Polimēru rūpniecība ir to pārstrāde. "Polimēru pārstrāde Eiropā: jauni un pārbaudīti risinājumi". Aprīkojums mini rūpnīcas uzsākšanai

25.11.2019

11.08.2015 16:09

Atkritumu klasifikācija

Polimēru pārstrādes un izstrādājumu ražošanas no tiem laikā rodas atkritumi - tie ir tehnoloģiskie atkritumi, kas daļēji atgriezti procesā. Tas, kas paliek pēc plastmasas izstrādājumu izmantošanas - dažādas plēves (siltumnīcas, būvniecības u.c.), konteineri, sadzīves un lielgabarīta iepakojumi - ir sadzīves un rūpniecības atkritumi.

Tehnoloģiskie atkritumi tiek pakļauti termiskai iedarbībai kausējumā un pēc tam drupināšanas un aglomerācijas laikā arī intensīvai mehāniskai slodzei. Lielākajā daļā polimēru termiskās un mehāniskās noārdīšanās procesi notiek intensīvi, zaudējot vairākas fizikālās un mehāniskās īpašības, un, atkārtoti apstrādājot, var negatīvi ietekmēt produkta īpašības. Tātad, atgriežoties pie galvenā procesa, kā parasti, 10-30 procenti sekundāro atkritumu, ievērojams daudzums materiāla iziet līdz pat 5 ekstrūzijas un drupināšanas cikliem.

Sadzīves un rūpnieciskie atkritumi tiek ne tikai vairākas reizes pārstrādāti augstā temperatūrā, bet arī ilgstoši pakļauti tiešai saules gaismai, skābekļa un gaisa mitruma iedarbībai. Siltumnīcu plēves var nonākt arī saskarē ar pesticīdiem, pesticīdiem, dzelzs joniem, kas veicina polimēra noārdīšanos. Rezultātā polimēru masā uzkrājas liels daudzums aktīvo savienojumu, paātrinot polimēru ķēžu sadalīšanos. Pieejai šādu dažādu atkritumu pārstrādei attiecīgi jābūt atšķirīgai, ņemot vērā polimēra vēsturi. Taču vispirms aplūkosim veidus, kā samazināt radīto atkritumu daudzumu.

Procesa atkritumu daudzuma samazināšana

Tehnoloģisko atkritumu, galvenokārt palaišanas atkritumu, daudzumu var samazināt, izmantojot siltuma stabilizatorus pirms ekstrūdera vai iesmidzināšanas formēšanas bloka apturēšanas tā sauktā stop koncentrāta veidā, ko daudzi cilvēki aizmirst vai atstāj novārtā. Kad iekārta apstājas vienkāršam materiālam ekstrūdera mucā vai iesmidzināšanas formēšanas mašīnā, tā mucu atdzesējot un pēc tam sildot diezgan ilgu laiku atrodas augstas temperatūras ietekmē. Šajā laikā cilindrā aktīvi norisinās polimēra šķērssavienojuma, sadalīšanās un sadegšanas procesi, uzkrājas produkti, kas pēc ilgstošas palaišanas iznāk želeju un krāsainu ieslēgumu (apdegumu) veidā. Termiskie stabilizatori novērš šos procesus, padarot iekārtu tīrīšanu vieglāku un ātrāku pēc palaišanas. Lai to izdarītu, pirms apstāšanās mašīnas cilindrā 15-45 minūtes ievada 1-2 procentus apstāšanās koncentrāta. apstāties ar 5-7 cilindru tilpumu pārvietošanās ātrumu.

Apstrādes (ekstrūzijas) piedevas, kas palielina procesa izgatavojamību, ļauj samazināt arī atkritumu daudzumu. Pēc savas būtības šīs piedevas, piemēram, Dynamar no Dyneon, Viton no DuPont, ir fluorkaučuku atvasinājumi. Tie ir vāji savietojami ar pamata polimēriem un vietās ar vislielākajiem bīdes spēkiem (materiāli, sprauslas u.c.) tiek nogulsnēti no kausējuma uz metāla virsmas, veidojot uz tās tuvu sienai eļļojošu slāni, pa kuru kausējums slīd laikā. liešana. Apstrādes piedevas izmantošana mazākajos daudzumos (400-600 ppm) ļauj atrisināt daudzas tehnoloģiskas problēmas - samazināt griezes momentu un spiedienu uz ekstrūdera galvu, palielināt produktivitāti, vienlaikus samazinot enerģijas izmaksas, novēršot izskata defektus un samazinot polimēru ekstrūzijas temperatūru un kompozīcijas, kas ir jutīgas pret paaugstinātu temperatūru, palielina produkta gludumu, rada plānākas plēves. Sarežģītas formas lielizmēra vai plānsienu liešanas izstrādājumu ražošanā piedevas izmantošana var uzlabot izšļakstīšanos, novērst virsmas defektus, lodēšanas līnijas un uzlabot izstrādājuma izskatu. Tas viss pats par sevi samazina laulību īpatsvaru, t.i. atkritumu daudzums. Turklāt apstrādes piedeva samazina oglekļa nogulšņu pielipšanu uz matricas, sprauslu aizsērēšanu, un tai ir mazgāšanas efekts, t.i. samazina iekārtu tīrīšanas pieturu skaitu un līdz ar to arī palaišanas atkritumu daudzumu.

Papildu efekts ir tīrīšanas koncentrātu izmantošana. Tos izmanto, tīrot liešanas un plēves iekārtas ātrai pārejai no krāsas uz krāsu bez apstājas, visbiežāk attiecībā 1:1-1:3 ar polimēru. Tas samazina atkritumu daudzumu un laiku, kas pavadīts krāsu maiņai. Tīrīšanas koncentrātu sastāvs, ko ražo daudzi vietējie (tostarp Klinol, Klinstyr no NPF Bars-2, Lastik no Stalker LLC) un ārvalstu ražotāji (piemēram, Shulman - Poliklin ”), kā likums, mīkstie minerālu pildvielas un virsmaktīvās mazgāšanas līdzeklis. ir iekļautas piedevas.

Sadzīves un rūpniecisko atkritumu daudzuma samazināšana.

