Polimēru materiālu apstrādei izmantojamo iekārtu veidi. Atkritumu polimēru pārstrāde: tehnoloģija, iekārtas. Penp īpašību raksturojums pirms un pēc novecošanas

Atkritumu klasifikācija

Atkritumi rodas polimēru pārstrādes un izstrādājumu ražošanas no tiem laikā - tie ir tehnoloģiskie atkritumi, daļēji atgriezti procesā. Tas, kas paliek pāri pēc plastmasas izstrādājumu – dažādu plēvju (siltumnīcas, celtniecības u.c.), konteineru, sadzīves un lielgabarīta iepakojuma – izmantošanas, ir sadzīves un rūpniecības atkritumi.

Tehnoloģiskie atkritumi tiek pakļauti termiskai iedarbībai kausējumā un pēc tam drupināšanas un aglomerācijas laikā arī intensīvai mehāniskai slodzei. Polimēra masā termiskās un mehāniskās iznīcināšanas 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 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 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 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 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

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.

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. sekundārajiem polimēriem. Koncentrāti atvieglo to apstrādi, jo uzlabojas kausējuma reoloģiskās īpašības (palielinās 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. Zināmas 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.

Mūsdienu pasaulē polimēru atkritumu pārstrādes problēma tiek uzskatīta par diezgan aktuālu. Katru gadu poligonos tiek savākti miljoniem tonnu šāda veida produktu. Un tikai neliela daļa polimēru tiek pārstrādāta. Tā ieviešanas rezultātā tiek iegūtas augstas kvalitātes izejvielas, kas piemērotas jaunu produktu ražošanai.

Kas ir polimēru izstrādājums?

Katru gadu polimērmateriālu ražošana palielinās par aptuveni 5%. Šī popularitāte ir saistīta ar to daudzajām pozitīvajām īpašībām.

Šo produktu galvenokārt izmanto kā iepakojumu. Tas palielina to produktu kalpošanas laiku, kas atrodas iepakojumā. Arī polimēriem ir lielisks izskats un ilgs kalpošanas laiks.

Mūsdienu rūpniecība ražo šādus šāda veida produktus:

• polietilēns un uz tā bāzes izgatavotie materiāli - 34%;
• PET - 20%;
• papīrs ar laminēšanu - 17%;
• PVC - 14%;
• polipropilēns - 7%;
• polistirols - 8%.

Kādi produkti ir pārstrādājami?

Ne visi polimēri tiek pārstrādāti.

Pārstrādei visbiežāk tiek izmantoti termoplastiskie sintētiskie materiāli, kas spēj mainīt formu, pakļaujoties augstām temperatūrām.

Tāpēc šim nolūkam īpašā veidā tiek savākti un sagatavoti sekojoši atkritumu veidi:

• materiāli, kas paliek plastmasas ražošanas procesā. Visbiežāk tie ir visu veidu segmenti. Šāda veida produkti ir augstas kvalitātes, jo to sastāvā nav piemaisījumu. Tie tiek nogādāti pārstrādes rūpnīcās jau sakārtoti, kas ievērojami vienkāršo sagatavošanās darbu posmu. Līdz 90% no visiem rūpnieciskajiem atkritumiem parasti tiek pārstrādāti;
• polimēri, kas iegūti pēc patēriņa. Tos sauc arī par sadzīves atkritumiem. Tie ir maisiņi, vienreizējie trauki, plastmasas pudeles, logu profili un daudzi citi izstrādājumi. Šo materiālu iezīme ir to piesārņojums. Šāda veida polimēru pārstrādei daudz pūļu un resursu jātērē atkritumu šķirošanai un tīrīšanai.

Kāda ir galvenā polimēru atkritumu pārstrādes problēma?

Šobrīd tikai neliela daļa no visiem esošajiem atkritumiem tiek pārstrādāta. Šīs jomas attīstība ir lēna, neskatoties uz tās nozīmīgumu. Tas ir saistīts ar sekojošo:

• valsts nenodrošina visus nepieciešamos normatīvos un tehniskos standartus, kas varētu nodrošināt augstu pārstrādājamo materiālu kvalitāti. Tāpēc nav spēcīgu nozaru, kas piegādātu tirgum pārstrādātus atkritumus ar optimālām īpašībām;
• tā kā apstrādes procesa veikšanai netiek izmantotas modernās tehnoloģijas, tā uzturēšanai nepieciešami milzīgi finanšu līdzekļi;
• valdības atbalsta trūkuma dēļ atkritumu savākšanas līmenis iedzīvotāju un mazo uzņēmumu vidū ir zems;
• saņemtajām otrreizējām izejvielām nav pietiekamas konkurētspējas;
• iedzīvotāju vidū nenotiek aģitācija, kas mudinātu dalīt atkritumus. Lielākā daļa cilvēku nesaprot, ka pārstrādājamu materiālu izmantošana ļauj ierobežot citu resursu - naftas, gāzes - patēriņu.

Kā notiek otrreizējās pārstrādes materiālu savākšana pārstrādei?

Polimēru pārstrāde notiek pēc visu izejvielu sagatavošanas posmu pabeigšanas:

1. Tiek atvērti speciāli punkti, kas nodarbojas ar saņemtās produkcijas savākšanu un primāro šķirošanu. Viņi sadarbojas gan ar iedzīvotājiem, gan ar dažāda veida rūpniecības uzņēmumiem.
2. Polimēru savākšana sadzīves atkritumu poligonos. Parasti to veic īpaši uzņēmumi.
3. Izejvielas otrreizējā tirgū nonāk pēc iepriekšējas šķirošanas speciālos atkritumu pārstrādes punktos.
4. Pārstrādes uzņēmumi iepērk pārstrādājamos materiālus no lieliem rūpniecības kompleksiem. Šādi materiāli ir mazāk piesārņoti un nav pakļauti tik rūpīgai sagatavošanai apstrādei.
5. Neliela daļa pārstrādājamo materiālu tiek savākta arī, izmantojot īpašu programmu, kas ietver dalīto atkritumu savākšanu.

Kā tiek apstrādāti polimēri?

Pēc savākšanas un primārās šķirošanas polimēru atkritumu pārstrāde notiek šādi:

1. Izejvielu slīpēšana. Tas ir viens no svarīgākajiem posmiem polimēru sagatavošanā tālākai apstrādei. Materiālu slīpēšanas pakāpe nosaka turpmāk ražoto produktu kvalitātes īpašības. Lai veiktu šo darba posmu, mūsdienu augi izmanto kriogēno apstrādes metodi. Tas ļauj no polimēru izstrādājumiem iegūt pulveri ar dispersijas pakāpi no 0,5 līdz 2 mm.
2. Plastmasas atdalīšana pēc veida. Lai veiktu šo darbību, visbiežāk tiek izmantota flotācijas metode. Tas ietver īpašu virsmaktīvo vielu pievienošanu ūdenim, kas spēj iedarboties uz noteikta veida polimēriem un mainīt to hidrofilās īpašības. Ļoti efektīva ir arī izejvielu šķīdināšana ar īpašām vielām. Pēc tam to apstrādā ar tvaiku, kas ļauj izvēlēties nepieciešamos produktus. Ir arī citas metodes polimēru atdalīšanai (aero- un elektroseparācija, ķīmiskā metode, dziļa sasaldēšana), taču tās ir mazāk populāras.
3. Mazgāšana. Iegūtās izejvielas tiek mazgātas vairākos posmos, izmantojot īpašus līdzekļus.
4. Žāvēšana. Materiāli iepriekš tiek izmesti no ūdens centrifūgās. Galīgā žāvēšana notiek īpašās iekārtās. Rezultāts ir produkts ar mitruma saturu 0,2%.
5. Granulēšana. Sagatavotais materiāls nonāk īpašā instalācijā, kur tas tiek pēc iespējas vairāk saspiests. Rezultāts ir produkts, kas piemērots jebkura veida polimēru izstrādājumu ražošanai.

