäviä modifikaatioita, kopolymeerejä, Akryylinitriilibutadieenistyreeni. PS:stä valmistettujen tuotteiden monipuolisuus on usein syynä siihen, miksi teollisuusmiehet kieltäytyvät käsittelemästä sitä. Puhdistuksen, lajittelun, muuntamisen hinta on liian korkea.

Muovikierrätyksen näkymät.

Kehittyneissä talouksissa muovin jalostuksen osuus yltää 26 %:iin tuotetusta määrästä – jopa 90 miljoonaan tonniin. Samalla äänenvoimakkuus maailmanmarkkinat ovat 600 miljardia dollaria. Polymeerien kierrätyksen kotimainen segmentti näyttää hieman vaatimattomammalta: 5,5 miljoonaa tonnia. Asiantuntijoiden mukaan Venäjän teollisuuden monomeerien ja täysimittaisten modifioitujen kestomuovien kysyntä ylittää merkittävästi niiden tarjonnan. Näiden kahden tekijän läsnäolo johtaa kansallisen polymeerinkäsittelykapasiteetin kasvuun. Lisäksi teollisuuden volyymien kasvuvauhti tällä alueella on eurooppalaisia edellä. Hallituksen ennusteissa on otettu huomioon vallitsevat markkinatrendit. Jalostusteollisuuden uudelleenlaitteistojen prioriteetti on määritelty kaasun ja petrokemian kehittämisen kaksivuotissuunnitelmassa.

Polymeerimateriaalin laaja käyttö edellyttää raaka-aineiden oikea-aikaista hävittämistä ja jälkikäsittelyä myöhempää käyttöä varten. Näiden toimien suorittamiseen tarvitaan seuraavan tyyppisiä laitteita: agglomerointilaitteet, murskausmekanismit ja rakeistuslaitteet.

Ympäristöolosuhteet edellyttävät polymeerityyppisten tuotteiden jätteetöntä tuotantoa, jotta ympäröivän tilan ekologia ei saastuttaisi. Tästä syystä teollinen tuotanto lisää vuosittain tuotantokapasiteettia polymeerien toissijaisen ja myöhemmän käsittelyn vuoksi.

Agglomeraattorit muuttavat toiminnan seurauksena polymeerin agglomeraatiksi. Tämä laite on mekanismi käytettyjen polymeerituotteiden käsittelyyn. Prosessi johtuu hienoksi murskattujen hiukkasten sintrautumisesta rakeisiksi komponenteiksi. Saatu rakeistettu raaka-aine käytetään uudelleen polymeerituotteiden valmistuksessa pää- tai apuelementin muodossa.

Polymeerin käsittelytekniikka

Polymeerien käsittelyyn kuuluu esikäsittely yksikön sektorilla sopivien veitsien avulla. Lisäksi polymeerien prosessointi jatkuu lämpökäsittelyllä (korkean lämpötilan vaikutuksesta tapahtuu usein polymeeristen raaka-aineiden murujen kosketus).

Kun käyttölämpötila on jopa sata astetta, säiliö täytetään vedellä. Syntynyt nestemäinen väliaine edistää agglomeraatin muodostumista. Muodostuneet rakeiset komponentit siirretään erityisen luistiventtiilin kautta säiliökammioon väliaikaista varastointia ja myöhempää poistoa varten.

Granulaattorit ovat laitteita, joita käytetään. Polymeerien raekäsittely saadaan aikaan mikromurskausoperaatioilla ja samantyyppisten polymeeri- tai muovirakeiden muodostamisella. Saatua granulaattia käytetään raaka-aineena muovattujen ja suulakepuristettujen polymeeristen aineiden valmistuksessa.

Granulaattorit ovat yleensä melko monimutkainen rakenne, joka koostuu useista synkronoiduista asennuksista. Laitteen suunnittelu esitetään ekstruuderin muodossa murskatun massan sulattamiseksi, nauhapäänä polymeeriliuoksen suodattamiseksi, kylvynä valmiin tuotteen jäähdyttämiseksi, laitteen rakeiden leikkaamiseen, suppilon muodossa rakeisten hiukkasten keräämiseksi.

Laitteet polymeerien käsittelyyn

Toissijaisia toimintoja varten polymeerikäsittely tarjoaa varustetut suuntamekanismit - murskaus- ja jauhatuslinjat. Heidän avullaan suoritetaan polymeerijätetuotteiden alustava valmisteluprosessi ekstruusio- ja sintrausoperaatioita varten. Eritehoisia murskauslinjoja on kolme tyyppiä.

Käytettävän mallin teknisestä varustuksesta riippuen hiomalaitteet voivat suorittaa seulontatoimintoja, pienikokoisten elementtien erottamiseen, polymeerimateriaalien automaattiseen pesuun ja kuivaamiseen. Ne on myös varustettu kuljettimen liikkuvilla hihnoilla, metallinilmaisimilla, melusuojauksella, mikä yksinkertaistaa huomattavasti toissijaisen polymeerimassan käsittelyprosessia.

Polymeerien kierrätys on myös ympäristöystävällistä toimintaa, joka vaatii erikoislaitteiden kustannuksia. Suurin taloudellinen vaikutus saavutetaan pääsääntöisesti jalostusyrityksillä, jotka on varustettu moderneilla ja tehokkailla laitoksilla. Laitteiston laadukas toiminta takaa erinomaisen tuloksen, jolloin saadaan laadukas tuote raaka-aineena käytettäväksi jatkossa polymeerituotteiden valmistuksessa.