Ir dažādi veidi, kā samazināt atkritumu daudzumu, palielinot produktu, galvenokārt plēvju, kalpošanas laiku, izmantojot termiski un gaismu stabilizējošas piedevas. Pagarinot siltumnīcas plēves kalpošanas laiku no 1 līdz 3 sezonām, attiecīgi samazinās arī izmetamo atkritumu daudzums. Lai to izdarītu, pietiek ar nelielu daudzumu gaismas stabilizatoru ievadīšanas plēvē, ne vairāk kā pusprocentu. Stabilizācijas izmaksas ir zemas, un plēves pārstrādes ietekme ir ievērojama.

Atpakaļceļš ir paātrināt polimēru noārdīšanos, radot foto un bioloģiski noārdāmus materiālus, kas pēc lietošanas ātri sadalās saules gaismas un mikroorganismu iedarbībā. Lai iegūtu fotodegradējamās plēves, polimēra ķēdē tiek ievadīti komonomēri ar funkcionālām grupām, kas veicina fotodegradāciju (vinilketoni, oglekļa monoksīds), vai arī polimērā kā aktīvās pildvielas tiek ievadīti fotokatalizatori, kas veicina polimēra ķēdes pārrāvumu saules gaismas iedarbībā. Kā katalizatori tiek izmantoti ditiokarbamāti, peroksīdi vai pārejas metālu oksīdi (dzelzs, niķelis, kobalts, varš). Ukrainas Nacionālās Zinātņu akadēmijas Ūdens ķīmijas institūts (V.N.Miščenko) izstrādāja eksperimentālas metodes nanoizmēra klasteru struktūru veidošanai, kas satur metāla un oksīda daļiņas uz titāna dioksīda daļiņu virsmas. Filmu sadalīšanās ātrums palielinās 10 reizes - no 100 līdz 8-10 stundām.

Galvenie virzieni bioloģiski noārdāmu polimēru iegūšanai:

poliesteru sintēze uz hidroksikarbonskābes (pienskābes, sviestskābes) vai dikarbonskābes bāzes, tomēr līdz šim tie ir daudz dārgāki nekā tradicionālās plastmasas;

plastmasu, kuru pamatā ir reproducējami dabiskie polimēri (ciete, celuloze, hitozāns, proteīns), šādu polimēru izejvielu bāze var teikt neierobežota, taču iegūto polimēru tehnoloģija un īpašības vēl nesasniedz galveno multi- tonnāžas polimēri;

rūpnieciskos polimērus (pirmkārt poliolefīnus, kā arī PET) padarot bioloģiski noārdāmus, sajaucot.

Pirmie divi virzieni prasa lielus kapitālieguldījumus jaunu nozaru radīšanai, šādu polimēru apstrāde prasīs arī būtiskas tehnoloģijas izmaiņas. Vienkāršākais veids ir salikt. Bioloģiski noārdāmos polimērus iegūst, matricā ievadot bioloģiski aktīvas pildvielas (cieti, celulozi, koka miltus). Tātad vēl 80. gados V.I.Skripačovs un V.I.Kuzņecovs no ONPO Plastpolimer izstrādāja ar cieti pildītas plēves ar paātrinātu novecošanas periodu. Diemžēl šāda materiāla aktualitāte toreiz bija tīri teorētiska, un pat tagad tas nav saņēmis plašu izplatību.

Atkritumu pārstrāde

Jūs varat piešķirt polimēram otru dzīvi, izmantojot īpašus kompleksos koncentrātus - pārstrādātājus. Tā kā polimērs katrā apstrādes stadijā tiek pakļauts termiskai noārdīšanai, produkta darbības laikā notiek fotooksidatīvā noārdīšanās, mehāniskā sadalīšanās slīpēšanas un atkritumu aglomerācijas laikā, noārdīšanās produkti uzkrājas materiāla masā un liels daudzums aktīvo radikāļu, satur peroksīda un karbonila savienojumus, kas veicina tālāku polimēru ķēžu sadalīšanos un šķērssavienojumus. Tāpēc šādu koncentrātu sastāvā ir primārie un sekundārie antioksidanti, fenola un amīna tipa termiskie un gaismas stabilizatori, kā arī fosfīti vai fosfonīti, kas neitralizē polimērā uzkrātos aktīvos radikāļus un sadala peroksīdu savienojumus, kā arī plastificē un kombinē. piedevas, kas uzlabo fizikālās un mehāniskās īpašības.pārstrādātā materiāla īpašības un pavelk tās vairāk vai mazāk tuvu neapstrādātā polimēra līmenim.

Kompleksās piedevas firmas Siba. Ciba, Šveice, piedāvā kompleksu stabilizatoru saimi dažādu polimēru - augsta blīvuma polietilēna, HDPE, PP apstrādei: Recyclostab / Recyclostab un Recyclosorb / Recyclossorb. Tie ir dažādu foto- un termisko stabilizatoru tablešu maisījumi ar plašu kušanas temperatūru diapazonu (50-180°C), kas piemēroti ievadīšanai apstrādes iekārtās. Recyclostab sastāvā esošās piedevas ir raksturīgas polimēru apstrādei - fenola stabilizatori, fosfīti un apstrādes stabilizatori. Atšķirība slēpjas komponentu attiecībās un optimālā sastāva izvēlē atbilstoši konkrētam uzdevumam. "Recyclossorb" izmanto, ja gaismas stabilizācijai ir svarīga loma, t.i. iegūtie produkti tiek darbināti ārpus telpām. Šajā gadījumā tiek palielināts gaismas stabilizatoru īpatsvars. Uzņēmuma ieteiktie ievades līmeņi ir 0,2–0,4 procenti.

"Recyclostab 421" ir īpaši izstrādāts LDPE atkritumu plēvju un maisījumu ar augstu tā saturu apstrādei un termiskai stabilizēšanai.

"Recyclostab 451" ir paredzēts PP atkritumu un maisījumu ar augstu to saturu apstrādei un termiskai stabilizēšanai.

Recyclostab 811 un Recyclossorb 550 tiek izmantoti, lai pagarinātu saules gaismā izmantoto pārstrādāto produktu kalpošanas laiku, tāpēc tie satur vairāk gaismas stabilizatoru.