Plastmasas pudeļu pārstrāde

Standarta iekārtu saraksts atkritumu pārstrādes rūpnīcai

Polimēru atkritumu pārstrāde tiek veikta, izmantojot šādas iekārtas:

• mazgāšanas līnija, kur izejvielu attīrīšana notiek ar minimālu darbu;
• ekstrūderis - izmanto, lai plastmasas masai piešķirtu vēlamo formu, štancējot;
• lentes konveijeri - virzīt izejvielas pareizajā virzienā;
• smalcinātāji - paredzēti materiālu primārai smalcināšanai. Viņi spēj strādāt ar gandrīz jebkuru izejvielu;
• drupinātāji - tiek aktīvi izmantoti rūpīgākai izejvielu slīpēšanai pēc smalcinātāja izmantošanas;
• maisītāji un dozatori;
• aglomeratori - nepieciešami plānu polimēru plēvju apstrādei;
• granulatori - izmanto pārstrādātu izejvielu blīvēšanai;
• žāvētāji;
• ledusskapji;
• izlietnes;
• prese un citi.

Kāda ir atkritumu vērtība konkrētajā tirgū?

Analizējot cenas tirgū, ir skaidrs, ka poligonos uzglabāto atkritumu izmaksas ir 3-6 reizes zemākas nekā pārstrādājamo materiālu cena (7-10 reizes salīdzinājumā ar primārajām izejvielām). Ja analizējam cenu noteikšanu, izmantojot polietilēna plēves piemēru, mēs varam saprast sekojošo:

• daudzstūra materiāla cena no starpniecības uzņēmumiem ir 5 rubļi par 1 kg;
• pēc mazgāšanas un šķirošanas plēves izmaksas pieaug līdz 12 rubļiem/kg;
• izejvielām aglomerāta vai granulu veidā ir vēl lielākas izmaksas - 25-35 rubļi / kg;
• primārā polietilēna cena svārstās no 37 līdz 49 rubļiem/kg.

Tik liela cenu atšķirība nav novērojama visiem produktiem. Piemēram, tas ir gandrīz nemanāms ar PVC, polipropilēnu, polistirolu un ABS plastmasu. PET gadījumā poligona izejvielu izmaksas atšķiras no sekundārajiem produktiem tikai 2-3 reizes. Tas ir saistīts ar tā apstrādes īpatnībām, kā rezultātā slīpēšanas rezultātā tiek iegūtas pārslas.

Kur tiek pārdots pārstrādāts materiāls?

Atkritumu pārstrādes uzņēmumi visbiežāk nosūta pārdošanai iegūto produktu. Ja šādām rūpnīcām ir savs aprīkojums, tās var nodarboties ar polimēru ražošanu no iegūtajām izejvielām. Bet tas ne vienmēr ir rentabli.

Ražotās plastmasas izstrādājumi visbiežāk ir viena veida, kas apgrūtina to pārdošanu lielos daudzumos.

Visbiežāk šādi uzņēmumi nodarbojas ar kanalizācijas cauruļu, būvmateriālu vai dažu automašīnu detaļu ražošanu. Tirgū ir liels pieprasījums pēc šāda veida produktiem.

Ļoti populāra ir arī trešās puses polimēru tipa atkritumu pārstrāde. Šis pakalpojums sastāv no tā, ka ieinteresētais uzņēmums savus atkritumus nodod rūpnīcai, kas pēc pārstrādes atdod tai atpakaļ gatavo pārstrādājamo materiālu. Polimēru atkritumu īpašnieks par to pārstrādi maksā apmēram 8-10 rubļus/kg, kas tiek uzskatīts par ļoti labu darījumu.

1. IEVADS

Viens no taustāmākajiem antropogēnās darbības rezultātiem ir atkritumu rašanās, starp kurām plastmasas atkritumi ieņem īpašu vietu to unikālo īpašību dēļ.

Plastmasa ir ķīmiski produkti, kas izgatavoti no augstas molekulmasas, garas ķēdes polimēriem. Plastmasas ražošana pašreizējā attīstības stadijā ik gadu pieaug vidēji par 5...6% un līdz 2010.gadam, pēc prognozēm, sasniegs 250 milj.t.To patēriņš uz vienu iedzīvotāju rūpnieciski attīstītajās valstīs pēdējā laikā ir dubultojies. 20 gadi, sasniedzot 85...90 kg, Tiek uzskatīts, ka līdz desmitgades beigām šis skaitlis palielināsies par 45 ... 50%.

IR APMEKLĒJI 150 PLASTMASAS VEIDI, 30% NO TIEŠI IR DAŽĀDU POLIMERU MAISĪJUMI. LAI SASNIEGTU NOTEIKTAS ĪPAŠĪBAS UN LABĀK APSTRĀDE, POLIMEROS TIEK IEVADĪTAS DAŽĀDAS ĶĪMISKĀS PIEDEVAS, KURU JAU IR VAIRĀK PAR 20, UN SĒRIJA TO IR SAISTĪTA AR TOKSISKIEM MATERIĀLIEM. PIEDĀVĀTĀJU IZDEVUMS NEPĀRTRAUKTI PALIELINĀS. JA 1980. GADĀ TO SARAŽOJA 4000 T, TAD LĪDZ 2000. GADAM IZDEVUMU APJOMS JAU PALIELINĀS LĪDZ 7500 T, UN VISI TIKS IEVADĪTI PLASTMASĀ. UN LAIKU GAITĀ PATĒRĪTĀ PLASTMASA NENOBEŽĀMI IEKĻŪT ATKRITUMIEM.

VIENS NO STRAUJĀM PLASTMASAS IZMANTOŠANAS VIRZIENIEM IR IEPAKOJUMS.

No visas saražotās plastmasas iepakojumā tiek izmantots 41%, no kuriem 47% tiek tērēti pārtikas iepakojumam. Ērtības un drošība, zemā cena un augsta estētika ir noteicošie nosacījumi plastmasas izmantošanas paātrinātai izaugsmei iepakojuma ražošanā.

Plastmasu tik lielā popularitāte ir izskaidrojama ar to vieglumu, rentabilitāti un vērtīgu servisa īpašību kopumu. Plastmasa ir nopietni konkurenti metālam, stiklam un keramikai. Piemēram, stikla pudeļu izgatavošanai nepieciešams par 21% vairāk enerģijas nekā plastmasas pudelēm.

Taču līdz ar to rodas problēma ar atkritumu apglabāšanu, no kuriem ir vairāk nekā 400 dažādu veidu, kas rodas polimēru rūpniecības produktu izmantošanas rezultātā.

