Polimēru apstrāde ko. "polimēru pārstrāde". Kā tiek apstrādāti polimēri

Polimēru materiālu iekļūšana visdažādākajos lietojumos, tostarp mūsu ikdienas dzīvē, tagad tiek uzskatīta par pašsaprotamu visā pasaulē. Un tas neskatoties uz to, ka viņu uzvaras gājiens sākās salīdzinoši vēlu – pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, kad viņu ražošanas apjomi bija tikai aptuveni 1 miljons tonnu gadā. Tomēr, pieaugot plastmasas ražošanai un patēriņam, izlietoto plastmasas izstrādājumu pārstrādes problēmas pamazām ir kļuvušas arvien aktuālākas un šobrīd kļuvušas ārkārtīgi aktuālas. Šajā apskatā aplūkota pieredze šo problēmu risināšanā Eiropā, kur Vācija šajā ziņā ir vadošā.

Pateicoties daudzajām priekšrocībām (jo īpaši augsta izturība, ķīmiskā izturība, spēja izgatavot jebkuru formu un jebkuru krāsu, zems blīvums), tie ātri iekļuva visās pielietojuma jomās, tostarp celtniecībā, automobiļu rūpniecībā, aviācijā, iepakojuma rūpniecībā, mājsaimniecības izstrādājumos. , rotaļlietas, medicīnas un farmācijas preces.

Jau 1989. gadā polimērmateriāli ražošanas apjomos (tas nozīmē apjomi, nevis masa) apsteidza tādu tradicionālu materiālu kā tērauds. Tolaik to gada izlaide bija ap 100 miljoniem tonnu.2002.gadā polimēru materiālu ražošana pārvarēja 200 miljonu tonnu latiņu, un šobrīd visā pasaulē tiek saražoti gandrīz 300 miljoni tonnu no tiem gadā.Ja ņemam vērā jautājumu reģionālais plāns, tad Pēdējo desmitgažu laikā ir notikusi pakāpeniska polimērmateriālu ražošanas pāreja uz austrumiem.

Līdz ar to Āzija šobrīd ir kļuvusi par spēcīgāko reģionu, kurā ir koncentrēti 44% no visām pasaules jaudām. Poliolefīni, visplašāk izmantotā plastmasu grupa, veido 56% no kopējās produkcijas; Otrajā vietā ir polivinilhlorīds, kam seko citi tradicionālie polimēri, piemēram, polistirols un polietilēntereftalāts (PET). Tikai 15% no visiem saražotajiem polimēriem ir dārgi tehniskie materiāli, ko izmanto īpašās jomās. Saskaņā ar Eiropas Polimēru ražotāju asociācijas PlasticsEurope (Brisele) prognozēm, nākotnē polimērmateriālu izlaides apjoms uz vienu iedzīvotāju turpinās pieaugt ar ātrumu aptuveni 4% gadā. Vienlaikus ar šādiem panākumiem tirgū pieauga arī izmantoto polimērmateriālu un izstrādājumu apjomi. Ja laika posmā no 20. gadsimta 60. līdz 80. gadiem. Plastmasas rūpniecība, iespējams, vēl nav pievērsusi lielu uzmanību izlietoto produktu atbilstošai utilizācijai un atkārtotai izmantošanai, taču vēlāk (īpaši pēc Vācijas iepakojuma regulas stāšanās spēkā 1991. gadā) šīs problēmas kļuva par svarīgu tēmu. Toreiz Vācija uzņēmās pioniera lomu. Tā kļuva par pirmo valsti, kas izstrādāja un ieviesa tirgū polimēru atkritumu apglabāšanas un pārstrādes standartus. Šobrīd šīs problēmas risinājumam ir pievienojušās daudzas citas Eiropas valstis, kas izstrādājušas ļoti veiksmīgas polimēru savākšanas un pārstrādes koncepcijas.

Pēc PlasticsEurope asociācijas datiem, 2011.gadā 27 ES valstīs, kā arī Šveicē un Norvēģijā tika izmantoti aptuveni 27 miljoni tonnu polimērmateriālu, no kuriem 40% bija īstermiņa un 60% ilgtermiņa produktiem. Tajā pašā gadā tika savākti aptuveni 25 miljoni tonnu izlietoto polimērmateriālu. No tiem 40% tika utilizēti, bet 60% tika nosūtīti otrreizējai pārstrādei. Vairāk nekā 60% plastmasas atkritumu nākuši no izlietotā iepakojuma savākšanas sistēmām. Mazākos daudzumos izlietotie polimēru izstrādājumi tika iegādāti būvniecības, autobūves un elektronikas nozarēs.

Priekšzīmīgas atkritumu savākšanas sistēmas pastāv deviņās Eiropas valstīs – Šveicē, Vācijā, Austrijā, Beļģijā, Zviedrijā, Dānijā, Norvēģijā, Holandē un Luksemburgā (uzskaitītas dilstošā secībā). Savākto izlietoto polimēru izstrādājumu īpatsvars šajās valstīs svārstās no 92 līdz 99%. Turklāt sešās no šīm deviņām valstīm ir augstākais šo atkritumu pārstrādes līmenis Eiropā: Norvēģija, Zviedrija, Vācija, Holande, Beļģija un Austrija šajā rādītājā (no 26% līdz 35% no apjoma) apsteidz citas valstis. no savāktajiem atkritumiem). Atlikušais savākto atkritumu daudzums tiek pakļauts enerģijas izmantošanai.

Nevar vien priecāties, ka pēdējo piecu gadu laikā būtiski pieaudzis ne tikai savākto atkritumu apjoms, bet arī pārstrādāto atkritumu īpatsvars. Līdz ar to ir samazināts apglabājamo atkritumu daudzums. Neskatoties uz to, polimēru pārstrādes nozarei joprojām ir milzīgs turpmākās attīstības potenciāls. Lielā mērā tas attiecas uz valstīm ar zemu to izmantošanas līmeni.

Kritiski eksperti apsver polimēru materiālu enerģētiskās pārstrādes iespējas, proti, to sadedzināšanu, ko daudzi uzskata par lietderīgu to pārstrādes veidu. Vācijā 95% no visām atkritumu sadedzināšanas iekārtām ir atkritumu pārstrādes iekārtas, un tādējādi tām ir licence enerģijas pārstrādei. Vērtējot šo situāciju, polimēru materiālu apstrādē (Niedergebra) specializētā uzņēmuma mtm plastics komercdirektors Maikls Skriba atzīmē, ka no vides aizsardzības viedokļa atkritumu enerģētiskā pārstrāde neapšaubāmi ir sliktāka nekā materiālā.

Plastmasas rūpniecībā otrreizējā pārstrāde pēdējos gados ir kļuvusi par nozīmīgu ekonomikas nozari. Vēl viena būtiska problēma, kas kavē pārstrādes nozares attīstību Eiropā, ir polimēru atkritumu eksports, galvenokārt uz Tālajiem Austrumiem. Šī iemesla dēļ Eiropā joprojām ir salīdzinoši neliels atkritumu daudzums, ko var saprātīgi pārstrādāt; tas veicina būtisku konkurences pieaugumu un izmaksu pieaugumu.

Spēcīga nozare, ko atbalsta asociācijas un uzņēmumi

Kopš 1990. gadiem Vācijā kā plastmasas atkritumu pārstrādes intensifikācijas iniciatori darbojušies vairāki uzņēmumi un asociācijas, kas savu darbību veltījuši tieši šīm problēmām un šobrīd aktīvi strādā Eiropas mērogā.

Pirmkārt, runa ir par uzņēmumu Der Gruene Punkt - Duales System Deutschland GmbH (DSD) (Ķelne), kas dibināta 1990. gadā kā pirmā duālā sistēma un šodien ir līderis atkritumu atgriešanas sistēmu piedāvāšanā. Tie ietver ne tikai mājsaimniecībām draudzīgu komerciālā iepakojuma savākšanu un pārstrādi, bet arī videi draudzīgu un ekonomisku elektrisko un elektronisko iekārtu plastmasas elementu pārstrādi, kā arī transporta iepakojumu, atkritumu izvešanu no uzņēmumiem un organizācijām un izlietoto konteineru tīrīšanu. .

1992. gadā Vīsbādenē tika dibināta RIGK GmbH, kas kā sertificēts speciālistu pakalpojumu sniedzējs zīmolu īpašniekiem (pudeļu pildīšana, izplatīšana, izplatīšana un importētāji) no saviem Vācijas partneriem pieņem izlietoto un tukšo iepakojumu un nosūta šos iepakojumus otrreizējai pārstrādei.

Nozīmīgs tirgus spēlētājs ir arī BKV, kas dibināta 1993.gadā ar mērķi nodrošināt garantētu dubultsistēmu savāktā plastmasas iepakojuma pārstrādi. Šobrīd BKV kalpo kā sava veida bāzes platforma polimēru materiālu pārstrādei, risinot būtiskākās un aktuālākās problēmas šajā jomā.

Vēl viena nozīmīga asociācija tika dibināta 1993. gadā – Bundesverband Sekundäerrohstoffe und Entsorgung e. V. (bvse) (Bonna), kuras izcelsme ir saistīta ar apvienību Altpapierverband e. V. Plastmasas nozarē tas sniedz Vācijas uzņēmumiem profesionālu un uz vietas noteiktu palīdzību plastmasas atkritumu savākšanā un pārstrādē. Kopā ar BKV, kas ir daļa no GKV Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (Bad Homburg), ir arī citas asociācijas un organizācijas, kas nodarbojas ar polimēru materiālu pārstrādi. To skaitā, cita starpā, tecpol Technologieentwicklungs GmbH, kas specializējas videi draudzīgā plastmasas atkritumu pārstrādē, un maisīšanas un pārstrādes speciālistu grupa TecPart e. V., kas ir GKV asociācijas bāzes asociācija. 2002. gadā Vācijas vadošie plastmasas profilu ražotāji apvienojās iniciatīvas grupā Rewindo Fenster-RecyclingService GmbH (Bonna). Galvenais mērķis bija palielināt otrreizēji pārstrādāto demontēto plastmasas logu, durvju un rullo slēģu īpatsvaru (skat. foto pie raksta virsraksta), kas veicinātu stabilitātes palielināšanos un zināmu atbildības pakāpi uzņēmējdarbībā.

Pats par sevi saprotams, ka problēmu risināšanā iesaistījušās lielas plastmasas nozares asociācijas ar savām plastmasas pārstrādes darba grupām, kas praksē guvušas panākumus jau gadu desmitiem, piemēram, PlasticsEurope un IK Industrieverband Kunststoffverpackungen e. V. (Frankfurte).