Stabilizatorus izmanto formētu vai plēvju izstrādājumu ražošanā no sekundārajiem polimēriem: kastes, paliktņi, konteineri, caurules, nekritiskas plēves. Tie tiek ražoti granulētā, neputējošā veidā, bez polimēra bāzes, presētām granulām ar kušanas temperatūru 50-180°C.

Uzņēmuma Bars-2 kompleksie koncentrāti. Sekundāro polimēru apstrādei SPF Bars-2 ražo kompleksus koncentrātus uz polimēru bāzes, kas papildus stabilizatoriem satur arī kombinējošas un plastificējošas piedevas. Kompleksie koncentrāti "Revtol" - poliolefīniem vai "Revten" - augstas trieciena polistirolam, tiek ievadīti 2-3 procentu apjomā sekundāro plastmasu apstrādes laikā un, pateicoties īpašu piedevu kompleksam, novērš termiski oksidatīvu novecošanos. no sekundārajiem polimēriem. Koncentrāti atvieglo to apstrādi, jo uzlabojas kausējuma reoloģiskās īpašības (paaugstināts MFR), palielina gatavo izstrādājumu stiprības raksturlielumus (to elastību un izturību pret plaisāšanu), salīdzinot ar produktiem, kas izgatavoti bez to izmantošanas, atvieglo to apstrādi kā rezultātā. materiāla izgatavojamības palielināšanās (samazināts griezes moments un piedziņas slodze). Apstrādājot sekundāro polimēru maisījumu "Revtol" vai "Revten", uzlabo to savietojamību, tādējādi palielinās arī iegūto produktu fizikālās un mehāniskās īpašības. "Revten" izmantošana ļauj palielināt sekundārā UPM īpašības līdz 80-90 procentiem no sākotnējā polistirola īpašībām, novēršot defektu parādīšanos.

Tagad ļoti aktuāla ir kompleksa koncentrāta izstrāde pārstrādātā PET apstrādei. Galvenais posts šeit ir materiāla dzeltēšana, acetaldehīda uzkrāšanās un kausējuma viskozitātes samazināšanās. Pazīstamas Rietumu firmu piedevas - "Siba", "Clarianta", kas ļauj pārvarēt dzeltēšanu un uzlabot polimēra apstrādājamību. Tomēr Rietumos un mums ir atšķirīga pieeja sekundārā PET izmantošanai. Tā kā 90 procentus no tā izmanto poliestera šķiedru vai tehnisko izstrādājumu ražošanai, un šim nolūkam paredzētās piedevas ir labi izstrādātas, mūsu pārstrādātāji cenšas atgriezt pārstrādāto PET vispārpieņemtajā plūsmā – formējot un pūšot sagataves un pudeles vai veidojot plēves un loksnes, izmantojot plakano spraugu ekstrūzija. Šajā gadījumā polimēra mērķa īpašības, kuras jāietekmē, ir nedaudz atšķirīgas - izgatavojamībai, formējamībai, caurspīdīgumam un sarežģītu piedevu sastāvam ir jāatbilst mērķim.

Atkritumu klasifikācija

Atkritumi rodas polimēru pārstrādes un izstrādājumu izgatavošanas laikā no tiem - tie ir tehnoloģiskie atkritumi, kas daļēji atgriezti procesā. Tas, kas paliek pēc plastmasas izstrādājumu izmantošanas - dažādas plēves (siltumnīcas, būvniecības u.c.), konteineri, sadzīves un lielgabarīta iepakojumi - ir sadzīves un rūpniecības atkritumi.

Procesa atkritumu daudzuma samazināšana

Apstrādes (ekstrūzijas) piedevas, kas palielina procesa izgatavojamību, ļauj samazināt arī atkritumu daudzumu. Pēc savas būtības šīs piedevas, piemēram, Dynamar no Dyneon, Viton no DuPont, ir fluorkaučuku atvasinājumi. Tie ir vāji savietojami ar pamata polimēriem un vietās ar vislielākajiem bīdes spēkiem (materiāli, sprauslas u.c.) tiek nogulsnēti no kausējuma uz metāla virsmas, veidojot uz tās tuvu sienai eļļojošu slāni, pa kuru kausējums slīd laikā. liešana. Apstrādes piedevas izmantošana mazākos daudzumos (400-600 ppm) ļauj atrisināt daudzas tehnoloģiskas problēmas - samazināt griezes momentu un spiedienu uz ekstrūdera galvu, palielināt produktivitāti, vienlaikus samazinot enerģijas izmaksas, novēršot izskata defektus un samazinot polimēru ekstrūzijas temperatūru un kompozīcijas, kas ir jutīgas pret paaugstinātu temperatūru, palielina produkta gludumu, rada plānākas plēves. Sarežģītas formas lielizmēra vai plānsienu liešanas izstrādājumu ražošanā piedevas izmantošana var uzlabot izšļakstīšanos, novērst virsmas defektus, lodēšanas līnijas un uzlabot izstrādājuma izskatu. Tas viss pats par sevi samazina laulību īpatsvaru, t.i. atkritumu daudzums. Turklāt apstrādes piedeva samazina oglekļa nogulšņu pielipšanu uz matricas, sprauslu aizsērēšanu, un tai ir mazgāšanas efekts, t.i. samazina iekārtu tīrīšanas pieturu skaitu un līdz ar to arī palaišanas atkritumu daudzumu.

Papildu efekts ir tīrīšanas koncentrātu izmantošana. Tos izmanto liešanas un plēves iekārtu tīrīšanā ātrai pārejai no krāsas uz krāsu bez apstājas, visbiežāk attiecībā 1:1-1:3 ar polimēru. Tas samazina atkritumu daudzumu un laiku, kas pavadīts krāsu maiņai. Tīrīšanas koncentrātu sastāvs, ko ražo daudzi vietējie (tostarp Klinol, Klinstyr no NPF Bars-2, Lastik no Stalker LLC) un ārvalstu ražotāji (piemēram, Shulman - Poliklin ”), kā likums, mīkstie minerālu pildvielas un virsmaktīvās mazgāšanas līdzeklis. ir iekļautas piedevas.