Mūsdienās vairāk nekā jebkad agrāk mūsu planētas iedzīvotāji domā par milzīgo Zemes piesārņojumu, ko rada arvien pieaugošie plastmasas atkritumi. Šajā sakarā mācību grāmata papildina zināšanas plastmasas pārstrādes un pārstrādes jomā, lai tās atgrieztu ražošanā un uzlabotu vidi Krievijas Federācijā un pasaulē.

2 POLIMERISKO MATERIĀLU PĀRSTRĀDES UN IZMANTOŠANAS STĀVOKĻA ANALĪZE

2.1. POLIMERISKO MATERIĀLU PĀRSTRĀDES STĀVOKĻA ANALĪZE

No visas saražotās plastmasas iepakojumā tiek izmantots 41%, no kuriem 47% tiek tērēti pārtikas iepakojumam. Ērtības un drošība, zemā cena un augsta estētika ir noteicošie nosacījumi plastmasas izmantošanas paātrinātai izaugsmei iepakojuma ražošanā. Iepakojums no sintētiskiem polimēriem, kas veido 40% no sadzīves atkritumiem, ir praktiski "mūžīgs" – nesadalās. Līdz ar to plastmasas iepakojuma izmantošana ir saistīta ar atkritumu rašanos 40...50 kg/gadā uz vienu cilvēku.

Krievijā, domājams, līdz 2010. gadam polimēru atkritumi sasniegs vairāk nekā vienu miljonu tonnu, un to izmantošanas procents joprojām ir neliels. Ņemot vērā polimērmateriālu specifiskās īpašības - tie nesadalās, nerūsē, to iznīcināšanas problēma, pirmkārt, ir ekoloģiska. Kopējais cieto sadzīves atkritumu apglabāšanas apjoms Maskavā vien ir aptuveni 4 miljoni tonnu gadā. No kopējā atkritumu daudzuma tikai 5 ... 7% no to masas tiek pārstrādāti. Pēc 1998.gada datiem apglabāšanai nodoto cieto sadzīves atkritumu vidējā sastāvā 8% ir plastmasa, kas ir 320 tūkstoši tonnu gadā.

Taču šobrīd polimēru atkritumu pārstrādes problēma kļūst aktuāla ne tikai no vides aizsardzības viedokļa, bet arī tāpēc, ka polimēru izejvielu trūkuma apstākļos plastmasas atkritumi kļūst par spēcīgu izejvielu un enerģijas resurss.

Vienlaikus ar vides aizsardzību saistīto jautājumu risināšana prasa ievērojamus kapitālieguldījumus. Plastmasas atkritumu pārstrādes un iznīcināšanas izmaksas ir aptuveni 8 reizes lielākas nekā lielākās daļas rūpniecisko atkritumu pārstrādes izmaksas un gandrīz trīs reizes lielākas par sadzīves atkritumu iznīcināšanas izmaksām. Tas ir saistīts ar plastmasas īpatnībām, kas ievērojami sarežģī vai padara nepiemērotas zināmās cieto atkritumu iznīcināšanas metodes.

Polimēru atkritumu izmantošana var ievērojami ietaupīt primārās izejvielas (galvenokārt naftu) un elektroenerģiju.

Ir daudz problēmu, kas saistītas ar polimēru atkritumu iznīcināšanu. Viņiem ir sava specifika, taču tos nevar uzskatīt par neatrisināmiem. Taču risinājums nav iespējams bez nolietoto materiālu un izstrādājumu savākšanas, šķirošanas un pirmapstrādes organizēšanas; neizstrādājot otrreizējo izejvielu cenu sistēmu, stimulējot uzņēmumus tās pārstrādāt; neradot efektīvas metodes otrreizējo polimēru izejvielu pārstrādei, kā arī metodes to pārveidošanai, lai uzlabotu kvalitāti; neradot īpašu aprīkojumu tā apstrādei; neattīstot produktu klāstu, kas ražots no pārstrādātām polimēru izejvielām.

Plastmasas atkritumus var iedalīt 3 grupās:

a) tehnoloģiskie ražošanas atkritumi, kas rodas termoplastu sintēzes un apstrādes laikā. Tos iedala neizņemamos un vienreizējās lietošanas tehnoloģiskajos atkritumos. Liktenīgi - tās ir malas, griezumi, atgriezumi, spraugas, zibspuldze, zibspuldze utt. Nozarēs, kas nodarbojas ar plastmasas ražošanu un apstrādi, šādi atkritumi rodas no 5 līdz 35%. Neizņemamie atkritumi, kas būtībā ir augstas kvalitātes izejmateriāls, pēc īpašībām neatšķiras no sākotnējā primārā polimēra. Tās pārstrādei produktos nav nepieciešams īpašs aprīkojums, un to veic tajā pašā uzņēmumā. Vienreizlietojamie tehnoloģiskie ražošanas atkritumi veidojas tehnoloģisko režīmu neievērošanas gadījumā sintēzes un pārstrādes procesā, t.i. šī ir tehnoloģiska laulība, kuru var samazināt vai pilnībā novērst. Tehnoloģiskās ražošanas atkritumi tiek pārstrādāti dažādos produktos, izmantoti kā piedeva oriģinālajām izejvielām u.c.;

b) rūpnieciskā patēriņa atkritumi - uzkrājušies dažādās tautsaimniecības nozarēs izmantoto polimērmateriālu izstrādājumu bojājuma rezultātā (amortizētas riepas, konteineri un iepakojumi, mašīnu daļas, lauksaimniecības plēves atkritumi, mēslojuma maisi u.c.). Šie atkritumi ir visviendabīgākie, vismazāk piesārņotie, un tāpēc tie ir vislielākā interese to pārstrādes ziņā;

c) sabiedriskā patēriņa atkritumi, kas uzkrājas pie mūsu mājām, ēdināšanas iestādēm utt. un pēc tam nonāk pilsētas izgāztuvēs; galu galā tie pāriet uz jaunu atkritumu kategoriju – jauktiem atkritumiem.

Vislielākās grūtības ir saistītas ar jaukto atkritumu pārstrādi un izmantošanu. Iemesls tam ir sadzīves atkritumos ietilpstošo termoplastu nesaderība, kas prasa to pakāpenisku izolāciju. Turklāt nolietoto polimēru izstrādājumu savākšana no iedzīvotājiem no organizatoriskā viedokļa ir ārkārtīgi sarežģīts pasākums un mūsu valstī vēl nav iedibināts.

Galvenais atkritumu daudzums tiek iznīcināts – aprakt augsnē vai sadedzināt. Taču atkritumu iznīcināšana ir ekonomiski neizdevīga un tehniski sarežģīta. Turklāt polimēru atkritumu apglabāšana, applūšana un dedzināšana noved pie vides piesārņojuma, zemes platības samazināšanās (poligonu organizēšana) utt.

Tomēr gan apglabāšana poligonos, gan sadedzināšana joprojām ir diezgan izplatīti plastmasas atkritumu iznīcināšanas veidi. Visbiežāk sadegšanas laikā izdalītais siltums tiek izmantots tvaika un elektrības ražošanai. Bet sadedzināto izejvielu kaloriju saturs ir zems, tāpēc sadedzināšanas iekārtas parasti ir ekonomiski neefektīvas. Turklāt degšanas laikā no polimēru izstrādājumu nepilnīgas sadegšanas veidojas sodrēji, izdalās toksiskas gāzes un līdz ar to arī gaisa un ūdens baseinu atkārtots piesārņojums un strauja krāšņu nolietošanās spēcīgas korozijas dēļ.