Veiksmīgi pārbaudītas pārstrādes tehnoloģijas

Precīzu informāciju par plastmasas pārstrādi Vācijā sniedz analīzes rezultāti, kas tiek publicēti reizi divos gados pēc to uzņēmumu un asociāciju norādījumiem, kas ietilpst VDMA - BKV, PlasticsEurope Deutschland e. V., bvse, Fachverband Kunststoff und Gummimaschinen, kā arī biedrība IK. Saskaņā ar šiem datiem 2011.gadā Vācijā radušies aptuveni 5 miljoni tonnu plastmasas atkritumu, no kuriem lielākā daļa (82%) ir patēriņa atkritumi. No atlikušajiem 18%, kas ir rūpnieciskie atkritumi, pārstrādājamo materiālu īpatsvars var sasniegt 90%. Kā jau praksē pierādīts, šķirotos rūpnieciskos atkritumus var veiksmīgi nodot otrreizējai pārstrādei ražotnē tieši tajos uzņēmumos, kur tie radušies (1. foto).

Patērētāju atkritumu gadījumā materiāla (tas ir, bez sadedzināšanas un iznīcināšanas) atkārtotas izmantošanas daļa ir tikai 30-35%. Šajā jomā jau ir ieviestas arī šķiroto atkritumu pārstrādes metodes. Kā piemērus var minēt pieredzi polivinilhlorīda (PVC) un PET apstrādē. Savas 10 gadu darbības rezultātā Rewindo, izmantojot savu tehnoloģiju nolietoto PVC logu un durvju pārstrādei, ir ieguvis spēcīgas pozīcijas tirgū.

Pēdējos gados pārstrādātā PVC apjoms, kas ražots no savāktajiem lietotajiem produktiem, ko uzņēmums Toensmeier Kunststoffe GmbH & Co. KG (Hechter) un Veka Umwelttechnik GmbH (Herselberg-Heinich) tika saglabāti aptuveni 22 tūkstošu tonnu apjomā ar augšupejošu tendenci.

Arī PET pudeles pēc pareizas šķirošanas tiek savāktas un pārstrādātas. Jauno produktu klāsts, kas izgatavots no iegūtajiem otrreizējās pārstrādes materiāliem, ir no šķiedrām un plēvēm līdz jaunām pudelēm. Dažādi uzņēmumi, piemēram, Austrijas firmas Erema GmbH (Ansfelden), Starlinger & Co. GmbH (Vīne) un NGR GmbH (Feldkirhene) ir izveidojušas īpašas ražošanas līnijas PET pārstrādei. Nesen Eiropas Pārtikas nekaitīguma iestāde EFSA izdeva pozitīvu atzinumu par recoSTAR PET iV+ tehnoloģiju pārtikas iepakojumam piemērota pārstrādāta PET ražošanai (izstrādājusi Starlinger).

EFSA atzinums kalpo par pamatu šādu tehnoloģiju sertifikācijai Eiropas Komisijā un ES dalībvalstīs.

Lai sasniegtu šādu rezultātu, ieinteresētajam uzņēmumam jāpierāda, ka tā izstrādātā tehnoloģija un iekārtas polimēru atkritumu pārstrādei samazina atbilstošo PM piesārņojuma pakāpi līdz cilvēka veselībai drošam līmenim.

Tā saukto provokatīvo testu (izaicinājuma testu) standarta scenārijs otrreizējās pārstrādes PET tīrīšanas efektivitātei, ko parasti iegūst no atkritumiem izlietotu pudeļu veidā, ietver piecu kontroles "piesārņojošo" vielu - toluola, hloroforma - izmantošanu. , fenilcikloheksāns, benzofenons un lindāns, kas atšķiras pēc ķīmiskā sastāva , molekulmasas un līdz ar to arī migrācijas spējām. Pašas pārbaudes tiek veiktas vairākos posmos.

Pirmkārt, pārstrādātās PET pārslas tiek mazgātas, pēc tam tās “piesārņotas” ar kontroles vielu ar noteiktu koncentrāciju (3 ppm) un vēlreiz mazgātas. Pēc tam šīs atkārtoti mazgātās PET pārslas pēc pārbaudītas tehnoloģijas pārstrādā PET regranulātā un nosaka “piesārņojošās” vides atlikuma koncentrāciju, pēc kuras aprēķina sekundārā PET attīrīšanas pakāpi. Noslēgumā abi rādītāji tiek salīdzināti ar tiem maksimāli pieļaujamajām vērtībām un izdarīti secinājumi par tīrīšanas efektivitāti.

Papildus standarta testēšanai Starlinger neatkarīgi nolēma padarīt savu scenāriju stingrāku, palaižot tos tā sauktajos “sliktākā gadījuma scenārija” apstākļos, kas apstrādāja PET pārslas, kas nebija mazgātas pēc piesārņojuma ar parauga materiālu. Pirms katra testa veida, lai nodrošinātu eksperimenta tīrību un stabilus apstākļus tā īstenošanai, rūpnīcā recoSTAR PET 165 iV+ (2. foto) tika apstrādāti 80–100 kg caurspīdīga primārā PET, lai notīrītu tvertņu darba daļas. augu no iepriekšējās materiāla partijas paliekām. Pārbaudītās PET pārslas tika krāsotas zilā krāsā; tādēļ tikai zilā PET regranulāta izlaide no tās pašas rūpnīcas liecināja, ka apstrādes laikā tas netika sajaukts ar tīru PET un ka tika ievērots FIFO (pirmais iekšā, pirmais ārā) princips. Standarta scenārija testa rezultāti liecina, ka process recoSTAR PET iV nodrošina tik efektīvu pārstrādātā PET attīrīšanu, ka tā veiktspēja krietni pārsniedz EFSA sliekšņa līmeni (skatīt tabulu). Pat lindāna (negaistošas ​​nepolāras vielas) gadījumā attīrīšanas pakāpe bija virs 99,9%, lai gan sliekšņa vērtība ir 89,67%. Praktiski tādus pašus rezultātus uzrādīja testi, kas veikti pēc "stingrāka" scenārija, izņemot benzofenonu un lindānu. Bet pat šajos gadījumos PET attīrīšanas pakāpe atbilda EFSA prasībām. Uzņēmuma saīsinātais nosaukums NGR nozīmē diezgan ambiciozi - kā "Nākamās pārstrādes mašīnu paaudzes" (Next Generation Recyclingmaschinen). Un šī gada maijā kļūstot par 100% BRITAS Recycling Anlagen GmbH (Hanau, Vācija) īpašnieku, NGR ir būtiski nostiprinājis savas pozīcijas Eiropas un citos pasaules reģionālajos tirgos. Fakts ir tāds, ka BRITAS ir pazīstams kā ļoti piesārņotu polimēru materiālu kausējumu, tostarp patērētāju iepakojuma atkritumu, filtru sistēmu izstrādātājs un ražotājs (foto 3).

Savukārt NGR izstrādā un ražo iekārtas gan rūpniecisko, gan patēriņa polimēru atkritumu pārstrādei, kam ir plašs savas produkcijas tirgus.

Abi mašīnbūves uzņēmumi ir pārliecināti par apvienošanās radīto pozitīvo sinerģijas efektu. Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Bad Oeynhausen) ir guvis lielus panākumus tirgū ar savu MRS tipa ekstrūderi (foto 4), ko pat ir apstiprinājusi ASV Tirdzniecības departamenta Pārtikas kvalitātes kontroles, medikamentu un kosmētikas departamenta FDA (Food and Drug Administration). Turklāt mašīnu ražotāji piedāvā dažādas žāvēšanas sistēmas, piemēram, infrasarkano rotējošo cauruli no Kreyenborg Plant Technology GmbH (Senden), kā arī īpašas filtrēšanas sistēmas PET apstrādei vai kristalizācijas tehnoloģijām, piemēram, Crystal-Cut procesu no Automatik Plastics Machinery (g . Grososteima). Slēgtā cikla sistēmas, piemēram, PETcycle sistēma, ir veiksmīgi izmantotas jaunu pudeļu izgatavošanai no lietotām pudelēm.

Apkopojot visu iepriekš minēto, varam konstatēt, ka Eiropā veiksmīgi tiek ieviesta PET pārstrādes sistēma ar gada apjomu aptuveni 1 miljons tonnu. Līdzīga situācija vērojama arī šķiroto poliolefīna atkritumu pārstrādes jomā, kuru šķirošana tiek realizēta bez īpašiem sarežģījumiem, izmantojot atbilstošas ​​tehnoloģijas to atdalīšanai. Vācijā vien ir desmit lieli un daudzi mazi ražotāji, kas specializējas injekciju formējamu sekundāro granulātu ražošanā no sadzīves un rūpnieciskajiem poliolefīna atkritumiem. Šo granulu var tālāk izmantot palešu, vannu, kausu, cauruļu un cita veida izstrādājumu ražošanai (foto 5).

Pārstrādes grūtības

Papildu izaicinājumi otrreizējai pārstrādei ir plastmasas izstrādājumi, kas izgatavoti no vairākiem dažādiem materiāliem, kurus nevar saprātīgi atdalīt vienu no otra, kā arī plastmasas iepakojumi, kurus nevar pilnībā iztukšot. Atkritumi lietotas patēriņa plēves veidā ir problemātiski arī pārstrādei ievērojama virsmas piesārņojuma dēļ, kas prasa ievērojamas apstrādes izmaksas.

Pēc Scribe teiktā, lai gan šajā jomā ir pieredzējuši pārstrādes eksperti, reālu Eiropas nozīmes tirgu nav. Papildu sarežģījumi rodas arī, rīkojoties ar lielā daudzveidībā ražotām PET pudelēm, kas nav paredzētas dzērieniem; tas būtiski ierobežo to pārstrādes apjomu. Līdz šim autobūves un elektronikas nozares atkritumus ir bijis grūti pārstrādāt.

Šādos problemātiskos gadījumos pārstrādātājiem un iekārtu izgatavotājiem ir nepieciešami īpaši tehniskie risinājumi (6. foto). Jo īpaši vienu no šādiem risinājumiem attiecībā uz DSD piegādāto patērētāju plēvju atkritumu pārstrādi nesen nodrošināja Herbold Meckesheim GmbH (Meckesheim) atkritumu apsaimniekošanas uzņēmumam WRZ-Hörger GmbH & Co. KG (Sontheima). Pabeigtā ražotne, kas sastāv no svešķermeņu atdalīšanas sistēmas, slapjās malšanas stadijas un blīvēšanas iekārtas, ļauj ik gadu pārstrādāt 7 tūkstošus tonnu atkritumu brīvi plūstošā aglomerātā ar augstu tilpuma blīvumu, kas piemērots produktu ražošanai, izmantojot injekciju. liešanas tehnoloģija (foto 7).

Kopumā Herbold Meckesheim piegādes programmā, kas ir pazīstama arī Krievijas tirgū, ir iekļautas dažādas iekārtas gan ļoti piesārņotu, gan jauktu atkritumu, gan cieto, gan grūti pārstrādājamo mīksto plastmasas atkritumu pārstrādei – mazgāšanas iekārtas un žāvētāji, smalcinātāji, aglomeratori, dzirnavas smalkai malšanai.