Sadzīves un rūpniecisko atkritumu daudzuma samazināšana.

Ir dažādi veidi, kā samazināt atkritumu daudzumu, palielinot produktu, galvenokārt plēvju, kalpošanas laiku, izmantojot termiski un gaismu stabilizējošas piedevas. Pagarinot siltumnīcas plēves kalpošanas laiku no 1 uz 3 sezonām, attiecīgi samazinās arī izmetamo atkritumu daudzums. Lai to izdarītu, pietiek ar nelielu daudzumu gaismas stabilizatoru ievadīšanas plēvē, ne vairāk kā pusprocentu. Stabilizācijas izmaksas ir zemas, un plēves pārstrādes ietekme ir ievērojama.

Galvenie virzieni bioloģiski noārdāmu polimēru iegūšanai:
poliesteru sintēze uz hidroksikarbonskābju (pienskābes, sviestskābes) vai dikarboksilskābes bāzes, tomēr līdz šim tie ir daudz dārgāki nekā tradicionālās plastmasas;
plastmasu, kuru pamatā ir reproducējami dabiskie polimēri (ciete, celuloze, hitozāns, proteīns), šādu polimēru izejvielu bāze var teikt neierobežota, taču iegūto polimēru tehnoloģija un īpašības vēl nesasniedz galveno multi- tonnāžas polimēri;
rūpnieciskos polimērus (pirmkārt poliolefīnus, kā arī PET) padarot bioloģiski noārdāmus, sajaucot.

Pirmie divi virzieni prasa lielus kapitālieguldījumus jaunu nozaru izveidei, šādu polimēru apstrāde prasīs arī būtiskas tehnoloģijas izmaiņas. Vienkāršākais veids ir salikt. Bioloģiski noārdāmus polimērus iegūst, matricā ievadot bioloģiski aktīvas pildvielas (cieti, celulozi, koka miltus). Tātad vēl 80. gados V.I.Skripačovs un V.I.Kuzņecovs no ONPO "Plastpolimer" izstrādāja ar cieti pildītas plēves ar paātrinātu novecošanas periodu. Diemžēl šāda materiāla aktualitāte toreiz bija tīri teorētiska, un pat tagad tas nav saņēmis plašu izplatību.

Atkritumu pārstrāde

Polimēram otru dzīvi iespējams piešķirt ar īpašu kompleksu koncentrātu – pārstrādātāju palīdzību. Tā kā polimērs katrā apstrādes stadijā tiek pakļauts termiskai noārdīšanai, produkta darbības laikā notiek fotooksidatīvā noārdīšanās, mehāniskā sadalīšanās slīpēšanas un atkritumu aglomerācijas laikā, noārdīšanās produkti uzkrājas materiāla masā un liels daudzums aktīvo radikāļu, satur peroksīda un karbonila savienojumus, kas veicina tālāku polimēru ķēžu sadalīšanos un šķērssavienojumus. Tāpēc šādu koncentrātu sastāvā ir primārie un sekundārie antioksidanti, fenola un amīna tipa termiskie un gaismas stabilizatori, kā arī fosfīti vai fosfonīti, kas neitralizē polimērā uzkrātos aktīvos radikāļus un sadala peroksīdu savienojumus, kā arī plastificē un kombinē. piedevas, kas uzlabo fizikālās un mehāniskās īpašības.pārstrādātā materiāla īpašības un pavelk tās vairāk vai mazāk tuvu neapstrādātā polimēra līmenim.

Kompleksās piedevas firmas Siba. Ciba, Šveice, piedāvā kompleksu stabilizatoru saimi dažādu polimēru - LDPE, HDPE, PP - apstrādei: Recyclostab / Recyclostab un Recyclosorb / Recyclossorb. Tie ir dažādu foto- un termisko stabilizatoru tablešu maisījumi ar plašu kušanas temperatūru diapazonu (50-180°C), kas piemēroti ievadīšanai apstrādes iekārtās. "Recyclostab" piedevu būtība ir raksturīga polimēru apstrādei - fenola stabilizatoriem, fosfītiem un apstrādes stabilizatoriem. Atšķirība slēpjas komponentu attiecībās un optimālā sastāva izvēlē atbilstoši konkrētam uzdevumam. "Recyclossorb" izmanto, ja gaismas stabilizācijai ir svarīga loma, t.i. iegūtie produkti tiek darbināti ārpus telpām. Šajā gadījumā tiek palielināts gaismas stabilizatoru īpatsvars. Uzņēmuma ieteiktie ievades līmeņi ir 0,2–0,4 procenti.

"Recyclostab 421" ir īpaši izstrādāts LDPE atkritumu plēvju un maisījumu ar augstu tā saturu apstrādei un termiskai stabilizēšanai.

"Recyclostab 451" ir paredzēts PP atkritumu un maisījumu ar augstu to saturu apstrādei un termiskai stabilizēšanai.

Recyclostab 811 un Recyclossorb 550 tiek izmantoti, lai pagarinātu saules gaismā izmantoto pārstrādāto produktu kalpošanas laiku, tāpēc tie satur vairāk gaismas stabilizatoru.

Uzņēmuma Bars-2 kompleksie koncentrāti. Sekundāro polimēru apstrādei SPF Bars-2 ražo kompleksus koncentrātus uz polimēru bāzes, kas papildus stabilizatoriem satur arī kombinējošas un plastificējošas piedevas. Kompleksie koncentrāti "Revtol" - poliolefīniem vai "Revten" - augstas trieciena polistirolam, tiek ievadīti 2-3 procentu apjomā sekundāro plastmasu apstrādes laikā un, pateicoties īpašu piedevu kompleksam, novērš termiski oksidatīvo novecošanos. sekundārajiem polimēriem. Koncentrāti atvieglo to apstrādi, jo uzlabojas kausējuma reoloģiskās īpašības (paaugstināts MFR), palielina gatavo izstrādājumu stiprības raksturlielumus (to elastību un izturību pret plaisāšanu), salīdzinot ar produktiem, kas izgatavoti bez to izmantošanas, atvieglo to apstrādi kā rezultātā. materiāla izgatavojamības palielināšanās (samazināts griezes moments un piedziņas slodze). Apstrādājot sekundāro polimēru maisījumu "Revtol" vai "Revten", uzlabo to savietojamību, tādējādi palielinās arī iegūto produktu fizikālās un mehāniskās īpašības. "Revten" izmantošana ļauj palielināt sekundārā UPM īpašības līdz 80-90 procentiem no sākotnējā polistirola īpašībām, novēršot defektu parādīšanos.