70. gadu sākumā Pagājušajā gadsimtā sāka intensīvi attīstīties darbs pie bioloģiski, foto un ūdenī noārdāmu polimēru radīšanas. Noārdāmu polimēru iegūšana izraisīja diezgan sensāciju, un šāds neveiksmīgu plastmasas izstrādājumu iznīcināšanas veids tika uzskatīts par ideālu. Tomēr turpmākais darbs šajā virzienā parādīja, ka ir grūti apvienot augstas fiziskās un mehāniskās īpašības, skaistu izskatu, spēju ātri iznīcināt un zemas produktu izmaksas.

Pēdējos gados pašsairstošo polimēru pētījumi ir ievērojami samazinājušies, galvenokārt tāpēc, ka šādu polimēru ražošanas izmaksas parasti ir daudz augstākas nekā parasto plastmasu ražošanas izmaksas, un šī iznīcināšanas metode nav ekonomiski dzīvotspējīga.

Galvenais plastmasas atkritumu izmantošanas veids ir to pārstrāde, t.i. atkārtoti izmantot. Ir pierādīts, ka galveno atkritumu apglabāšanas metožu kapitāla un ekspluatācijas izmaksas nepārsniedz un dažos gadījumos pat zemākas par to iznīcināšanas izmaksām. Pārstrādes pozitīvā puse ir arī fakts, ka tiek iegūts papildu daudzums noderīgu produktu dažādām tautsaimniecības nozarēm un nenotiek atkārtota vides piesārņošana. Šo iemeslu dēļ otrreizēja pārstrāde ir ne tikai ekonomiski dzīvotspējīgs, bet arī videi labvēlīgs risinājums plastmasas atkritumu izmantošanas problēmai. Tiek lēsts, ka tikai neliela daļa (tikai daži procenti) no gadā radītajiem polimēru atkritumiem amortizētu produktu veidā tiek pārstrādāta. Iemesls tam ir grūtības, kas saistītas ar atkritumu iepriekšēju sagatavošanu (savākšanu, šķirošanu, atdalīšanu, tīrīšanu u.c.), speciālo iekārtu trūkums pārstrādei utt.

Galvenie plastmasas atkritumu pārstrādes veidi ir:

1. termiskā sadalīšanās ar pirolīzi;
2. sadalīšanās, lai iegūtu sākotnējos zemas molekulmasas produktus (monomērus, oligomērus);
3. pārstrāde.

Pirolīze ir organisko produktu termiskā sadalīšanās ar skābekli vai bez tā. Polimēru atkritumu pirolīze dod iespēju iegūt augstas kaloritātes degvielu, izejvielas un pusfabrikātus, ko izmanto dažādos tehnoloģiskos procesos, kā arī polimēru sintēzei izmantotos monomērus.

Plastmasas termiskās sadalīšanās gāzveida produktus var izmantot kā degvielu darba tvaika ražošanai. Siltuma pārneses šķidrumu iegūšanai izmanto šķidros produktus. Plastmasas atkritumu pirolīzes cieto (vaskaino) produktu pielietojuma klāsts ir diezgan plašs (dažādu aizsargsavienojumu sastāvdaļas, smērvielas, emulsijas, impregnējošie materiāli utt.)

Ir izstrādāti arī katalītiskā hidrokrekinga procesi, lai pārvērstu atkritumu polimērus benzīnā un degvielās.

Daudzi polimēri veidošanās reakcijas atgriezeniskuma rezultātā var atkal sadalīties par izejvielām. Praktiskai lietošanai svarīgas ir PET, poliamīdu (PA) un putu poliuretāna šķelšanas metodes. Šķelšanās produkti atkal tiek izmantoti kā izejvielas polikondensācijas procesam vai kā piedevas jaunajam materiālam. Taču šajos produktos esošie piemaisījumi nereti neļauj iegūt augstas kvalitātes polimēru izstrādājumus, piemēram, šķiedras, taču to tīrība ir pietiekama lējumu masu, kausējamo un šķīstošo līmju ražošanai.

Hidrolīze ir polikondensācijas apgrieztā reakcija. Ar tās palīdzību, ar virzītu ūdens iedarbību sastāvdaļu savienojumos, polikondensāti tiek iznīcināti līdz sākotnējiem savienojumiem. Hidrolīze notiek ekstremālās temperatūrās un spiedienā. Reakcijas dziļums ir atkarīgs no barotnes pH un izmantotajiem katalizatoriem.

Šī atkritumu izmantošanas metode ir enerģētiski izdevīgāka nekā pirolīze, jo augstas kvalitātes ķīmiskie produkti tiek atgriezti apritē.

Salīdzinot ar hidrolīzi, PET atkritumu sadalīšanai ekonomiskāka ir cita metode, glikolīze. Iznīcināšana notiek augstā temperatūrā un spiedienā etilēnglikola klātbūtnē un ar katalizatoru līdzdalību, lai iegūtu tīru diglikola tereftalātu. Pēc šī principa ir iespējams arī pāresterificēt karbamāta grupas poliuretānā.

Tomēr visizplatītākā termiskā metode PET atkritumu apstrādei ir to sadalīšana ar metanolu - metanolīze. Process notiek temperatūrā virs 150°C un 1,5 MPa spiedienā, ko paātrina pāresterifikācijas katalizatori. Šī metode ir ļoti ekonomiska. Praksē tiek izmantota arī glikolīzes un metanolīzes metožu kombinācija.

Pašlaik Krievijai vispieņemamākā ir polimēru atkritumu pārstrāde mehāniskā pārstrāde, jo šī apstrādes metode neprasa dārgu speciālu aprīkojumu un to var ieviest jebkurā atkritumu uzkrāšanās vietā.

2.2. POLIOLEFĪNA ATKRITUMIEM IZGLABĀŠANA

Poliolefīni ir visvairāk tonnāžas termoplastu veids. Tos plaši izmanto dažādās nozarēs, transportā un lauksaimniecībā. Pie poliolefīniem pieder augsta un zema blīvuma polietilēns (ABPE un LDPE), PP. Visefektīvākais veids, kā atbrīvoties no programmatūras atkritumiem, ir to atkārtota izmantošana. Sekundārās PO resursi ir lieli: 1995.gadā LDPE patēriņš vien sasniedza 2 miljonus tonnu.Otrreizējo termoplastu izmantošana kopumā un jo īpaši PO ļauj palielināt apmierinātības pakāpi ar tiem par 15 ... 20%.

Programmatūras atkritumu pārstrādes metodes ir atkarīgas no polimēra markas un to izcelsmes. Procesa atkritumus visvieglāk pārstrādāt, t.i. ražošanas atkritumi, kas ekspluatācijas laikā nav bijuši pakļauti intensīvai gaismas iedarbībai. Nav nepieciešamas sarežģītas sagatavošanas metodes un patēriņa atkritumi no HDPE un PP, jo, no vienas puses, izstrādājumi, kas izgatavoti no šiem polimēriem, to konstrukcijas un mērķa dēļ arī netiek pakļauti būtiskai ietekmei (biezās sienas daļas, konteineri, piederumi utt. .), un, no otras puses, neapstrādāti polimēri ir izturīgāki pret laikapstākļiem nekā LDPE. Šādiem atkritumiem pirms atkārtotas izmantošanas ir nepieciešama tikai slīpēšana un granulēšana.