Galvenās deklarētās prioritātes iekārtu attīstībā ir to kompaktums, paaugstināta produktivitāte un energoefektivitāte. Izstādē K-2013 uzņēmums demonstrēs vairākus jaunus produktus, tostarp:

Jauns mehāniskā žāvētāja modelis HVT ar vertikālu rotoru, ietaupot ražošanas platību, viegli kopjams un patērē ievērojami mazāk enerģijas žāvējot PET pārslas (8. foto);
smalcinātāja modelis SML SB ar piespiedu svārpsta atkritumu padevi griešanas blokā, kas dod iespēju sablīvēt izejmateriālu un līdz ar to palielināt apstrādes produktivitāti (1. att.);
mašīna lielgabarīta cieto atkritumu slīpēšanai, piemēram, plākšņu vai cauruļu veidā, ko uzskata par visgrūtāko apstrādes objektu. Īpaši jauktu frakciju apstrādei Erema kopā ar Coperion GmbH & Co. KG (Štutgarte) ir izstrādājusi kombinētu Corema rūpnīcu atkritumu pārstrādei un sajaukšanai (9. foto). Šī auga raksturīga iezīme ir tā piemērotība visdažādāko materiālu apstrādei. Saskaņā ar Manfred Hackl, Erema komercdirektors Manfred Hackl, tas ir optimāls risinājums ekonomiski ražotu jauktu atkritumu pārstrādei, jo īpaši tāda savienojuma ražošanai, kas satur 20% talka no polipropilēna neausto audumu atkritumiem, vai pārstrādei. atkritumus PE un PET maisījuma veidā ar piedevām. Vēl viens veiksmīgs piemērs tam, ka vairāki partneri apvieno spēkus, lai risinātu pārstrādes problēmas, ir izlietoto lauksaimniecības plēvju pārstrādes ražošanas līnija, kuras pārstrāde ir sarežģīta un dārga to plāna, mīkstuma un piesārņojuma dēļ. Problēma tika atrisināta, vienā līnijā apvienojot īpaši optimizētu smalcinātāju modeli Power Universo 2800 (ražotājs - Lindner ReSource) un polimēru materiālu pārstrādes ekstrūzijas iekārtu modeli 1716 TVEplus (ražotājs - Erema), kas ļāva iegūt augstu kvalitatīvi regranulēt.

Iekārtas, kas ir universālas pēc regranulātā pārstrādāto atkritumu formas (plēves, šķiedras, PET pudeļu pārslas, putupolimēru materiālu atkritumi), piedāvā Austrijas uzņēmums ARTEC Machinery. Stimuls tālākai ražošanas iespēju attīstībai un paplašināšanai bija tās 100% iestāšanās 2010.gadā "ģimenes" grupā GAW Technology, kuras biedrs ir arī ECON, papildinot piegādes programmu ar atbilstošām ekstrūzijas līnijām sasmalcinātu atkritumu pārstrādei regranulātā. Pateicoties saražoto iekārtu dizainam un tehnoloģiskajai modernizācijai gadu gaitā, tās produktivitāti bija iespējams palielināt vidēji par 25%. Moduļu princips, ko ARTEC ievēro, projektējot savas ražotnes, ļauj kā no kubiem salikt un salikt konkrētam pielietojumam paredzētu aprīkojumu, kas šobrīd tiek ražots ar jaudu no 150 līdz 1600 kg stundā (2. att.).

Konkrētu ekstrūzijas iekārtu ar MRS tipa ekstrūderi (skat. 4. foto), kas paredzēta sasmalcinātu atkritumu apstrādei no poliamīda PA11, Gneuss piegādāja arī Lielbritānijas uzņēmumam K2 Polymer.

Izejmateriāls tiek iegūts, slīpējot dziļjūras naftas cauruļvadus, kas pēc naftas avota izžūšanas kļūst lieki un jānogādā uz sauszemes.

MRS ekstrūderis (Multi Rotation System) ļauj, neizmantojot ķīmisko tīrīšanu, vienpakāpju tīrīšanu un šo kvalitatīvo, bet stipri piesārņoto polimēru atkritumu apstrādi daudzu gadu saskarsmē ar eļļu. Šo sarakstu varētu papildināt ar daudziem citiem piemēriem. Noslēgumā jāatzīmē, ka pārstrādes nozare pēdējos gados ir kļuvusi par nozīmīgu saimnieciskās darbības jomu. Lai gan daudzas tehnoloģijas jau ir veiksmīgi pārbaudītas praksē, joprojām ir liels potenciāls tālākai attīstībai pārstrādes jomā. Esošo problēmu risināšana jāsāk ar polimēru izstrādājumu izstrādi un ražošanu, kas ir pēc iespējas vairāk pārstrādājami.

Zināma virzība uz priekšu paliek arī optimizētu tehnoloģisko risinājumu izstrādē un atbilstošu iekārtu izveidē komplekso atkritumu pārstrādei.

Zināmā mērā progresu šajā jomā var veicināt arī politikas pasākumi, kam katrā valstī būtu jānodrošina optimālu atkritumu savākšanas un pārstrādes koncepciju plašāka ieviešana.

Jauni un pārbaudīti risinājumi polimēru pārstrādes jomā tiks plaši prezentēti no 2013. gada 16. līdz 23. oktobrim K starptautiskajā izstādē Diseldorfā.

Sagatavoja Ph.D. V. N. Mymrins
izmantojot izstāžu rīkotājsabiedrības Messe Duesseldorf preses materiālus
Plastmasas pārstrāde Eiropā:
Jauni un pārbaudīti risinājumi Plastmasas iespiešanās dažādās jomās
lietojumprogrammas, tostarp mūsu ikdienas dzīve, tagad visā pasaulē tiek uzskatītas par pašsaprotamu lietu. Un šī
neskatoties uz to, ka viņu uzvaru sērija sākās salīdzinoši vēlu – pirms 60 gadiem, kad viņu izlaidums
gadā sastādīja tikai aptuveni 1 miljonu tonnu.

Taču līdz ar plastmasas ražošanas un patēriņa pieaugumu pakāpeniski saasinājās
un tagad tā ir kļuvusi par būtisku problēmu, atbrīvojoties no lietotiem plastmasas izstrādājumiem. Lai gan daudzi
procesi ir nostiprinājušies, pārstrādei joprojām ir daudz potenciālu
uzlabošanu. Pirmais solis varētu būt pārstrādājamu plastmasas priekšmetu dizains, kas būtu jāpārbauda
cieši, lai vēlāk atgūtu. Piemēroti pārstrādes procesi un mašīnu risinājumi
problemātisko atkritumu apstrāde piedāvā daudz iespēju turpmākai attīstībai. Šis
pārskatā tiek apspriesta pieredze šo problēmu risināšanā Eiropā, kur ir vadošais šajā jomā
cieņa ir Vācijai.

Iekārtas plastmasas (polimēru) apstrādei - tās ir speciālas mašīnas un papildu iekārtas, kas apvienotas ražošanas līnijā, ko izmanto polimēru (plastmasas) apstrādei vai pārstrādei noderīgos un vērtīgos materiālos turpmākai izmantošanai būvniecībā, tekstilrūpniecībā, ķīmijā, naftas un citas nozares.

Plastmasas pārstrādes iekārtu klasifikācija

Atkarībā no funkcionālajām īpašībām un mērķa visas plastmasas apstrādes iekārtas ir sadalītas:

1. Materiālu/izejvielu uzglabāšanas un dozēšanas aprīkojums. Parasti tās ir tvertnes ar iekārtām materiālu/izejvielu šķirošanai (filtrēšanai) un izkraušanai.
2. Aparāti transportēšanai. Tie ir vakuuma vai pneimatiski.
3. Slīpēšanas un laušanas mašīnas - drupinātāji, sliedes, smalcinātāji, pulperi, kavitatori un citi.
4. Jaucējkrāni. Tos izmanto vielu mehāniskai atdalīšanai ar daļiņu savstarpēju kustību.
5. Rullīšu mašīnas. Nepieciešams lūzuma veidošanai (izveidošanai) un polimēru kompozīciju drupināšanai.
6. ekstrūzijas iekārtas. Ar tās palīdzību polimērmateriāli tiek pārstrādāti noteiktos izstrādājumos, nepārtraukti izspiežot izkausēto izejvielu caur formēšanas galvu, kuras ģeometriskā forma nosaka galaprodukta profilu.
7. Liešanas mašīnas. Šī ir polimēru apstrādes iekārta, ko izmanto plastmasas kompozīciju izgatavošanai no pulverveida vai granulētām izejvielām, kuras tiek pārvietotas vai izspiestas veidnes dobumā, kur tās sastingst un pēc atdzesēšanas tiek izņemtas.
8. Ekstrūzijas pūšanas formēšanas iekārtas. Tie, saskaņā ar izstrādājuma veidošanas metodi no sagataves, ir sadalīti piepūšamos, ekstrūzijas un injekcijas mehānismos.
9. Vulkanizācijas mašīnas un preses. Ir nepārtraukta vai periodiska darbība, un tos izmanto, lai izveidotu produktus no pulverveida vai granulētām izejvielām.
10. Pārklāšanas un impregnēšanas mašīnas. Tiek pielietoti polimēru segumu zīmēšanai uz īpašas pamatnes.
11. Mazgāšanas kompleksi. Nepieciešams iepriekšējai polimēra attīrīšanai pēc granulēšanas vai slīpēšanas, bet pirms tā apstrādes.

Plastmasas pārstrādes iekārtas

Galvenās mašīnas no daudzām polimēru apstrādei paredzētām speciālām iekārtām ir šādas vienības:

• drupinātāji - iekārta darbojas pēc blendera principa, sagriežot veselus produktus mazos gabaliņos;
• aglomeratori - tajos mazi polimēra gabali tiek pakļauti vēl lielākai sasmalcināšanai un pēc tam saķepināšanai mazos gabaliņos;
• granulatori - ar to palīdzību no aglomeratora iegūto maisījumu karsē un sagriež granulās.

Mazāk svarīgas, bet tomēr nepieciešamas tiek ņemtas vērā šādas plastmasas pārstrādes iekārtas:

• mazgāšanas līniju vienības;
• transporta mezgli;
• dažāda veida separatori;
• žāvētāji.

Aprīkojums mini rūpnīcas uzsākšanai

Lai vadītu nelielu plastmasas pārstrādes rūpnīcu, ir nepieciešamas šādas polimēru apstrādes iekārtas.

1. Pamataprīkojums:
   • drupinātājs vai smalcinātājs;
   • aglomerators;
   • ja nepieciešams, granulators.
2. Papildaprīkojums:
   • karstā mazgāšanas vanna;
   • 1-2 centrifūgas;
   • Ekstrūderi otrreizējai pārstrādei;
   • sietu aizstājēji;
   • maisītāji un dozatori;
   • mazgāšana ar peldēšanu;
   • savienojošie mezgli (pneimatiskais vai vakuuma transports).
   • vadības modulis.

Lielākie polimēru pārstrādes pildvielu ražotāji

Pieprasītākie plastmasas pārstrādes iekārtu ražotāji ir šādi uzņēmumi:

Eiropas.