Tagad ļoti aktuāla ir kompleksa koncentrāta izstrāde pārstrādātā PET apstrādei. Galvenais posts šeit ir materiāla dzeltēšana, acetaldehīda uzkrāšanās un kausējuma viskozitātes samazināšanās. Pazīstamas Rietumu firmu piedevas - "Siba", "Clarianta", kas ļauj pārvarēt dzeltēšanu un uzlabot polimēra apstrādājamību. Tomēr Rietumos un mums ir atšķirīga pieeja sekundārā PET izmantošanai. Ja 90 procentus no tā izmanto poliestera šķiedru vai tehnisku izstrādājumu ražošanai un šim nolūkam paredzētās piedevas ir labi izstrādātas, mūsu pārstrādātāji vēlas atkārtoti izmantot PET — sagataves un pudeles ar iesmidzināšanas formēšanu un pūšanu, vai plēves un loksnes ar plakanu spraugu ekstrūzijas palīdzību. Šajā gadījumā polimēra mērķa īpašības, kuras ir jāietekmē, ir nedaudz atšķirīgas - izgatavojamībai, formējamībai, caurspīdīgumam un sarežģītu piedevu sastāvam ir jāatbilst mērķim.

Kā daļa no CREON grupas

Polimēru pārstrāde, kas tik attīstīta Eiropas valstīs, Krievijā vēl ir sākuma stadijā: nav izveidota atkritumu dalītā savākšana, nav normatīvā regulējuma, nav infrastruktūras, nav arī apziņas lielākajai daļai iedzīvotāju. Tomēr tirgus dalībnieki nākotnē raugās ar optimismu, liekot cerības uz Ekoloģijas gadu, kas valstī tika izsludināts 2017. gadā ar prezidenta dekrētu.

17. februārī Maskavā norisinājās INVENTRA organizētā trešā starptautiskā konference "Polymer Recycling 2017". Pasākuma partneri bija Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema un Moretto; atbalstu sniedza Nordson, DAK Americas un PETplanet. Konferences informatīvais sponsors ir žurnāls Polymer Materials.

"Šobrīd situācija nav iedvesmojoša, bet tās uzlabošana ir laika jautājums," savā apsveikuma runā sacīja CREON Group rīkotājdirektors Sergejs Stoļarovs. – Pie augstām primāro izejvielu cenām pieaugs pieprasījums pēc pārstrādātiem polimēriem un izstrādājumiem no tiem. Tajā pašā laikā vietējo izejvielu parādīšanās novirzīs primārā PET patēriņa struktūru uz šķiedrām un plēvēm. Šajā ziņā īpaši daudzsološa kļūst sekundāro polimēru izmantošana.

2016. gada beigās globālā PET kolekcija pārstrādei sasniedza 11,2 miljonus tonnu, sacīja Helēna Makgī, PCI Wood Mackenzie konsultante. Galvenā daļa kritusi uz Āzijas valstīm - 55%, Rietumeiropā savākti 17% no pasaules apjoma, ASV - 13%. Pēc eksperta prognozēm, līdz 2020. gadam PET savākšana pārstrādei pārsniegs 14 miljonus tonnu, un procentos savākšanas līmenis sasniegs 56% (šobrīd 53%). Galvenā izaugsme gaidāma uz Āzijas valstu, īpaši Ķīnas, rēķina.

Šobrīd visaugstākais savākšanas līmenis ir Ķīnā, tas ir 80%, un arī citas Āzijas valstis sasniegušas aptuveni tādu pašu rādītāju. Pēc Makgī kundzes teiktā, no 2016. gadā savāktā PET (un tas, atceramies, 11,2 milj.t) ražošanas zaudējumi sastādīja 2,1 milj.t, attiecīgi iegūts 9,1 milj.t pārslu.Turpmākās pārstrādes galvenais virziens ir šķiedras un diegi (66 %).

Līdz 2025. gadam Eiropā tiks pārstrādāti 60% sadzīves atkritumu, 2030. gadā šis rādītājs pieaugs līdz 65%. Šādi grozījumi plānoti Atkritumu ietvardirektīvā, informēja "Nordic Plast" direktoru padomes priekšsēdētājs Kaspars Fogelmanis. Tagad pārstrādes līmenis ir krietni zemāks - Latvijā, piemēram, tas ir tikai 21%, vidēji Eiropā - 44%. Vienlaikus Baltijā saražotā plastmasas iepakojuma apjomi ar katru gadu pieaug, izplatītākie pārstrādājamie polimēri ir LDPE, HDPE un PP plēve.

Krievijā 2016. gadā pārstrādātā PET (rePET) patēriņš sasniedza aptuveni 177 tūkstošus tonnu, no kuriem 90% nonāca vietējā savākšanā. Pēc EcoTechnologies Group direktoru padomes priekšsēdētāja Konstantīna Rzajeva teiktā, gandrīz 100% importa kritās uz PET pārslām poliestera šķiedras ražošanai. Lielākās piegādātājvalstis ir Ukraina (vairāk nekā 60%), kā arī Kazahstāna, Baltkrievija, Azerbaidžāna, Lietuva un Tadžikistāna.

Konstantīns Rzajevs atzīmēja, ka pagājušajā gadā iekasēšanas rādītājs pirmo reizi pārsniedza 25%, un tas ļauj runāt par pilnvērtīgas nozares rašanos Krievijā, kas jau tagad interesē investīcijas. Mūsdienās galvenais patērētājs (62% no kopējā apjoma) un cenu virzītājspēks joprojām ir pārstrādātās PET šķiedras segments. Taču izmaiņas likumdošanā un tendence prioritāri izmantot otrreiz pārstrādātus materiālus, kas ir daļa no starptautisku patēriņa preču uzņēmumu ilgtspējīgas attīstības stratēģijām, nodrošina labvēlīgu augsni vēl viena būtiska rePET patēriņa segmenta - no pudeles līdz pudelei - attīstībai.