2.2.1. Pārstrādāta polietilēna struktūras un ķīmiskās īpašības

Programmatūras atkritumu apstrādes tehnoloģisko parametru izvēle un no tiem iegūto produktu izmantošanas jomas ir saistīta ar to fizikāli ķīmiskajām, mehāniskajām un tehnoloģiskajām īpašībām, kas lielā mērā atšķiras no primārā polimēra vienādām īpašībām. Pārstrādātā LDPE (VLDPE) galvenās iezīmes, kas nosaka tā apstrādes specifiku, ir: zems tilpuma blīvums; kausējuma reoloģiskās uzvedības iezīmes augstā gēla satura dēļ; paaugstināta ķīmiskā aktivitāte primārā polimēra pārstrādes un no tā iegūto produktu darbības laikā notiekošo strukturālo izmaiņu dēļ.

Apstrādes un ekspluatācijas procesā materiāls tiek pakļauts mehāniskai ķīmiskai iedarbībai, termiskai, termiskai un fotooksidatīvai noārdīšanai, kā rezultātā parādās aktīvas grupas, kuras turpmākās apstrādes laikā spēj ierosināt oksidācijas reakcijas.

Ķīmiskās struktūras izmaiņas sākas jau PO primārās apstrādes laikā, it īpaši ekstrūzijas laikā, kad polimērs tiek pakļauts ievērojamai termiski oksidatīvai un mehāniski ķīmiskai iedarbībai. Vislielāko ieguldījumu ekspluatācijas laikā notiekošajās izmaiņās sniedz fotoķīmiskie procesi. Šīs izmaiņas ir neatgriezeniskas, savukārt fizikālās un mehāniskās īpašības, piemēram, polietilēna plēvei, kas vienu vai divas sezonas kalpojusi siltumnīcu segšanai, pēc pārspiešanas un ekstrūzijas gandrīz pilnībā atjaunojas.

Ievērojama skaita karbonilgrupu veidošanās PE plēvē tās darbības laikā palielina VLDPE spēju absorbēt skābekli, kā rezultātā otrreizējās izejvielās veidojas vinila un vinilidēna grupas, kas būtiski samazina termiski oksidatīvo stabilitāti. polimēru turpmākās apstrādes laikā uzsākt šādu materiālu fotonovecošanās procesu, un izstrādājumi no tiem samazina to kalpošanas laiku.

Karbonilgrupu klātbūtne nenosaka ne mehāniskās īpašības (to ievadīšana sākotnējā makromolekulā līdz 9% būtiski neietekmē materiāla mehāniskās īpašības), ne saules gaismas caurlaidību caur plēvi (absorbciju). karbonilgrupu gaismas daļa atrodas viļņa garuma apgabalā, kas mazāks par 280 nm, un šāda sastāva gaisma Saules spektrā praktiski nav sastopama). Taču tieši karbonilgrupu klātbūtne PE nosaka tā ļoti svarīgo īpašību – izturību pret gaismu.

PE fotonovecošanās iniciatori ir hidroperoksīdi, kas veidojas primārā materiāla apstrādes procesā mehāniskās ķīmiskās iznīcināšanas procesā. To ierosinošā darbība ir īpaši efektīva agrīnās novecošanas stadijās, savukārt karbonilgrupām ir būtiska ietekme vēlākos posmos.

Kā zināms, novecošanas laikā notiek konkurējošas iznīcināšanas un strukturēšanas reakcijas. Pirmās sekas ir zemas molekulmasas produktu veidošanās, otrā ir nešķīstoša gēla frakcijas veidošanās. Zemas molekulmasas produktu veidošanās ātrums ir maksimālais novecošanas sākumā. Šo periodu raksturo zems gēla saturs un fizikālo un mehānisko īpašību samazināšanās.

Tālāk samazinās zemas molekulmasas produktu veidošanās ātrums, tiek novērots krass gēla satura pieaugums un relatīvā pagarinājuma samazināšanās, kas liecina par strukturēšanas procesa gaitu. Pēc tam (pēc maksimuma sasniegšanas) gēla saturs VPE samazinās tā fotonovecošanās laikā, kas sakrīt ar pilnīgu vinilidēna grupu patēriņu polimērā un maksimālo pieļaujamo relatīvā pagarinājuma vērtību sasniegšanu. Šis efekts skaidrojams ar radušos telpisko struktūru iesaistīšanos iznīcināšanas procesā, kā arī plaisāšanu gar morfoloģisko veidojumu robežu, kas izraisa fizikālo un mehānisko īpašību samazināšanos un optisko īpašību pasliktināšanos.

WPE fizikālo un mehānisko īpašību izmaiņu ātrums praktiski nav atkarīgs no gēla frakcijas satura tajā. Tomēr gēla saturs vienmēr ir jāņem vērā kā strukturāls faktors, izvēloties pārstrādes metodi, modifikācijas un nosakot polimēru pielietojumu.

Tabulā. 1 parāda LDPE īpašību īpašības pirms un pēc trīs mēnešu novecošanas un HLDPE, kas iegūts ar ekstrūzijas palīdzību no vecinātas plēves.

1 LDPE īpašību raksturojums pirms un pēc novecošanas

Raksturlielumi		oriģināls	Pēc operācijas	ekstrūzija
Stiepes spriegums, MPa
Pārrāvuma pagarinājums, %
Plaisu izturība, h
Gaismas noturība, dienas

LDPE un VLDPE fizikālo un mehānisko īpašību izmaiņu raksturs nav vienāds: primārajam polimēram ir monotons gan stiprības, gan relatīvā pagarinājuma samazinājums, kas ir attiecīgi 30 un 70%, pēc novecošanas 5 mēnešus. Pārstrādātajam LDPE šo rādītāju izmaiņu raksturs ir nedaudz atšķirīgs: pārrāvuma spriegums praktiski nemainās, un relatīvais pagarinājums samazinās par 90%. Iemesls tam var būt gēla frakcijas klātbūtne HLDPE, kas darbojas kā aktīvā pildviela polimēra matricā. Šādas "pildvielas" klātbūtne izraisa ievērojamu spriegumu rašanos, kā rezultātā palielinās materiāla trauslums, strauji samazinās relatīvais pagarinājums (līdz 10% no primārā PE vērtībām), plaisāšanas izturība, stiepes izturība (10 ... 15 MPa), elastība, stingrības palielināšanās.

PE novecošanas laikā notiek ne tikai skābekli saturošu grupu, tostarp ketonu, un zemas molekulmasas produktu uzkrāšanās, bet arī ievērojams fizikālo un mehānisko īpašību samazinājums, kas pēc novecojušās poliolefīna plēves pārstrādes neatjaunojas. Strukturāli ķīmiskās pārvērtības HLDPE notiek galvenokārt amorfā fāzē. Tas noved pie polimēra saskarnes robežas pavājināšanās, kā rezultātā materiāls zaudē spēku, kļūst trausls, trausls un tiek pakļauts turpmākai novecošanai gan pārstrādes produktos, gan tādu izstrādājumu darbības laikā, kas raksturo zemas fizikālās un mehāniskās īpašības un kalpošanas laiks.