1. HGMA Wulf GmbH ir vācu ražotājs ar izcilu reputāciju, kas ražo ne tikai iekārtas polimēru primārajai un otrreizējai pārstrādei, bet arī zemes pārvietošanas un celtniecības iekārtas.
2. Global Tech ir Polijas uzņēmums, kas ražo ātrus un uzticamus stacionāros un pārvietojamos drupinātājus.
3. Herbold Meckesheim ir lielisks Vācijas minerālo materiālu ražotājs visam plastmasas apstrādes un pārstrādes ciklam.

ķīniešu.

1. Ķīna IS-MAC Machinery ir Ķīnas lielākais ekstrūzijas iekārtu ražotājs plastmasas pudeļu un citu plastmasu apstrādei.
2. LISHENG INDUSTRIAL ir veļas mazgājamo mašīnu, drupinātāju, drukas iekārtu un citu iekārtu ražotājs.
3. Blue Ocean - ražo ekstrūzijas iekārtas un iesmidzināšanas formēšanas iekārtas.

krievu valoda.

1. GK Polymer System Group (Novosibirska) - ražo visu nepieciešamo polimēru apstrādei.
2. ENGEL Austria GmbH (Maskava) - ražo iesmidzināšanas mašīnas plastmasas iesmidzināšanai, gumijas/silikona apstrādes iekārtas utt.
3. StankoPet (Maskava) - ražo gandrīz visu plastmasas apstrādes iekārtu klāstu.

Polimēru apstrādes iekārtu rentabilitāte

Aptuvenā aplēse par nelielas polimēru pārstrādes rūpnīcas pabeigšanu ietvers šādas izmaksas:

• plastmasas pudeļu apstrādes aprīkojuma līnijas iegāde - aptuveni 10 000 USD;
• aprīkojuma transportēšana un uzstādīšana - līdz 15% no aprīkojuma izmaksām (1500 USD);
• algas darbiniekiem - aptuveni 7000 USD;
• telpu noma (+ remonts) - 10 000 USD;
• citi pasākumi - 5000 USD.

Tajā pašā laikā tonna otrreiz pārstrādātās plastmasas maksā aptuveni 750 USD, bet izejvielu iegāde maksās 100 USD par tonnu.
Norādītais investīciju līmenis aprēķināts mini rūpnīcai ar plastmasas pudeļu un līdzīgu polimēru izstrādājumu pārstrādes iekārtu iegādi ar jaudu 1 tonna dienā, t.i. ar ienākumiem no 7000 līdz 9000 dolāru mēnesī. Ar šādu atmaksāšanos rūpnīca sāks gūt tīro peļņu otrajā darbības gadā (pēc 15-20 mēnešiem).

Jāprecizē, ka atmaksāšanās periods, kā arī ražotnes atvēršanas izmaksas var būt mazākas, ja:

• preferences tiks saņemtas no valsts;
• ražotne tiks atvērta netālu no plastmasas šķirošanas vietas tālākai apstrādei;
• rūpnīca saņems bezatlīdzības ieguldījumus no starptautiskajiem fondiem dabas aizsardzībai.

Izejvielu saņemšana un to mārketings

Atkarībā no ražošanas līnijas un īpašnieka vēlmēm plastmasas pārstrādes rūpnīca var ražot granulētas vai pulverveida polimēru izejvielas. Šādu produktu tirdzniecība, kā likums, nav nekas grūts, jo tie ir ļoti un pastāvīgi pieprasīti šādās jomās:

• neausto materiālu ražošana;
• būvmateriālu ražošana;
• polimēru izstrādājumu ražošana valsts vajadzībām;
• ķīmisko šķiedru ražošana;
• kā piedeva primārajām izejvielām (samazina pašizmaksu).

Rūpnīcas ar atbilstošām ražošanas līnijām ir plaši pārstāvētas visos reģionos, un tām ļoti nepieciešamas lētas izejvielas.

Turklāt polimēru apstrādes līniju var paplašināt ar papildu aprīkojumu un jau patstāvīgi ražot dažus plastmasas izstrādājumu veidus. Piemēram:

• Dārzeņu un augļu iepakošanas tīkli;
• atkritumu maisi;
• iepakojumi;
• mēbeļu furnitūra;
• polimēru flīzes;
• dažādas caurules, veidnes, detaļas santehnikai vai kanalizācijai;
• piederumi vai tehniskās detaļas automašīnām;
• šķidruma uzglabāšanas tvertnes;
• citi mazi polimēru izstrādājumi.

Termoplastika ir plastmasa, kas pēc formēšanas ir pārstrādājama. Tie var vairākkārt mīkstināt sildot un sacietēt, kad atdzesē, nezaudējot savas īpašības. Tas ir iemesls milzīgajai interesei par termoplastisko atkritumu pārstrādi - gan sadzīves, gan rūpniecisko.

Cieto sadzīves atkritumu (MSA) sastāvs galvaspilsētā ievērojami atšķiras no vidējā Krievijā. Maskavā gadā tiek radīti aptuveni 110 000 tonnu cieto sadzīves atkritumu. No tiem polimēri veido 8–10%, un lielo uzņēmumu komerciālajos atkritumos šis skaitlis sasniedz 25%.

MSW struktūrā atsevišķi jāizceļ plastmasas pudeles. Maskavā vien katru gadu no tiem tiek izmestas apmēram 50 000 tonnu.Saskaņā ar Starptautiskās zinātniski praktiskās konferences "Iepakojums un vide" rezultātiem 30% no visiem polimēru atkritumiem ir pudeles, kas izgatavotas no polietilēna un polivinilhlorīda. Taču šobrīd saskaņā ar Valsts vienotā uzņēmuma "Promothody" datiem Maskavā un reģionā gadā tiek pārstrādāti ne vairāk kā 9 tūkstoši tonnu polimēru atkritumu, kas izolēti no cietajiem atkritumiem. Un puse no tiem - Maskavas apgabala teritorijā. Kādi ir iemesli tik nenozīmīgai termoplastisko atkritumu pārstrādei?

Kolekcijas organizēšana

Līdz šim plastmasas atkritumu savākšanai ir vairāki kanāli.

Pirmais un galvenais ir atkritumu savākšana un izvešana no lielajiem tirdzniecības centriem. Šis izejmateriāls pārsvarā ir izmantots iepakojums, un tas tiek uzskatīts par "tīrāko" un vispiemērotāko turpmākai lietošanai.

Otrs veids ir selektīva atkritumu savākšana. Maskavas dienvidrietumos pilsētas administrācija kopā ar valsts vienoto uzņēmumu Promothody veic šādu eksperimentu. Vairāku dzīvojamo māju pagalmos uzstādīti speciāli vācu eirokonteineri. Vāki konteineriem ar caurumiem: apaļi - PET pudelēm, liela sprauga - papīram. Konteineri ir bloķēti un pastāvīgi uzraudzīti. Divu gadu laikā tika savāktas 12 tonnas plastmasas pudeļu. Šobrīd projektā ir iekļautas tikai 19 dzīvojamās ēkas. Pēc ekspertu domām, aptverot teritoriju ar vairāk nekā 1 miljonu iedzīvotāju, šādas sistēmas priekšrocības kļūst acīmredzamas.

Trešā iespēja ir cieto atkritumu šķirošana specializētajos uzņēmumos (Kotļakovas izmēģinājuma atkritumu šķirošanas centrā, privātajā uzņēmumā MSK-1 un citos atkritumu šķirošanas kompleksos). Precīzi noteikt šķiroto atkritumu apjomu vēl ir diezgan grūti, taču šī otrreizējo izejvielu avota īpatsvars jau ir jūtams. Dažas komerciālas organizācijas, kas atrodas pašvaldību pārraudzībā, organizē savus otrreizējo izejvielu (tostarp polimēru atkritumu) savākšanas punktus no iedzīvotājiem. Tur parasti notiek primārā šķirošana un presēšana. Taču tādu vietu pilsētā ir ļoti maz.

Ievērojama daļa pārstrādei nodoto pārstrādāto materiālu tiek nelikumīgi savākti poligonos. To dara privāti uzņēmumi un dažreiz paši poligonu apsaimniekotāji. Savāktos un sašķirotos materiālus pārdod tālākpārdevējiem vai tieši ražotājiem.

Apstrādājot termoplastu, ļoti svarīga ir izmantoto polimēru viendabīgums, piesārņojuma pakāpe, krāsa un veids (plēve, pudeles, lūžņi), piegādāto atkritumu forma (saspiešana, iepakojums utt.). Atkarībā no šiem un vairākiem citiem parametriem konkrētas partijas piemērotība turpmākai apstrādei (un līdz ar to arī tās tirgus vērtība) var ievērojami svārstīties. Makulatūra maksā visvairāk.

Šķirošanu, drupināšanu un presēšanu var veikt daudzi starpnieki, atkritumu šķirošanas kompleksi, paši pārstrādātāji, valsts vienotā uzņēmuma "Promotkhody" struktūras.

Vairumā gadījumu tiek izmantota manuāla šķirošana, jo atbilstošais aprīkojums ir dārgs un ne vienmēr efektīvs.

Polimēru pārstrāde

Savāktos un sašķirotos atkritumus var pārstrādāt otrreizējā granulātā vai nekavējoties doties uz jaunu produktu ražošanu (iepirkumu maisiņi un somas, vienreizējās lietošanas trauki, video kasešu futrāļi, lauku mēbeles, polimēru caurules, koka-polimēra dēļi utt.).

Polimēru sadzīves atkritumu pārstrādi rūpnieciskā mērogā Maskavā veic tikai OAO NII PM (produktu ražošana pašvaldības ekonomikas vajadzībām kā daļa no dalītās atkritumu savākšanas programmas Dienvidrietumu autonomajā apgabalā un pēc pasūtījuma galvaspilsētas mēra birojā). Valsts vienotais uzņēmums "Promotkhody" veic sasmalcināšanu, mazgāšanu un žāvēšanu, pēc tam pārslas par cenu 400 USD par tonnu tiek transportētas tālākai apstrādei uz PM pētniecības institūtu.

Citi otrreizējo izejvielu pārstrādātāji ir vai nu par mazu (jauda līdz 20 tonnām mēnesī), vai arī pārstrādes aizsegā nodarbojas ar smalcināšanu un tālāku tālākpārdošanu, labākajā gadījumā pievieno savai produkcijai sasmalcinātas izejvielas. Gandrīz neviens Maskavā nenodarbojas ar sekundāro granulātu un aglomerātu liela mēroga ražošanu.

Saskaņā ar citiem avotiem (N.M. Chalaya, NPO Plastic), daudzi mazi uzņēmumi nodarbojas ar Maskavas atkritumos esošo polimēru apstrādi, kuriem šī darbība nav galvenā. Viņi cenšas to nereklamēt, jo parasti tiek uzskatīts, ka pārstrādātu materiālu izmantošana produktu ražošanā pasliktina tā kvalitāti.