Pēdējā gada laikā jaunu lielizveidojumu, kas patērētu rePET, nebija, taču tā izmantošana lokšņu segmentā pakāpeniski pieaug. Taču jau 2017. gadā ir paredzēts atvērt jaunas pārstrādātās PET šķiedras ražotnes un paplašināt esošās, kas kopā ar rubļa kursu būs galvenais faktors, kas ietekmēs tirgus līdzsvaru un rePET cenas.

Taču ir arī daudzas citas jomas – vēl neattīstītas, bet gana perspektīvas, kur pieprasīts ir arī pārstrādāts PET. Kā norāda ARPET Goda prezidents Viktors Kerņickis, tie ir diegi mēbeļu audumiem, automašīnu polsterēšanai un dažāda veida ģeosintētikai, putu materiāli siltuma un skaņas izolācijai, sorbcijas materiāli notekūdeņu attīrīšanai, kā arī bitumena armējošās šķiedras ceļu būvei. Pēc eksperta domām, ir daudz jaunu pārstrādes tehnoloģiju un pielietojumu, un valsts politikas mērķim jābūt nevis PET izmantošanas ierobežošanai, bet gan tā atkritumu savākšanai un racionālai izmantošanai.

Tēmu turpināja asociācijas RusPEC izpilddirektore Ļubova Meļaņevska, kura stāstīja par pirmajiem paplašinātās ražotāju atbildības (EPR) ieviešanas rezultātiem Krievijā. Tas stājās spēkā 2016. gadā, tā mērķis ir radīt pastāvīgu, maksātspējīgu un augošu pieprasījumu pēc produktu un iepakojuma atkritumu pārstrādes. Pēc gada jau var izdarīt dažus secinājumus, no kuriem galvenais ir tas, ka ir virkne problēmu, kuru dēļ bieži vien vienkārši nedarbojas RPR ieviešanas mehānisms. Kā konferencē sacīja Meļaņevska kundze, ir nepieciešams mainīt un papildināt esošo regulējumu. Proti, ražotāji, deklarējot preces, tajā skaitā iepakojumu, saskārās ar neatbilstību starp preču iepakojuma kodiem un pieņemtajos normatīvajos aktos noteiktajiem kodiem, kā rezultātā daudzi ražotāji un importētāji nevarēja iesniegt deklarācijas, jo. neatradās regulējumā. Risinājums bija kodu noraidīšana un priekšlikums pāriet uz iepakojuma identificēšanu pēc materiāliem.

Nākotnē, pēc RusPEC domām, nepieciešams pieņemt vienotu terminoloģiju visiem RPR elementiem un noteikt nepārprotamus, saprotamus un pārskatāmus nosacījumus līgumu slēgšanai ar atkritumu apsaimniekošanas operatoriem. Kopumā biedrība atbalsta likumu par EPR kā nozarei nepieciešamu un pozitīvu.

Ieviešot un popularizējot PET pārstrādi valstī, liela nozīme ir moderno tehnoloģiju pieejamībai (parasti tās nodrošina ārvalstu uzņēmumi). Tādējādi Polymetrix piedāvā mūsdienīgus integrētus risinājumus PET pārstrādei, tostarp savu SSP tehnoloģiju, PET pudeļu pārstrādei pārtikas PET pudelēs. Tagad pasaulē ir 21 šāda līnija, sacīja Danils Poļakovs, reģionālais pārdošanas vadītājs. Tehnoloģija ir paredzēta augstākās klases tirgum un ietver pudeļu pārstrādi granulās pārtikas konteineriem. Pirmais solis ir mazgāšana, kurā tiek pilnībā noņemtas papīra šķiedras un virsmas piesārņotāji, kā arī etiķetes un līme. Tālāk pudeles sasmalcina pārslās, kuras sašķiro pēc morfoloģijas un krāsas. Pēc tam ir granulu ražošana un pēc tam - galīgā pilnīga attīrīšana un polimēra īpašību atjaunošana SSP stadijā.

Viscotec piedāvā saviem klientiem tehnoloģiju, lai PET pudeles pārvērstu loksnēs, saka uzņēmuma pārstāvis Gerhards Osbergers. Piemēram, viscoSTAR un deCON cietās fāzes polikondensācijas reaktori ir paredzēti, lai attīrītu un palielinātu PET granulu un pārslu viskozitāti. Tos izmanto pēc granulatora, pirms ražošanas ekstrūzijas iekārtas vai kā atsevišķu vienību. ViscoSHEET līnija spēj ražot lenti, kas izgatavota no 100% pārstrādāta PET un pilnībā pārtikas kvalitātes.

Erema pārstāvis Kristofs Wjoss stāstīja par pārtikas plastmasas pudeļu ražošanu no PET pārslām. VACUREMA® inline sistēma ļauj apstrādāt pārslas tieši gatavā termoformēšanas loksnē, pudeles sagatavē, gatavā iepakojuma lentē vai monopavedienos.

Apkopojot konferences rezultātus, tās dalībnieki identificēja galvenos faktorus, kas kavē polimēru pārstrādes attīstību Krievijā. Galvenais, ko viņi sauca par normatīvo dokumentu trūkumu:

"Tomēr ir vēl viens faktors, kuru mēs nevaram ignorēt, un tā ir sabiedrības apziņa," saka konferences direktors Rafaels Grigorjans. “Diemžēl mūsu mentalitāte šodien ir tāda, ka dalītā atkritumu vākšana tiek uztverta vairāk kā lutināšana, nevis kā norma. Un, lai arī kādu progresu mēs redzētu citās jomās, vispirms ir jāmaina mūsu līdzpilsoņu domāšana. Bez tā pat vismodernākā infrastruktūra būs bezjēdzīga.