Lai novērtētu otrreizējo polietilēna izejvielu optimālos apstrādes veidus, liela nozīme ir tā reoloģiskajām īpašībām. HLDPE raksturo zema plūstamība pie zemiem bīdes spriegumiem, kas palielinās, palielinoties spriegumam, un HPE plūstamības pieaugums ir lielāks nekā primārajam. Iemesls tam ir gēla klātbūtne HLDPE, kas ievērojami palielina polimēra viskozās plūsmas aktivācijas enerģiju. Šķidrumu var kontrolēt, mainot arī temperatūru apstrādes laikā – paaugstinoties temperatūrai, palielinās kausējuma plūstamība.

Tātad pārstrādei nonāk materiāls, kura fons ļoti būtiski ietekmē tā fizikālās, mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības. Pārstrādes procesā polimērs tiek pakļauts papildu mehāniskai ķīmiskai un termiski oksidatīvai iedarbībai, un tā īpašību izmaiņas ir atkarīgas no apstrādes biežuma.

Pētot apstrādes biežuma ietekmi uz iegūto produktu īpašībām, tika parādīts, ka 3-5 reižu apstrādei ir nenozīmīga ietekme (daudz mazāka nekā primārajai). Ievērojams spēka samazinājums sākas ar 5-10 reižu apstrādi. HLDPE atkārtotas apstrādes procesā ir ieteicams palielināt liešanas temperatūru par 3...5% vai skrūves apgriezienu skaitu ekstrūzijas laikā par 4...6%, lai iznīcinātu iegūto želeju. Jāņem vērā, ka atkārtotas apstrādes procesā, it īpaši, pakļaujoties atmosfēras skābekļa iedarbībai, samazinās poliolefīnu molekulmasa, kā rezultātā krasi palielinās materiāla trauslums. Atkārtota cita poliolefīnu klases polimēra - PP apstrāde parasti izraisa kausējuma plūsmas indeksa (MFR) palielināšanos, lai gan materiāla stiprības raksturlielumi būtiski nemainās. Tāpēc atkritumus, kas radušies detaļu ražošanā no PP, kā arī pašas detaļas pēc to kalpošanas laika beigām var atkārtoti izmantot maisījumā ar izejmateriālu, lai iegūtu jaunas detaļas.

No visa iepriekš minētā izriet, ka sekundārie programmatūras izejmateriāli ir jāpārveido, lai uzlabotu no tiem izgatavoto produktu kvalitāti un palielinātu to kalpošanas laiku.

2.2.2. Pārstrādātu poliolefīna izejvielu pārstrādes granulās tehnoloģija

Lai termoplastikas atkritumus pārvērstu izejvielās, kas piemērotas tālākai pārstrādei produktos, ir nepieciešama to priekšapstrāde. Priekšapstrādes metodes izvēle galvenokārt ir atkarīga no atkritumu rašanās avota un piesārņojuma pakāpes. Tādējādi LDPE ražošanas un pārstrādes homogēnie atkritumi parasti tiek pārstrādāti to rašanās vietā, kam nepieciešama neliela priekšapstrāde - galvenokārt slīpēšana un granulēšana.

Atkritumi novecojušu produktu veidā prasa rūpīgāku sagatavošanu. Lauksaimniecības PE plēves atkritumu, mēslojuma maisu, citu kompakto avotu un jaukto atkritumu pirmapstrāde ietver šādas darbības: šķirošana (rupji) un identifikācija (jauktiem atkritumiem), smalcināšana, jaukto atkritumu atdalīšana, mazgāšana, žāvēšana. Pēc tam materiāls tiek granulēts.

Iepriekšējā šķirošana nodrošina rupju atkritumu šķirošanu pēc dažādām pazīmēm: krāsas, izmēriem, formas un, ja nepieciešams un iespējams, pēc plastmasas veidiem. Iepriekšēja šķirošana parasti tiek veikta ar rokām uz galdiem vai konveijera lentēm; šķirojot, no atkritumiem vienlaikus tiek izņemti dažādi svešķermeņi un ieslēgumi.

Jaukto (sadzīves) termoplastisko atkritumu atdalīšana pēc veidiem tiek veikta ar šādām galvenajām metodēm: flotācija, atdalīšana smagajā vidē, aeroseparācija, elektriskā atdalīšana, ķīmiskās metodes un dziļās dzesēšanas metodes. Visplašāk izmantotā metode ir flotācijas metode, kas ļauj atdalīt tādus rūpniecisko termoplastu maisījumus kā PE, PP, PS un PVC. Plastmasu atdalīšana tiek veikta, pievienojot ūdenim virsmaktīvās vielas, kas selektīvi maina to hidrofilās īpašības.

Dažos gadījumos efektīvs veids, kā atdalīt polimērus, var būt to izšķīdināšana kopējā šķīdinātājā vai šķīdinātāju maisījumā. Apstrādājot šķīdumu ar tvaiku, tiek izolēts PVC, PS un poliolefīnu maisījums; produktu tīrība - ne mazāka par 96%.

Flotācijas un atdalīšanas metodes smagajos barotnēs ir visefektīvākās un rentablākās no visām iepriekš minētajām metodēm.

Atkritumi, kas novecojuši un satur ne vairāk kā 5% piemaisījumu no izejvielu noliktavas, tiek nosūtīti uz atkritumu šķirošanas bloku 1 , kuras laikā no tiem tiek izņemti nejauši svešķermeņi un stipri piesārņoti gabali tiek izmesti. Sašķirotos atkritumus sasmalcina naža drupinātājos 2 mitrā vai sausā slīpēšana, lai iegūtu irdenu masu ar daļiņu izmēru 2 ... 9 mm.

Slīpēšanas ierīces veiktspēju nosaka ne tikai tās konstrukcija, nažu skaits un garums, rotora ātrums, bet arī atkritumu veids. Tādējādi vismazākā produktivitāte ir putuplasta atkritumu pārstrādē, kas aizņem ļoti lielu apjomu un ir grūti kompakti iekraujami. Augstāka produktivitāte tiek sasniegta, apstrādājot atkritumu plēves, šķiedras, pūšamos izstrādājumus.

Visiem nažu drupinātājiem raksturīga iezīme ir paaugstināts troksnis, kas saistīts ar sekundāro polimēru materiālu slīpēšanas procesa specifiku. Lai samazinātu trokšņa līmeni, dzirnaviņas kopā ar dzinēju un ventilatoru ir iekļautas pret troksni aizsargājošā korpusā, kas var būt noņemams un kam ir speciāli logi ar slēģiem drupinātā materiāla iekraušanai.

Slīpēšana ir ļoti svarīgs posms atkritumu sagatavošanā pārstrādei, jo slīpēšanas pakāpe nosaka iegūtā produkta tilpuma blīvumu, plūstamību un daļiņu izmēru. Slīpēšanas pakāpes kontrole ļauj mehanizēt apstrādes procesu, uzlabot materiāla kvalitāti, vidējojot tā tehnoloģiskos raksturlielumus, samazināt citu tehnoloģisko darbību ilgumu un vienkāršot apstrādes iekārtu konstrukciju.