Tipisks uzņēmums šim tirgum ir ražošanas kooperatīvs Vtorpolimer, kas strādā tieši ar pilsētas poligonu. Poligonā dzīvojošie bezpajumtnieki tur savāc visu plastmasu: pudeles, rotaļlietas, saplīsušos spaiņus, plēvi u.c. Par samaksu “preces” tiek nodotas starpniekiem, kas nogādā Vtorpolimērā. Šeit lietas, kas savu laiku nokalpojušas, tiek mazgātas un nosūtītas otrreizējai pārstrādei. Tos šķiro pēc krāsas, sasmalcina un pievieno plastmasai, no kuras izgatavo instalācijas caurules (tās izmanto jaunu māju celtniecībā, lai izolētu elektroinstalācijas). Netīro plastmasas lūžņu iegādes cena ir 1 tūkstotis rubļu. par tonnu, tīrā - 1,5 tūkst.Mazākas partijas tiek pieņemtas par cenu 1 un 1,5 rubļi. attiecīgi par kilogramu.

Polimēru atkritumu šķirošana tiek veikta manuāli. Galvenais atlases kritērijs ir preces izskats vai atbilstošais marķējums. Bez marķējuma polistirola, polivinilhlorīda vai polipropilēna iepakojumu nevar vizuāli atšķirt. Pudeles visbiežāk tiek uzskatītas par PET, plēvi - polietilēnu (konkrēts PE tips parasti nav noteikts), lai gan tas var būt PP vai PVC. Linolejs - galvenokārt PVC, putupolistirols (polistirols) ir viegli atpazīstams vizuāli, neilona šķiedras un tehniskie izstrādājumi (spoles, bukses) parasti ir izgatavoti no poliamīda. Sakritību iespējamība ar šo šķirošanu ir aptuveni 80%.

Otrreizējo materiālu tirgū strādājošo uzņēmumu darbības analīze ļauj izdarīt šādus secinājumus:

1) otrreizējo materiālu cenas tirgū nosaka to sagatavotības pakāpe pārstrādei. Ja ņemam neapstrādāta zema blīvuma polietilēna granulu izmaksas par 100%, tad tīras, sasmalcinātas polietilēna plēves cena, kas sagatavota apstrādei, ir no 8 līdz 13% no neapstrādāta polimēra izmaksām. Polietilēna aglomerāta cena ir no 20 līdz 30% no primārā polimēra izmaksām;

2) vairumam granulēto sekundāro polimēru cena pēc sastāva vidēji svārstās no 45 līdz 70% no primāro polimēru cenas;

3) sekundāro polimēru cena ir ļoti atkarīga no to krāsas, tas ir, no polimēru atkritumu sākotnējās šķirošanas kvalitātes pēc krāsas. Pārstrādāto tīro un jaukto krāsu polimēru cenu atšķirība var sasniegt 10-20%;

4) cenas produktiem, kas iegūti no primārajiem un sekundārajiem polimēriem, parasti ir gandrīz vienādas, kas padara sekundāro polimēru izmantošanu ražošanā ārkārtīgi izdevīgu.

Vidēji no MSW izolēto polimēru atkritumu cena atkarībā no sagatavošanas pakāpes, partijas un veida svārstās no 1 līdz 8 rubļiem / kg. Iepirkuma cenas no pārstrādātājiem atkarībā no partijas un piesārņojuma līmeņa ir norādītas 1. tabulā.

Tīro CSA atkritumu cena parasti ir vienāda ar rūpniecisko un komerciālo atkritumu cenu.

Tirgus cenu, ko veic pārstrādātājs iepērkot polimēru atkritumus no CSA, veido starpnieka iepirkuma cena no iedzīvotājiem (apmēram 25% no pašizmaksas), maksa par lielas tonnāžas atkritumu partiju veidošanu, šķirošanu, presēšana un pat mazgāšana visdārgākajām (tīrākajām) izejvielām.

Cenas tādiem produktiem kā aglomerāts un granulāts vidēji 12-24 rubļi/kg (poliamīds ir dārgāks par pārējiem - 35-50 rubļi/kg, PET - no 20 rub./kg). Turpmākā apstrāde palielina virsvērtību atkarībā no produkta veida par 30-200 %.

Investīciju pievilcība

Pēc lielākās daļas ekspertu domām, investēt polimēru atkritumu pārstrādē ir izdevīgi, taču tikai tad, ja paļaujas uz valsts atbalstu un uz otrreizējo izejvielu pārstrādātāju interesēm vērstu tiesisko regulējumu.

Mūsdienās Maskavas tirgu veido 20-30 mazi uzņēmumi, kas nodarbojas ar polimēru atkritumu pārstrādi, galvenokārt rūpnieciskas izcelsmes. Tirgu kopumā raksturo neformālas attiecības starp pārstrādātājiem un piegādātājiem, liela daļa uzņēmumu, kuriem šis bizness ir blakus bizness, kā arī zemi pārstrādes apjomi (12-17 tūkst.t gadā). Var pieņemt, ka, ja no pārstrādātāju puses būs stabils pieprasījums pēc šādiem atkritumiem, piedāvājumu apjoms augs.

Jāpiebilst, ka polimēru atkritumu daudzums, kas mūsdienās tiek reāli pārstrādāts, ir ļoti maza pilsētas MSW daļa. Un tas neskatoties uz to, ka pieprasījums pēc polimēriem un izstrādājumiem no tiem nepārtraukti pieaug, un atkritumu apglabāšanas problēma arvien vairāk satrauc pilsētas varas iestādes.

Ierobežojošs faktors jaunu pārstrādes rūpnīcu celtniecībā ir atkritumu savākšanas sistēmas nepietiekama attīstība un nopietnu piegādātāju trūkums. Privātā biznesa un valsts interešu sakritībai šajā jomā neizbēgami būtu jānoved pie pārstrādātāju interesēm atbilstošu likumu pieņemšanas.

Tagadne un nākotne

1. PET pārstrādes apjoms gadā galvaspilsētā ir 4-5 tūkstoši tonnu gadā. Maskavas varas iestāžu plānos ietilpst PET konteineru selektīvās savākšanas sistēmas organizēšana līdz 2003. gadam un divu ražošanas kompleksu izveide tās pārstrādei ar jaudu 3000 tonnu gadā. Šobrīd tiek pabeigta divu privāto PET pārstrādes rūpnīcu būvniecība ar kopējo jaudu 6000 tonnu gadā.

Maskavas valdībai tuvāko mēnešu laikā būtu jāpieņem polimēru pārstrādātāju darbību regulējoši noteikumi (precīzs to saturs vēl nav zināms). Esošās un topošās telpas ir pietiekamas, lai apmierinātu tirgus vajadzības. Tiek izskatīta valsts atbalsta iespēja valsts vienotā uzņēmuma "Promotkhody" un uzņēmuma "Inteko" projektiem (potenciālā pārstrādes jauda - 7-8 tūkst.t gadā).

2. PP pārstrādes apjoms Maskavā ir 4-5 tūkstoši tonnu gadā, lai gan pilsētā ik gadu tiek izmesti apmēram 50-60 tūkstoši tonnu - galvenokārt plēves un lielmaisi. Pēc apstrādes PP granulu veidā pievieno primārajām izejvielām vai pilnībā izmanto plastmasas trauku, iepirkumu maisiņu uc ražošanai).

Liela mēroga šī polimēra pārstrādes projektu trūkums (kā tas ir PET gadījumā) paver lielas investīciju iespējas. Visrentablākā šajā posmā ir pārstrādājamo materiālu pārstrāde granulās, jo patēriņa preču ražošanas jomā konkurence ir daudz sīvāka.

3. Arī PE pārstrādes apjoms ir 4-5 tūkstoši tonnu gadā. Galvenais izejvielu veids ir plēve, tai skaitā lauksaimniecības plēve. Kopumā pilsētā ik gadu tiek izmesti aptuveni 60-70 tūkstoši tonnu polietilēna atkritumu. Parasti uzņēmumi, kas iesaistīti PE apstrādē, nodarbojas arī ar PP. Viens no lielajiem uzņēmumiem, caur kuru iet aptuveni 2,5 tūkstoši tonnu gadā, ir Plastpoliten.

PE ir ļoti izturīgs pret piesārņojumu. Taču esošais aizliegums pārtikas iepakojuma ražošanā izmantot otrreizēji pārstrādātu polimēru izejmateriālu ierobežo realizācijas iespējas.

Līdz ar to šodien racionālākā šķiet rūpnieciskā kompleksa būvniecība polietilēna, polipropilēna un PET atkritumu pārstrādei granulās.

Šajā ražošanā jāiekļauj:

a) šķirošana (nepieciešama personāla īpaša apmācība, lai samazinātu cita veida polimēru īpatsvaru, kas ir ļoti svarīgi produkta kvalitātei);

b) mazgāšana (lielākie potenciālie izejvielu apjomi parasti netiek šķiroti un nemazgāti);

c) žāvēšana, drupināšana, aglomerācija.

Ekonomiski visizdevīgāk ir šo kompleksu izvietot tuvējā Maskavas reģionā, jo tur cenas par elektrību, ūdeni, zemes nomu un industriālajām platībām ir ievērojami zemākas nekā galvaspilsētā (skat. 2. tabulu).

Šādas ražošanas efektīvai darbībai nepieciešams valsts atbalsts. Varbūt ir jēga daļēji pārskatīt esošos sanitāros standartus cieto atkritumu pārstrādei, kā arī uzlikt polimēru izstrādājumu ražotājiem pienākumu veikt atskaitījumus par polimēru atkritumu pārstrādi. Turklāt būtu jāveic visaptveroši pasākumi Maskavas valdības un individuālo mājokļu un komunālo pakalpojumu līmenī, lai izstrādātu selektīvās savākšanas sistēmu un izveidotu pārstrādes punktu tīklu.

Valsts pieaugošā interese par atkritumu apglabāšanu jau atspoguļojas budžetā: no 2002. līdz 2010. gadam. šiem mērķiem plānots tērēt 519,2 miljonus rubļu. no federālā budžeta. Federācijas subjektu budžetos paredzēts atvēlēt līdz 2010. gadam. 11,4 miljardi rubļu izstāšanās programmas īstenošanai.

2001. gadā Maskava vides aizsardzībai iztērēja 3,1 miljardu rubļu. Līdz šim jau īstenoto sadzīves atkritumu pārstrādes projektu izmaksas ir 115,5 miljoni rubļu.

Andrejs Golīnijs,

Otrreizējo izejvielu kā jaunas resursu bāzes izmantošana ir viena no dinamiskāk augošajām polimērmateriālu apstrādes jomām pasaulē. Krievijai tas ir jaunums. Taču interese iegūt lētos resursus, kas ir otrreizējie polimēri, ir ļoti jūtama, tāpēc pasaules pieredzei to pārstrādē vajadzētu būt pieprasītai.