20. gadsimts tiek uzskatīts par tērauda un krāsaino metālu gadsimtu. Alumīnija, vara, dzelzs sakausējumus varēja atrast visur - gultu galvgaļos, tiltiņos, visu veidu mehānismos, apšuvuma paneļos. Taču mehāniskās apstrādes rezultātā 50–80% izkusušā materiāla nonāca skaidās. Eksperti lielas cerības lika ķīmiskajai rūpniecībai saistībā ar materiālu patēriņa samazināšanos. Un tomēr, neskatoties uz polimēru izmantošanas pieaugumu, nozares rezultāti līdz 80. gadiem bija aptuveni tādi paši: puse resursu tika izšķiesti.

Acīmredzot polimēru šķietamā pieejamība ir ilūzija. To ražošanai izmantotā izejviela ir dabisks retums. Piekļuve tās avotiem ir ikdienas un nemainīgs tirdzniecības, diplomātisko un citu karu cēlonis. Dabas resursu ieguves ģeogrāfija arvien vairāk virzās uz vietām, kas nav tik attālas. Tāpēc šodien viņi arvien vairāk runā par nepieciešamību ieviest resursus taupošus biznesa modeļus.

Mūsdienu ķīmiskās ražošanas tehnoloģisko metožu unikalitāte slēpjas ne tikai spējā sintezēt materiālus, kas veiksmīgi aizvieto metālu, papīru vai koku.

Lielākā daļa mūsdienu attīstīto ekonomiku industriālo kompleksu spēj pārstrādāt novecojušos polimēru izstrādājumus jaunos, pēc kuriem lietotājs ir pieprasīts.

Pārstrādāta plastmasa

Galvenās polimēru klases ietver:

polietilēni,
polipropilēni,
PVC,
polistiroli (ieskaitot kopolimērus - ABS plastmasas),
poliamīdi,
polietilēntereftalāts.

Vispirms tiek atdalīti produkti, kuru sastāvs ir sarežģīts. Fiziskai tīrīšanai tiek izmantoti dažādi mehānismi - vakuuma, termiskie, kriogēnie.

Visizplatītākās un ekonomiski pamatotākās tehnoloģijas ir flotācija un šķīdināšana.

Pirmajā gadījumā plastmasu sasmalcina, iegremdē ūdenī. Ir pievienoti arī savienojumi, kas ietekmē dažādu plastmasu spēju absorbēt mitrumu. Pēc atdalīšanas iegūst atdalītus polimērus.

Otrajā metodē sarežģītas saspiestās daļas tiek sasmalcinātas un secīgi pakļautas dažādiem šķīdinātājiem. Lai atjaunotu materiālus tīrā veidā, iegūtie savienojumi tiek pakļauti ūdens tvaikiem. Precīzi izpildīta procesa rezultātā tiek iegūti gatavie produkti ar augstu tīrības pakāpi. Dažādu plastmasu turpmākai apstrādei var būt savas īpašības, kas saistītas ar polimēru individuālajām īpašībām.

Augsta un zema spiediena polietilēns (LDPE un HDPE).

Šo savienojumu grupu sauc arī par poliolefīniem. Tie ir atraduši plašu pielietojumu visu veidu rūpniecībā, medicīnā un lauksaimniecības nozarē. PE ir termoplasti - materiāli, kas piemēroti pārkausēšanai. Šo iespēju veiksmīgi izmanto nozare, pārstrādājot savus tehnoloģiskos atkritumus, lai samazinātu ekspluatācijas izmaksas.

Izlietotās plastmasas pārstrādes sarežģītība ir saistīta ar daļēju tās virsmu iznīcināšanu saules gaismas ietekmē. Produkti, kas iegūti parastā produktu apstrādē: slīpēšana, mehāniskā tīrīšana, pārkausēšana, nav kvalitatīvi. Visbiežāk šādu polietilēnu izmanto mājsaimniecības palīgierīču ražošanai.

Sekundārais polietilēns, kas ir pakļauts ķīmiskai modifikācijai, izrādās ideālāks. Polimēra kausējumā ievietotās dažādas piedevas saista izmainītās molekulārās vienības un izlīdzina vielas struktūru. Kā modifikatorus izmanto dikumilperoksīdu, vasku, lignīnus, šīferus. Dažu veidu piedevas maina noteiktas pārstrādātā PE īpašības. To apvienošana ļauj iegūt materiālu ar nepieciešamajiem parametriem.

Polipropilēns (PP)

Šis materiāls tiek reti pārstrādāts. Visbiežāk plastmasai ir viens mūžs, neskatoties uz izcilo patērētāju īpašības, kas ļauj izmantot polimēru pārtikas rūpniecībā. Neskatoties uz labu pārkausējamību, augstās higiēnas uzturēšanas izmaksas atbaida pārstrādātājus. Neskatoties uz to, Amerikas Savienotajās Valstīs katra piektā tonna PP tiek izmantota atkārtoti.

Pēc ķīmiķu domām, PP var izturēt ne vairāk kā četras pārkausēšanas reizes. Ar katru karsēšanu uzkrājas noteikts daudzums deformētu molekulāro vienību, kas ietekmē materiāla fizikālās īpašības. Sekundārās granulas ir viegli apstrādājamas ekstrūderos un iesmidzināšanas formēšanas iekārtās.

Pārstrādātajai plastmasai nav nepieciešama īpaša pārveidošana. Tā parametri ir salīdzināmi ar oriģinālo materiālu, tikai nedaudz samazināta salizturība. Atkal polimērs tiek izmantots akumulatoru korpusos, dārza instrumentos, konteineros un plēvēs.

Polivinilhlorīda PVC

Materiālu izmanto linoleju, apdares plēvju ražošanai. Plastmasa ir pakļauta termiskai degradācijai. Temperatūrā virs 100° makromolekulu oksidēšanās sāk paātrināties, izraisot materiāla termoplastisko īpašību pasliktināšanos.

Ekstrūzijas tehnoloģijai, izmantojot pārstrādātu PVC, nepieciešama īpaša sagatavošana: sākotnējais izejvielu maisījums kausējumā var būt nehomogēns. Cietām PVC modifikācijām, kas satur pārstrādātu plastmasu, būs nevienmērīgs iekšējais spriegums. Lai samazinātu negatīvo ietekmi, pirms ekstrūzijas tiek veikta granulu sausā apstrāde blīvētājos. Šīs operācijas rezultātā veidojas šķiedras, kas pastiprina jaunu produktu sienas.