Ļoti daudzsološa slīpēšanas metode ir kriogēna, kas ļauj no atkritumiem iegūt pulverus ar dispersijas pakāpi 0,5 ... 2 mm. Pulvera tehnoloģijas izmantošanai ir vairākas priekšrocības: samazināts maisīšanas laiks; enerģijas patēriņa un darba stundu izmaksu samazināšana maisītāju kārtējai apkopei; labāks komponentu sadalījums maisījumā; makromolekulu iznīcināšanas samazināšana utt.

No zināmajām metodēm pulverveida polimēru materiālu iegūšanai, ko izmanto ķīmiskajā tehnoloģijā, vispieņemamākā metode termoplastisko atkritumu slīpēšanai ir mehāniskā slīpēšana. Mehānisko slīpēšanu var veikt divos veidos: kriogēniski (sasmalcināšana šķidrā slāpeklī vai citos aukstuma līdzekļos un normālā temperatūrā deaglomerējošu sastāvdaļu vidē, kas ir mazāk energoietilpīgas).

Tālāk sasmalcinātie atkritumi tiek ievadīti veļas mašīnā mazgāšanai. 3 . Mazgāšana tiek veikta vairākos posmos ar īpašiem mazgāšanas līdzekļu maisījumiem. izspieda centrifūgā 4 masu ar mitruma saturu 10 ... 15% ievada galīgai dehidratācijai kaltes iekārtā 5 , līdz atlikušā mitruma saturs ir 0,2%, un pēc tam granulatorā 6 (1.1. att.).

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

Rīsi. 1.1. Shēma poliolefīnu pārstrādei granulās:

1 - atkritumu šķirošanas vienība; 2 - drupinātājs; 3 - veļas mašīna; 4 - centrifūga; 5 - žāvēšanas iekārta; 6 - granulators

Atkritumu žāvēšanai tiek izmantoti dažāda veida žāvētāji: plaukts, lente, kauss, verdošā gulta, virpulis utt.

Ārzemēs ražo augus, kuros ir ierīces gan mazgāšanai, gan žāvēšanai ar jaudu līdz 350 ... 500 kg / h. Šādā iekārtā sasmalcinātie atkritumi tiek iekrauti vannā, kas ir piepildīta ar mazgāšanas šķīdumu. Plēve tiek sajaukta ar lāpstiņu mikseri, kamēr netīrumi nosēžas apakšā, un izmazgātā plēve peld. Plēves dehidratāciju un žāvēšanu veic uz vibrējoša ekrāna un virpuļseparatorā. Atlikušais mitrums ir mazāks par 0,1%.

Granulēšana ir pēdējais posms otrreizējo izejvielu sagatavošanā tālākai pārstrādei produktos. Šis posms ir īpaši svarīgs HLDPE tā zemā tilpuma blīvuma un transportēšanas grūtību dēļ. Granulēšanas procesā materiāls tiek sablīvēts, tiek atvieglota tā tālākā apstrāde, tiek vidēji aprēķināti otrreizējo izejvielu raksturlielumi, kā rezultātā tiek iegūts materiāls, ko var apstrādāt ar standarta aprīkojumu.

Sasmalcinātu un attīrītu atkritumu produktu plastifikācijai visplašāk izmanto vienas skrūves ekstrūderus ar garumu (25 ... 30). D aprīkots ar nepārtrauktu filtru un degazācijas zonu. Šādos ekstrūderos praktiski visu veidu sekundārās termoplastikas tiek apstrādātas diezgan efektīvi ar drupinātā materiāla tilpuma blīvumu diapazonā no 50 ... 300 kg / m3. Tomēr piesārņoto un jaukto atkritumu apstrādei ir nepieciešamas īpašas konstrukcijas tārpu preses ar īsiem vairāku vītņu tārpiem (garums (3,5 ... 5)) D), kam ekstrūzijas zonā ir cilindriska sprausla.

Šīs sistēmas galvenā vienība ir ekstrūderis ar piedziņas jaudu 90 kW, skrūves diametru 253 mm un attiecību L/D= 3,75. Ekstrūdera izejā tika izstrādāta gofrēta sprausla ar diametru 420 mm. Pateicoties siltumam, ko rada berzes un bīdes ietekme uz polimērmateriālu, tas īsā laika periodā izkūst, un tiek nodrošināta ātra homogenizācija.

izkausēt. Mainot spraugu starp konusa uzgali un korpusu, iespējams regulēt bīdes spēku un berzes spēku, vienlaikus mainot apstrādes režīmu. Tā kā kušana notiek ļoti ātri, polimēra termiskā noārdīšanās netiek novērota. Sistēma ir aprīkota ar degazēšanas iekārtu, kas ir priekšnoteikums otrreizējo polimēru izejvielu pārstrādei.

Sekundārie granulētie materiāli tiek iegūti atkarībā no griešanas un dzesēšanas procesu secības divos veidos: granulēšana veidnē un zemūdens granulēšana. Granulēšanas metodes izvēle ir atkarīga no apstrādājamās termoplastmasas īpašībām un jo īpaši no tā kausējuma viskozitātes un saķeres ar metālu.

Granulēšanas laikā uz galvas polimēra kausējums tiek izspiests caur caurumu cilindrisku saišķu veidā, kurus nogriež naži, kas slīd gar vērpšanas plāksni. Iegūtās granulas ar nazi izmet no galvas un atdzesē. Griešanu un atdzesēšanu var veikt gaisā, ūdenī vai griežot gaisā un atdzesēt ūdenī. Programmatūrai, kurai ir augsta saķere ar metālu un lielāka tendence salipt kopā, ūdens tiek izmantots kā dzesēšanas līdzeklis.

Izmantojot iekārtas ar lielu vienības jaudu, tiek izmantota tā sauktā zemūdens granulēšana. Izmantojot šo metodi, polimēra kausējums tiek izspiests šķipsnu veidā caur vērpšanas plāksnes atverēm uz galvas nekavējoties ūdenī un ar rotējošiem nažiem sagriež granulās. Dzesēšanas ūdens temperatūra tiek uzturēta 50...70 °C robežās, kas veicina intensīvāku mitruma atlieku iztvaikošanu no granulu virsmas; ūdens daudzums ir 20…40 m3 uz 1 tonnu granulu.

Visbiežāk granulatora galviņā veidojas pavedieni vai lentes, kuras pēc atdzesēšanas ūdens vannā tiek granulētas. Iegūto granulu diametrs ir 2…5 mm.

Dzesēšana jāveic ar optimālu ātrumu, lai granulas nedeformētos, nesaliptu kopā un nodrošinātu atlikušā mitruma izvadīšanu.

Galvas temperatūrai ir būtiska ietekme uz granulu izmēru sadalījumu. Režģi tiek novietoti starp ekstrūdera un matricas izvadiem, lai nodrošinātu vienmērīgu kušanas temperatūru. Izplūdes atveru skaits galvā ir 20…300.

Granulēšanas procesa veiktspēja ir atkarīga no sekundārās termoplastmasas veida un tā reoloģiskajām īpašībām.