Valstīs, kur vides aizsardzībai ir liela nozīme, pārstrādāto polimēru pārstrādes apjoms nepārtraukti pieaug. Tiesību akti uzliek par pienākumu juridiskām un fiziskām personām plastmasas atkritumus (elastīgo iepakojumu, pudeles, krūzes u.c.) izmest speciālos konteineros to turpmākai izmešanai. Šodien dienaskārtībā ir ne tikai atkritumu polimērmateriālu pārstrādes uzdevums, bet arī resursu bāzes atjaunošana. Taču iespēju izmantot polimēru atkritumus reprodukcijai ierobežo to nestabilās un sliktākās mehāniskās īpašības salīdzinājumā ar oriģinālajiem polimēriem. Galaprodukti ar to izmantošanu bieži vien neatbilst estētiskiem kritērijiem. Dažiem produktu veidiem otrreizējo izejvielu izmantošana parasti ir aizliegta saskaņā ar spēkā esošajiem sanitārajiem vai sertifikācijas standartiem. Piemēram, dažas valstis ir aizliegušas pārtikas iepakojumā izmantot noteiktus pārstrādātus polimērus.

Gatavo produktu iegūšanas process no pārstrādātas plastmasas ir saistīts ar vairākām grūtībām. Pārstrādāto materiālu atkārtotai izmantošanai nepieciešama īpaša procesa parametru pārkonfigurēšana, jo pārstrādātā materiāla viskozitāte mainās, un tajā var būt arī ieslēgumi, kas nav polimēri. Dažos gadījumos gatavajam produktam tiek izvirzītas īpašas mehāniskās prasības, kuras vienkārši nevar izpildīt, izmantojot pārstrādātus polimērus. Tāpēc, lai izmantotu pārstrādātus polimērus, ir jāpanāk līdzsvars starp vēlamajām galaprodukta īpašībām un pārstrādātā materiāla vidējām īpašībām. Par pamatu šādai attīstībai vajadzētu būt idejai par jaunu produktu radīšanu no otrreizējās pārstrādes plastmasas, kā arī daļēju primāro materiālu aizstāšanu ar sekundārajiem tradicionālajos produktos. Pēdējā laikā primāro polimēru aizstāšanas process ražošanā ir tik ļoti saasinājies, ka ASV vien tiek saražotas vairāk nekā 1400 produkcijas vienības no otrreizējās pārstrādes plastmasas, kuras iepriekš tika ražotas, izmantojot tikai primārās izejvielas.

Tādējādi otrreizēji pārstrādātus plastmasas izstrādājumus var izmantot, lai ražotu produktus, kas iepriekš tika izgatavoti no neapstrādātiem materiāliem. Piemēram, no atkritumiem iespējams ražot plastmasas pudeles, t.i., pārstrādāt slēgtā ciklā. Arī sekundārie polimēri ir piemēroti tādu priekšmetu ražošanai, kuru īpašības var būt sliktākas nekā analogiem, kas izgatavoti, izmantojot primārās izejvielas. Pēdējo risinājumu sauc par "kaskādes" atkritumu pārstrādi. To veiksmīgi izmanto, piemēram, FIAT auto, kas nolietotu automašīnu bamperus pārstrādā caurulēs un grīdas paklājiņos jaunām automašīnām.

Mēs apsvērsim plastmasas atkārtotas izmantošanas problēmas un perspektīvas, izmantojot polietilēntereftalāta (PET), polietilēna, polipropilēna un polistirola piemēru.

PAT

PET ir diezgan stabilas mehāniskās īpašības. Tāpēc otrreizējais materiāls, kas balstīts uz to, ir diezgan viegli apstrādājams. Galvenā izejviela otrreizējai pārstrādei ir tik izplatītās plastmasas pudeles dzērieniem. Ir arī svarīgi, lai otrreizēji pārstrādāts PET homogenizētos vieglāk nekā citas pārstrādātās plastmasas. Attīstītajās valstīs ir pietiekami izveidota PET atkritumu savākšana, kā arī to pārstrādes tehnoloģija. Pārstrādātā PET pārstrādes apjoms pasaulē sasniedz 1 miljonu tonnu gadā.

PET atkritumu pārstrādes procesā nav nepieciešama to plastifikācija. Tos šķiro no cita veida polimēru tvertnēm (uz PVC vai PE bāzes), pēc tam sasmalcina, mazgā un attīra no etiķetēm, līmvielām, iepakoto savienojumu atliekām un citiem piesārņotājiem, un pēc tam aglomerē vai granulē. Pārstrādātiem PET polimēriem ir tādas pašas apstrādes problēmas kā neapstrādātiem PET substrātiem: zems neņūtona uzvedības slieksnis (kad bīdes ātrums ietekmē polimēra viskozitātes izmaiņas), siltuma jutība un, visbeidzot, nepieciešamība izžūt. Turklāt žāvēšanas un apstrādes procesā pārstrādātajam materiālam ir zināms viskozitātes zudums, ko izraisa ne tikai temperatūras un deformācijas ietekme polimēra plastifikācijas laikā, bet arī piesārņotāju klātbūtne (mitrums, līme, krāsvielas, utt.). Šie faktori izraisa polimēra molekulmasas samazināšanos. 1. tabulā parādītas stiprības (σ) un relatīvā pagarinājuma (ε) vērtības plēves paraugiem no neapstrādāta PET un otrreizējās pārstrādes PET ekstrūzijas paraugiem ar iepriekšēju žāvēšanu un bez žāvēšanas. Pārstrādātā substrāta nepietiekama žāvēšana var būtiski pasliktināt pārstrādātā materiāla īpašības.

1. tabula

To pārstrādājamo PET atkritumu turpmākās izmantošanas jomu nosaka to molekulmasa. PET molekulmasu aprēķina no tā raksturīgās viskozitātes. 2. tabulā parādīts tā vērtību diapazons dažādiem PET lietojumiem.

2. tabula. PET raksturīgā viskozitāte atkarībā no pielietojuma

Acīmredzot sekundārajiem polimēriem, kas ir dažādu produktu veidu pamatā un kuriem attiecīgi ir atšķirīga molekulmasa (raksturīgā viskozitāte), ir nepieciešamas pilnīgi atšķirīgas pārstrādes tehnoloģijas. Pārstrādātais PET ne vienmēr var kalpot par pamatu oriģinālo produktu atkārtotai ražošanai.

Vēl viena PET atkritumu pārstrādes problēma ir saistīta ar iespējamo PVC klātbūtni tajos. Pat rūpīgi šķirojot PET pudeles, pastāv iespēja, ka pārstrādātā materiāla sastāvā iekļūs PVC un PE piemaisījumi. PET apstrādes temperatūrā PVC sadalās, izdalot sālsskābi, kas izraisa intensīvu polimēra noārdīšanos. Tāpēc ir jāsamazina PVC klātbūtne PET atkritumu sastāvā. Pieļaujamais PVC saturs nepārsniedz 50 ppm.

Visbiežāk PET atkritumi tiek atkārtoti izmantoti plastmasas pudeļu, plēvju un šķiedru ražošanai. Pārstrādātā PET reoloģiskās un mehāniskās īpašības padara to piemērotu izmantošanai mazgāšanas līdzekļu konteineru ražošanā, padarot to par labu alternatīvu PVC un HDPE. Pārstrādātu PET bieži izmanto arī kā starpslāni trīs slāņu amorfās plēves ražošanā un trīsslāņu laminētu pudeļu izpūšanā ar neapstrādāta polimēra ārējiem slāņiem. Pārstrādāta un neapstrādāta PET koekstrūzijas maisījumu izmantošana var uzlabot pārstrādātā polimēra reoloģiskās īpašības, padarot to piemērotāku pūšanai.

Tikpat svarīga pārstrādātā PET pielietojuma joma ir šķiedru ražošana. Šķiedru vērpšanas procesā ir nepieciešams, lai plastificējamam otrreizēji pārstrādātajam polimēram būtu tādas pašas reoloģiskās īpašības (plūsmas ātruma gradients un neizotermiska stiepšanās) kā jaunajam polimēram. Parasti PET šķiedrai, kas veidota no sekundārās bāzes, piemīt mehāniskas īpašības, kas atbilst plaša produktu klāsta ražošanas nosacījumiem.

Pārstrādātās šķiedras tiek pārstrādātas tekstilizstrādājumos vai austās pamatnēs apģērbu un paklāju ražošanai. Šajos lietojumos var izmantot līdz pat 100% pārstrādātu polimēru. Visbiežāk PET šķiedru izmanto kā sintētisko izolāciju ziemas apģērbiem vai kā gatavu plīša tekstūru apģērbu šūšanai.

PET šķiedrai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citām sintētiskajām šķiedrām. Piemēram, PET šķiedras paklāji neizbalē un tiem nav nepieciešama īpaša ķīmiska apstrāde, kas nepieciešama neilona šķiedras paklājiem. PET šķiedras un krāsojas vieglāk nekā neilons. PET šķiedru audumi, kas izgatavoti, izmantojot kausēšanas blown tehnoloģiju, tiek izmantoti troksni izolējošu materiālu, ģeotekstilmateriālu, filtrējošu un absorbējošu elementu, sintētisko ziemotāju ražošanā. Visbeidzot, neliels daudzums pārstrādāta PET tiek izmantots automobiļu detaļu, elektrisko izstrādājumu un dažādu armatūras ražošanai ar iesmidzināšanas lējumu.

Polietilēns

Zema blīvuma polietilēnu (LDPE) un lineāro polietilēnu (LLDPE) izmanto, lai izgatavotu plēves mājsaimniecības iepakojumam (ieskaitot plastmasas maisiņus, maisiņus un maisus) un rūpniecisko iepakojumu (piemēram, lauksaimniecības mēslošanas līdzekļu maisiņus), kas ir izejvielas tālākai pārstrādei. . Pirmajā gadījumā pārstrāde ir pavisam vienkārša, jo otrreizējā materiāla kvalitāte ir ļoti tuva primārā polimēra kvalitātei produkta īsā dzīves cikla dēļ. Polimērs ir īslaicīgi pakļauts ārējiem faktoriem un tikai nedaudz sabojājas. Lielākā mērā materiāla struktūra cieš tā reģenerācijas procesā plastifikācijas ceļā. Vēl viens otrreizējās pārstrādes materiāla neapmierinošo īpašību avots var būt atkritumu ar atšķirīgu molekulāro struktūru (piemēram, gan LDPE, gan LLDPE) izmantošana, kas neizbēgami noved pie iegūtā materiāla mehānisko īpašību samazināšanās.

Atkārtoti izmantojot rūpniecisko iepakojumu, situācija ir nedaudz sarežģītāka. Parasti rūpnieciskajai plēvei ir garāks dzīves cikls nekā sadzīves plēvei. Polimēra struktūru negatīvi ietekmē arī saules gaismas iedarbība, temperatūras svārstības utt. Turklāt lietotās rūpnieciskās polietilēna plēves var saturēt ievērojamu piesārņojumu putekļu un smalku komponentu veidā, kurus gandrīz neiespējami noņemt pat ar visrūpīgāko mazgāšanu. Protams, tas negatīvi ietekmē otrreizējo materiālu īpašības.