Biežāk plastizolu, vinila plastmasu iegūšanai izmanto pārstrādātu polivinilhlorīdu. No šiem materiāliem iegūst pastas, šķīdumus, iesmidzināšanas formas izstrādājumus. Starp jaunajām tehnoloģijām popularitāti iegūst daudzslāņu liešana. Metodes iezīme ir daudzkomponentu loksnes izgatavošana, kuras katram slānim ir atšķirīgas īpašības.

Kompozīta ārējo virsmu veido kvalitatīvs polimērs, iekšējie slāņi ir pārstrādāta plastmasa.

Polistirola (UPS, PSM) ABS plastmasa

Vienā masā tiek pārstrādāti dažādi polistirola veidi - triecienizturīgas modifikācijas, kopolimēri, akrilnitrila butadiēna stirols. No PS izgatavoto izstrādājumu daudzpusība bieži vien ir iemesls, kāpēc rūpnieki atsakās to apstrādāt. Tīrīšanas, šķirošanas, modifikācijas cena ir pārāk augsta.

Plastmasas pārstrādes perspektīvas.

Attīstītajās ekonomikās plastmasas pārstrādes īpatsvars sasniedz 26% no saražotā apjoma - līdz 90 miljoniem tonnu. Tajā pašā laikā apjoms pasaules tirgus ir 600 miljardi dolāru. Vietējais polimēru pārstrādes segments izskatās nedaudz pieticīgāks: 5,5 miljoni tonnu. Pēc ekspertu domām, Krievijas rūpniecības pieprasījums pēc monomēriem un pilnvērtīgiem modificētiem termoplastiem ievērojami pārsniedz to piedāvājumu. Šo divu faktoru klātbūtne palielina valsts jaudas polimēru pārstrādē. Turklāt rūpniecības apjomu pieauguma tempi šajā jomā apsteidz Eiropas rādītājus. Valdības prognozēs tiek ņemtas vērā esošās tirgus tendences. Apstrādes rūpniecības pārkārtošanas prioritāte noteikta gāzes un naftas ķīmijas attīstības divdesmit gadu nozaru plānā.

Plaša polimēru materiāla izmantošana nozīmē savlaicīgu izejvielu iznīcināšanu un otrreizēju apstrādi turpmākai lietošanai. Lai veiktu šīs darbības, ir nepieciešamas šāda veida iekārtas: aglomerācijas ierīces, drupināšanas mehānismi un granulēšanas ierīces.

Vides apstākļi nosaka nepieciešamību pēc polimēru tipa preču ražošanas bez atkritumiem, lai nepiesārņotu apkārtējās telpas ekoloģiju. Šī iemesla dēļ rūpnieciskā ražošana katru gadu palielina ražošanas jaudu, pateicoties polimēru otrreizējai un sekojošai pārstrādei.

Aglomeratori funkcionēšanas rezultātā pārvērš polimēru aglomerātā. Šī ierīce ir izmantoto polimēru izstrādājumu apstrādes mehānisms. Process notiek smalki sasmalcinātu daļiņu saķepināšanas dēļ granulētās sastāvdaļās. Iegūtā granulētā izejviela tiek atkārtoti izmantota polimēru izstrādājumu ražošanā galvenā vai palīgelementa veidā.

Polimēru apstrādes tehnoloģija

Polimēru apstrāde ietver iepriekšējas darbības vienības sektorā, izmantojot atbilstošus nažus. Tālāk polimēru apstrāde turpinās ar termisko apstrādi (augstas temperatūras režīma ietekmē notiek bieža polimēru izejvielu drupu saskare).

Saņemot darba temperatūru līdz simts grādiem, tvertne tiek piepildīta ar ūdeni. Izveidotā šķidrā vide veicina aglomerāta veidošanos. Izveidotās granulētās sastāvdaļas, izmantojot īpašu aizbīdni, tiek pārnestas uz rezervuāra kameru pagaidu uzglabāšanai un turpmākai izņemšanai.

Granulatori ir ierīces, kuras izmanto. Polimēru granulu apstrāde tiek panākta ar mikrosasmalcināšanas operācijām un tāda paša veida polimēra vai plastmasas granulu veidošanu. Iegūtais granulāts tiek izmantots kā izejviela formētu un ekstrudētu polimēru vielu ražošanā.

Granulatori parasti ir diezgan sarežģīta struktūra, kas sastāv no vairākām sinhronizētām instalācijām. Iekārtas dizains ir ekstrūders sasmalcinātas masas kausēšanai, šķipsnas galva polimēra šķīduma filtrēšanai, vanna gatavā produkta dzesēšanai, ierīce granulu griešanai, piltuve granulu daļiņu savākšanai.

Iekārtas polimēru apstrādei

Sekundārajām darbībām polimēru apstrāde paredz aprīkotus virziena mehānismus - drupināšanas un malšanas ražošanas līnijas. Ar viņu palīdzību tiek veikts iepriekšējs polimēru atkritumu sagatavošanas process ekstrūzijas un saķepināšanas operācijām. Ir trīs veidu dažādas jaudas drupināšanas līnijas.

Atkarībā no izmantotā modeļa tehniskā aprīkojuma slīpēšanas ierīces var veikt sijāšanas funkcijas, maza izmēra elementu atdalīšanai, automātiskai polimēru materiālu mazgāšanai un žāvēšanai. Tie ir aprīkoti arī ar konveijera kustīgām lentēm, metāla detektoriem, prettrokšņu aizsardzību, kas ievērojami vienkāršo sekundārās polimēru masas apstrādes procesu.

Polimēru pārstrāde ir arī videi draudzīga darbība, kas prasa īpašu iekārtu izmaksas. Vislielāko ekonomisko efektu, kā likums, panāk pārstrādes uzņēmumi, kas aprīkoti ar modernām, augstas veiktspējas iekārtām. Iekārtas kvalitatīva darbība ir izcila rezultāta garants, iegūstot kvalitatīvu produktu izejvielu veidā turpmākai izmantošanai polimēru izstrādājumu ražošanā.