Visu pārstrādāto plastmasu izmantošana tiek aprēķināta, pamatojoties uz to vidējām īpašībām. Attiecībā uz LDPE un LLDPE ar atšķirīgu noteiktības pakāpi var apgalvot, ka šāda veida pārstrādāto plēvju polimēru izejvielas var apstrādāt tādos pašos apstākļos (un ar aptuveni tādām pašām galīgajām īpašībām) kā neapstrādātu plastmasu. LDPE pārstrādes piemēri ir mājsaimniecības un komerciālās iepakojuma plēves, cieto atkritumu maisu un dārza mulčas plēves atkārtota ražošana. Gatavā produkta materiāla īpašības ir ļoti tuvas primārās polimēra bāzes īpašībām, tomēr pārstrādes ciklu "produkts uz produktu" skaits ir ierobežots, jo polimēra īpašības pasliktinās materiāla atkārtotā kušanas procesā. . Pēdējā ciklā pārstrādājamā plēve ir piemērota tikai dārza mulčas plēves ražošanai, kam nepieciešamas diezgan pieticīgas mehāniskās īpašības (bieži vien tai tiek pievienoti parastie sodrēji).

Stretch plēvēm ir polimēru piedevas, kas darbojas kā piesārņotāji, kam nepieciešama ievērojama primāro izejvielu pievienošana: otrreizēji pārstrādāto elastīgo plēvi nelielā proporcijā (15-25%) sajauc ar neapstrādātu polimēru. Agroindustriālo plēvju pārstrādes laikā rodas vairākas grūtības, ko izraisa ne tikai polimēra bāzes mehānisko īpašību pasliktināšanās un svešķermeņu ieslēgumi, bet arī fotooksidācijas procesi, kas samazina materiāla optiskās īpašības. Iegūtā plēve atkal iegūst dzeltenu nokrāsu.

Šobrīd par perspektīvāko virzienu LDPE un LLDPE (un no jebkuriem citiem polimēriem) atkritumu pārstrādē tiek uzskatīta starpmateriālu radīšana, lai aizstātu tradicionālos koksnes materiālus. Polimēru pārstrādāto materiālu galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar koksni ir to bioloģiskā stabilitāte: polimērus neiznīcina mikroorganismi un tie var atrasties ūdenī ilgu laiku, neapdraudot struktūru. Lai uzlabotu mehāniskās īpašības, polimēru sastāvā tiek ievadītas dažādas inertas piedevas, piemēram, pulverveida koka skaidas vai šķiedras. Šādu produktu tirgus ir milzīgs. US Plastic Lumber Corp. lēš, ka tas ir 10 miljardi ASV dolāru.

Augsta blīvuma polietilēns tiek izmantots, lai izgatavotu, piemēram, kārbas šķidriem produktiem. HDPE atkritumu pārstrādes procesā ir nepieciešama īpaša sekundāro produktu (piemēram, degvielas un smērvielu konteineru) apstrāde. Turklāt bieži vien ir problēmas, kas saistītas ar HDPE iznīcināšanu plastifikācijas procesā, jo procesu pavada lielie mehāniskie spēki. Pārstrādātā HDPE klāsts ir ļoti plašs un izceļas ar dažādiem tehnoloģiskiem procesiem. To bieži izmanto plēvju, dažāda izmēra konteineru, apūdeņošanas cauruļu, dažādu pusfabrikātu uc ražošanai. Pārstrādātais HDPE ir atradis vislielāko pielietojumu konteineru (kanistru) ražošanā ar pūšamo formēšanu. Augsta blīvuma otrreizēji pārstrādājamo polimēru reoloģiskās īpašības neļauj pūst lielus konteinerus, tāpēc šādu kannu tilpums ir ierobežots. Tipiska izmantošanas joma tvertnēm, kuru pamatā ir HDPE atkritumi, ir degvielas un smērvielu un mazgāšanas līdzekļu iepakošana.

Kannas var ražot vai nu pilnībā no polimēru atkritumiem, vai ar ekstrūzijas palīdzību ar primāro granulātu. Pēdējā gadījumā sekundārais polimēra slānis veido serdi starp diviem primārajiem polimēra slāņiem. Tādā veidā iegūtās kannas mazgāšanas līdzekļu iepildīšanai izmanto vairāki uzņēmumi (Procter & Gamble, Unilever u.c.).

Vēl viens masveida ražošanas no pārstrādāta HDPE piemērs ir apūdeņošanas caurules. Parasti tie ir izgatavoti no sekundāro un primāro polimēru maisījuma dažādās attiecībās. Ņemot vērā, ka apūdeņošanas caurules nav paredzētas lietošanai zem spiediena, pārstrādātā HDPE mehāniskās īpašības ir labi piemērotas to ražošanai. Tvertņu un plēvju pārstrādāta HDPE augsto viskozitāti bieži var kompensēt ar neapstrādātā polimēra zemo viskozitāti, tādējādi uzlabojot triecienizturību. Arī liela diametra cauruļu izgatavošana no otrreizēji pārstrādāta HDPE nav problēma: apūdeņošanas un drenāžas caurules ir līdz 630 mm diametrā.

Izmantojot iesmidzināšanas liešanas tehnoloģiju, pārstrādātās plastmasas procentuālais daudzums ir mazāks. Šī tehnoloģija tiek pielietota apšuvuma paneļu, sadzīves atkritumu konteineru uc ražošanā. Apšuvuma paneļu tirgus ir ļoti pievilcīgs tā lielās ietilpības dēļ. Tiek lēsts, ka ASV tirgū vien tiek patērēti 2 miljardi vienību apvalku paneļu un dēļu, kas joprojām ir tradicionāli zāģmateriāli.

Attiecībā uz plēves ražošanu ar uzlabotu triecienizturību un augstu plīsuma izturību, šajā gadījumā pārstrādātu HDPE var izmantot tikai ar LDPE un LLDPE piedevām.

Polipropilēns

Galvenais pārstrādātā polipropilēna avots ir plastmasas kastes, akumulatoru korpusi, bamperi un citas plastmasas automašīnu detaļas. Mazākā mērā no šī materiāla izgatavotie iepakojuma izstrādājumi tiek pārstrādāti. Sekundārā PP kvalitāte ir atkarīga no apstākļiem, kādos produkts atradās darbības laikā. Jo mazāk tas ir cietis no ārējām ietekmēm, jo ​​sekundārā materiāla īpašības ir tuvākas primārā materiāla īpašībām. Tomēr ekspluatācijas apstākļi reti ir tik labvēlīgi. Tikai retos gadījumos automašīnu plastmasas detaļas var pārstrādāt slēgtā ciklā: piemēram, Renault Megane izmanto pārstrādātus PP bamperus, lai izgatavotu jaunus. Parasti pārstrādātu PP izmanto citu automobiļu detaļu ražošanai, kurām ir mazāk stingras prasības - ventilācijas caurules, blīves, grīdas paklāji utt. Šis piemērs iekļaujas klasiskajā kaskādes pārstrādes shēmā.

Pārstrādāto PP izmanto arī dažādos maisījumos ar neapstrādātu PP vai citiem poliolefīniem iesmidzināšanas formēšanā (kastes, kastes) vai ekstrūzijas (dažādi profili un pusfabrikāti).

Polistirols

Polistirola atkritumu pārstrādes iespējas ir daudz pieticīgākas. Tas ir saistīts ar mazāku izkliedi salīdzinājumā ar citām plastmasām un, pats galvenais, mazāku cenu starpību starp izejmateriāliem un pārstrādātiem materiāliem. Turklāt polistirola izstrādājumi ražošanas laikā bieži tiek pakļauti ievērojamai tilpuma stiepšanai, kas apgrūtina pārstrādi un ietekmē kopējās utilizācijas izmaksas. Ļoti neliela daļa no pēcpatērēšanas polistirola tiek pārstrādāta izejvielās. Pārstrādāta polistirola piemēri ir izolācijas paneļi, iepakojuma materiāli, cauruļu izolācija un citi izstrādājumi, kas var optimāli izmantot pārstrādātā polistirola labās siltumizolācijas, trokšņu slāpēšanas un triecienizturības īpašības. Dažos gadījumos pārstrādātā polistirola struktūra tiek sablīvēta, izmantojot īpašas pārejas tehnoloģijas, un šādi iegūtais materiāls tiek izmantots kristāliskā polistirola lietojumos. Interesantākais šī materiāla pielietojums ir profilu izgatavošana, kas iepriekš izgatavoti tikai no koka (logu rāmji, grīdas utt.). Šajā gadījumā pārstrādātā polistirola īpašības nekādā ziņā neatpaliek no koksnes īpašībām un dzīves cikla ilguma ziņā dabiskos apstākļos to pat pārspēj.

Plastmasas maisījumi

Produktu, kas sastāv no dažādu polimēru kombinācijas, likvidēšana ir gan laikietilpīgs, gan daudzsološs uzdevums. No vienas puses, veidojot otrreizējos materiālus ar pieņemamām mehāniskajām īpašībām no plastmasas maisījumiem, nav nepieciešama primārā (pašvaldību līmenī) un sekundārā (otrreizējās pārstrādes ražošanas līmenī) sadzīves un rūpniecisko atkritumu šķirošana, kam vajadzētu pozitīvi ietekmēt. apstrādes izmaksas. No otras puses, iegūto materiālu īpašības nav pārāk labas, jo polimēri, kas veido to pamatu (galvenokārt PE, PP, PET, PS un PVC), ir nesavietojami viens ar otru un veido daudzkomponentu sistēmu ar zemu saskarnes mijiedarbību. . Turklāt piesārņotāju – papīra daļiņu, metāla, krāsvielu – klātbūtne izraisa turpmāku fizikālo un mehānisko īpašību pasliktināšanos.

Gandrīz visos gadījumos maisījuma īpašības ir daudz sliktākas nekā katra komponenta īpašības atsevišķi. Lai sasniegtu redzamus panākumus daudzkomponentu atkritumu apglabāšanā, ir nepieciešams veikt apstrādi pēc iespējas īsākā ciklā. Uzdevums ir, no vienas puses, izvairīties no nevajadzīgām materiālu izmaksām, no otras puses, samazināt apstrādes laiku, neļaujot polimēriem, kas veido materiālu, sākt sadalīties. Šī iemesla dēļ ir nepieciešams uzturēt zemu darba temperatūru, lai gan daži komponenti (piemēram, PET) paliks cietā stāvoklī un izturēsies kā inerti pildvielas. Tāpat ir jāizvēlas pielietojumi, kuriem nav nepieciešamas augstas mehāniskās īpašības un kuriem nav nozīmīgu izmēru. Tas ir vienīgais veids, kā izvairīties no pārstrādes izmaksu nopietnās ietekmes uz produkta galīgajām izmaksām, kā arī izlīdzināt daudzkomponentu polimēra zemās mehāniskās īpašības ar no tā veidoto izstrādājumu mazajiem izmēriem.

Aprīkojums

Visās attīstītajās industriālās valstīs tiek ražotas dažāda veida iekārtas polimēru atkritumu pārstrādei. NVS valstīs ir noteikta veida iekārtu ražotāji "pārstrādei" - piemēram, AS "Kuzpolimermaš" (Krievija), Baranoviču darbgaldu rūpnīca (Baltkrievija).

Taču tādiem Eiropā pazīstamiem uzņēmumiem kā Erema GmbH, Artoc Maschinenbau GesmbH, NGR GmbH, General Plastics GmbH (Austrija), Gamma Meccanica, Tria S.p.A. kompleksos risinājumos nav līdzinieku. (Itālija), Erlenbach GmbH, Sikoplast Maschinenbau, Heinrich Koch GmbH (Vācija), ORVAK (Zviedrija). Šodien šie uzņēmumi aktīvi ienāk Krievijas tirgū.

Baltkrievijas Republikas Izglītības ministrija

izglītības iestāde

"Jankas Kupalas vārdā nosauktā Grodņas Valsts universitāte"

Būvniecības un transporta fakultāte

Pārbaude

disciplīnā "Materiālu tehnoloģija"

Polimēru un polimēru materiālu apstrāde

Polimērs ir organiska viela, kuras garās molekulas ir veidotas no tām pašām atkārtoti atkārtojošām vienībām - monomēriem.

Rīsi. 1. Polimēra makromolekulas struktūras shēma:

a) - ķēdēm līdzīgas molekulas; b) - sānu savienojumi

Piemīt spēja noteiktos apstākļos secīgi savienoties viens ar otru, monomēri veido garas ķēdes (1. att.) ar lineārām, sazarotām un tīkla saišu struktūrām, kā rezultātā veidojas polimēra makromolekulas.

Pēc izcelsmes polimērus iedala trīs grupās:

Dabīgie veidojas augu un dzīvnieku dzīvībai svarīgās aktivitātes rezultātā, un tos satur koks, vilna un āda. Tie ir olbaltumvielas, celuloze, ciete, šellaka, lignīns, latekss. Parasti dabiskie polimēri tiek pakļauti izolācijai, attīrīšanai, modificēšanai, kurā galveno ķēžu struktūra paliek nemainīga. Šādas apstrādes produkts ir mākslīgie polimēri. Piemēri ir dabīgā kaučuka, kas izgatavota no lateksa, celuloīda, kas ir nitroceluloze, kas plastificēta ar kamparu, lai palielinātu elastību.

Dabiskajiem un mākslīgajiem polimēriem ir bijusi nozīmīga loma mūsdienu tehnoloģijās, un dažās jomās tie joprojām ir neaizstājami līdz pat mūsdienām, piemēram, celulozes un papīra rūpniecībā. Taču straujš organisko materiālu ražošanas un patēriņa pieaugums notika, pateicoties sintētiskajiem polimēriem - materiāliem, kas iegūti sintēzes ceļā no zemas molekulmasas vielām un kam dabā nav analogu. Sintētiskos polimērus iegūst ogļu, dabas un rūpnieciskās gāzes, naftas un citu izejvielu pārstrādes laikā. Pēc ķīmiskās struktūras polimērus iedala lineārajos, sazarotajos, tīkla un telpiskajos.

Atkarībā no īpašību izmaiņām karsēšanas laikā polimērus iedala divās galvenajās grupās: termoplastiskie un termoreaktīvie. Pirmie no tiem ir veidoti uz novolaka sveķu bāzes, bet otrie - uz rezoles sveķu bāzes.

1. Termoplastiskie polimēri (termoplasti) karsējot kļūst mīksti, vispirms pārvēršas ļoti elastīgā un pēc tam viskozā-šķidruma stāvoklī; atdzesējot tie sacietē. Šis process ir atgriezenisks, tas ir, to var atkārtot daudzas reizes. Termoplasti ietver polimērus ar lineāru un sazarotu saišu struktūru; to monomēri ir saistīti viens ar otru tikai vienā virzienā. Atkārtoti karsējot, šādas ķīmiskās saites netiek iznīcinātas; monomēru molekulas iegūst elastību un mobilitāti. Izstrādājumi tiek izgatavoti no termoplastmasām ar presēšanu, iesmidzināšanu, nepārtrauktu ekstrūzijas (ekstrūzijas) un citām metodēm. Visizplatītākie termoplasti ir polimerizācijas materiāli (polietilēns, polipropilēns, polivinilhlorīds, polistirols, fluoroplasti un citi) un polikondensācijas materiāli (poliamīds, poliuretāns, anilinoformaldehīds, fenola-formaldehīda sveķi u.c.), ko ražo pulveru, drupatu veidā. , loksnes, stieņi, caurules utt.

2. Termoreaktīvie polimēri (termoreaktīvi), karsējot, vispirms mīkstina, ja tie bija cieti, un pēc tam pārvēršas cietā stāvoklī. Šis process ir neatgriezenisks, t.i., atkārtoti uzkarsējot, šādi polimēri nemīkst. Termoplasti ietver polimērus ar tīkla vai šķērssaistītu saišu struktūru. Šādi polimēri veido divdimensiju vai trīsdimensiju saites milzu makromolekulās; to monomēri vai lineārās molekulas ir cieši saistītas viena ar otru un nespēj savstarpēji kustēties. Visizplatītākie termoplasti ir polikondensācijas materiāli - fenola plastmasas, kas iegūtas uz fenola formaldehīda, poliestera, epoksīda un urīnvielas sveķu bāzes. Detaļas un izstrādājumi, kas izgatavoti no termoplastmasas, tiek iegūti ar karsto presēšanu, iesmidzināšanu un apstrādi.

Pašlaik plastmasas izstrādājumi tiek ražoti ar ļoti dažādām metodēm. Tajā pašā laikā produktu ražošanas metodes izvēli nosaka polimēra veids, tā sākotnējais stāvoklis, kā arī izstrādājuma konfigurācija un izmēri.

Polimērmateriālu apstrādē galvenais uzdevums ir palēnināt negatīvos procesus un izveidot nepieciešamo materiāla struktūru. Vienkāršākās metodes šī mērķa sasniegšanai ir materiāla temperatūras, spiediena, sildīšanas un dzesēšanas ātruma regulēšana. Papildus tiek izmantoti stabilizatori, kas palielina materiāla izturību pret novecošanos, plastifikatori, kas samazina materiāla viskozitāti un palielina molekulāro ķēžu elastību, kā arī dažādas pildvielas.

Pirms pāriet uz diskusiju par dažādām polimēru apstrādes metodēm, ļaujiet man atgādināt, ka polimērmateriāli var būt termoplastiski vai termoreaktīvi (termoreaktīvi). Kad termoplastiskie materiāli ir formēti zem karstuma un spiediena, pirms atbrīvošanas no veidnes tie jāatdzesē zem polimēra mīkstināšanas temperatūras, pretējā gadījumā tie zaudēs savu formu. Termoreaktīvo materiālu gadījumā tas nav nepieciešams, jo pēc vienreizējas kombinētas temperatūras un spiediena iedarbības produkts saglabā savu iegūto formu pat tad, kad tas augstā temperatūrā tiek atbrīvots no veidnes.

Pārstrādājot izstrādājumos, termoplasti tiek pakļauti siltuma, mehāniskā spiediena, atmosfēras skābekļa un gaismas iedarbībai. Jo augstāka temperatūra, jo plastiskāks materiāls un vieglāk to apstrādāt. Taču augstas temperatūras un iepriekš minēto faktoru ietekmē polimēros pārtrūkst ķīmiskās saites, notiek oksidēšanās, jaunu nevēlamu struktūru veidošanās, atsevišķu makromolekulu un makromolekulu sekciju kustība viena pret otru, makromolekulu orientācija dažādos virzienos. , un materiāla izturība orientācijas virzienā palielinās, bet šķērsvirzienā samazinās. Plēvju un plānsienu izstrādājumu ražošanā šī parādība spēlē pozitīvu lomu, visos pārējos gadījumos tas izraisa struktūras neviendabīgumu un rada atlikušos spriegumus.

Termoreaktīvo izstrādājumu pārstrādes īpatnība ir formēšanas procesu apvienošana ar cietēšanu, t.i., ar ķīmiskām reakcijām makromolekulu šķērssavienojuma struktūras veidošanai. Nepilnīga sacietēšana pasliktina materiāla īpašības. Lai sasniegtu nepieciešamo cietēšanas pilnīgumu pat katalizatoru klātbūtnē un paaugstinātā temperatūrā, ir nepieciešams ievērojams laiks, kas palielina detaļas izgatavošanas sarežģītību. Materiāla galīgā sacietēšana var notikt ārpus formēšanas instrumentiem, jo ​​produkts iegūst stabilu formu pirms šī procesa pabeigšanas.

Apstrādājot kompozītmateriālus, liela nozīme ir saistvielas adhēzijai (saķerei) ar pildvielu. Adhēzijas vērtību var palielināt, notīrot pildvielas virsmu un padarot to reaktīvu. Ar vāju saistvielas saķeri ar pildvielu, materiālā parādās mikroporas, kas būtiski samazina materiāla izturību.

Produkta šķērsgriezuma atšķirības dzesēšanas ātrumos, kristalizācijas pakāpē, termoplastu relaksācijas procesu pilnīgumā un termoplastu sacietēšanas pakāpē arī izraisa struktūras neviendabīgumu un papildu atlikušo spriegumu parādīšanos izstrādājumos. Lai samazinātu paliekošos spriegumus, tiek izmantota izstrādājumu termiskā apstrāde, struktūras veidošana apstrādes laikā un citas tehnoloģiskās metodes.

Arvien pieaugošais plastmasas ražošanas apjoms prasa turpināt pilnveidot esošos un izstrādāt jaunus augstas veiktspējas tehnoloģiskos procesus polimēru apstrādei. Tālākais progress plastmasas apstrādes jomā ir saistīts ar strauju apstrādes iekārtu produktivitātes pieaugumu, darbaspēka intensitātes samazināšanos produktu ražošanā un to kvalitātes pieaugumu. Uzdoto uzdevumu risināšana nav iespējama bez jaunu progresīvu apstrādes metožu izmantošanas, kas ietver dažāda veida polimēru apstrādi ar spiedienu cietā agregācijas stāvoklī.

Visi polimēru apstrādes procesi cietā stāvoklī ir balstīti uz plastisku (piespiedu elastīgo) deformāciju, kas ir atgriezeniska. Piespiedu elastīgās deformācijas polimēros attīstās lielu mehānisko spriegumu ietekmē. Pēc deformējošā spēka izbeigšanās temperatūrā, kas zemāka par mīkstināšanas temperatūru, stikla pārejas vai materiāla kristalizācijas rezultātā tiek fiksēta piespiedu elastīgā deformācija, un deformētais polimēra korpuss neatjauno sākotnējo formu.