HPE granulāta pētījumi liecina, ka tā viskozās īpašības praktiski neatšķiras no primārā PE īpašībām, t.i. to var apstrādāt ar tādiem pašiem ekstrūzijas un iesmidzināšanas režīmiem kā neapstrādātu PE. Tomēr iegūtajiem produktiem ir raksturīga zema kvalitāte un izturība.

Granulas tiek izmantotas sadzīves ķīmijas iepakojumu, pakaramo, celtniecības detaļu, lauksaimniecības darbarīku, paletes preču transportēšanai, izplūdes caurulēm, drenāžas kanālu oderējumu, meliorācijas bezspiediena u.c. izstrādājumu ražošanai. Šie produkti tiek iegūti no "tīrām" otrreizējām izejvielām. Tomēr daudzsološāka ir otrreizējo izejvielu pievienošana primārajām 20 ... 30% apmērā. Plastifikatoru, stabilizatoru un pildvielu ieviešana polimēru sastāvā ļauj palielināt šo skaitli līdz 40–50%. Tas uzlabo izstrādājumu fizikālās un mehāniskās īpašības, bet to izturība (darbojoties skarbos klimatiskajos apstākļos) ir tikai 0,6 ... 0,75 no neapstrādāta polimēra izstrādājumu izturības. Efektīvāks veids ir sekundāro polimēru modifikācija, kā arī ļoti piepildītu sekundāro polimēru materiālu izveide.

2.2.3. Pārstrādātu poliolefīnu modifikācijas metodes

Programmatūras darbības un apstrādes laikā notiekošo procesu mehānisma izpētes rezultāti un to kvantitatīvais apraksts ļauj secināt, ka starpproduktos, kas iegūti no otrreizējām izejvielām, jāsatur ne vairāk kā 0,1 ... 0,5 mol oksidēto aktīvo grupu un ir optimāla molekulmasa un MWD, kā arī reproducējami fizikālie, mehāniskie un tehnoloģiskie rādītāji. Tikai šajā gadījumā pusfabrikātu var izmantot tādu produktu ražošanai ar garantētu kalpošanas laiku, lai aizstātu deficītās primārās izejvielas. Taču šobrīd ražotā granula šīm prasībām neatbilst.

Uzticams veids, kā atrisināt kvalitatīvu polimēru materiālu un izstrādājumu radīšanas problēmu no sekundārās programmatūras, ir granulu modifikācija, kuras mērķis ir ar ķīmiskām vai fizikāli ķīmiskām metodēm aizsargāt funkcionālās grupas un aktīvos centrus un radīt viendabīgu materiālu. struktūra ar reproducējamām īpašībām.

Izejvielu sekundārās PO modifikācijas metodes var iedalīt ķīmiskajās (šķērssaistīšana, dažādu, galvenokārt organiskas izcelsmes piedevu ievadīšana, apstrāde ar silīcija organiskajiem šķidrumiem u.c.) un fizikālajā un mehāniskajā (pildīšana ar minerālu un organisko pildvielu).

Piemēram, maksimālais gēla frakcijas saturs (līdz 80%) un šķērssaistītā VLDPE augstākās fizikālās un mehāniskās īpašības tiek sasniegtas ar 2–2,5% dikumilperoksīda ievadīšanu uz rullīšiem 130°C temperatūrā 10 minūtes. Šāda materiāla relatīvais pagarinājums lūzuma brīdī ir 210%, kausējuma plūsmas indekss ir 0,1…0,3 g/10 min. Šķērssaistīšanas pakāpe samazinās, palielinoties temperatūrai un palielinoties velmēšanas ilgumam konkurējoša degradācijas procesa rezultātā. Tas ļauj pielāgot modificētā materiāla šķērssavienojuma pakāpi, fizikālās, mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības.

Izstrādāta metode produktu veidošanai no HLDPE, ievadot dikumilperoksīdu tieši apstrādes procesā, un iegūti cauruļu un liešanas izstrādājumu prototipi, kas satur 70 ... 80% gēla frakcijas.

Vaska un elastomēra (līdz 5 masas daļām) ieviešana būtiski uzlabo VPE apstrādājamību, palielina fizikālās un mehāniskās īpašības (īpaši pagarinājumu pie pārrāvuma un plaisu izturību - attiecīgi par 10% un no 1 līdz 320 stundām) un samazina to īpašības. izplatība, kas liecina par materiāla viendabīguma palielināšanos.

HLDPE modifikācija ar maleīnskābes anhidrīdu diska ekstrūderā arī palielina tā izturību, karstumizturību, adhēziju un izturību pret fotonovecošanos. Šajā gadījumā modificējošais efekts tiek panākts pie mazākas modifikatora koncentrācijas un īsāka procesa ilguma nekā ar elastomēra ieviešanu.

Daudzsološs veids, kā uzlabot sekundāro PO polimēru materiālu kvalitāti, ir termomehāniskā apstrāde ar silīcija organiskajiem savienojumiem. Šī metode ļauj iegūt produktus no pārstrādātiem materiāliem ar paaugstinātu izturību, elastību un izturību pret novecošanos. Modifikācijas mehānisms sastāv no ķīmisko saišu veidošanās starp siloksāna siloksāna grupām šķidrā silīcija organiskajā un nepiesātinātajām saitēm un sekundāro PO skābekli saturošām grupām.

Modificēta materiāla iegūšanas tehnoloģiskais process ietver sekojošus posmus: atkritumu šķirošana, smalcināšana un mazgāšana; atkritumu apstrāde ar silīcija organisko šķidrumu 90 ± 10 °С temperatūrā 4…6 h; modificēto atkritumu žāvēšana, centrifugējot; modificēto atkritumu regranulēšana.

Papildus cietās fāzes modifikācijas metodei tiek piedāvāta metode VPE modificēšanai šķīdumā, kas ļauj iegūt VLDPE pulveri ar daļiņu izmēru ne vairāk kā 20 μm. Šo pulveri var izmantot pārstrādei produktos ar rotācijas formēšanu un pārklāšanai ar elektrostatisko izsmidzināšanu.

Lielu zinātnisku un praktisku interesi rada pildītu polimēru materiālu radīšana, kuru pamatā ir otrreizēji pārstrādātas polietilēna izejvielas. Polimēru materiālu izmantošana no pārstrādātiem materiāliem, kas satur līdz 30% pildvielas, ļaus izdalīt līdz 40% primāro izejvielu un nosūtīt to tādu produktu ražošanai, kurus nevar iegūt no otrreizējām izejvielām (spiedvadcaurules, iepakojuma plēves). , transportēt atkārtoti lietojamus konteinerus utt.). Tas ievērojami samazinās primāro polimēru izejvielu trūkumu.

Pildīto polimērmateriālu iegūšanai no otrreizēji pārstrādātiem materiāliem iespējams izmantot minerālās un organiskās izcelsmes dispersās un pastiprinošās pildvielas, kā arī pildvielas, kuras var iegūt no polimēru atkritumiem (sasmalcināti termoreaktīvie atkritumi un gumijas drupatas). Var uzpildīt gandrīz visus termoplastiskos atkritumus, kā arī jauktos atkritumus, kas šim nolūkam ir vēlami arī no ekonomiskā viedokļa.

Piemēram, lignīna izmantošanas lietderība ir saistīta ar fenola savienojumu klātbūtni tajā, kas veicina VPEN stabilizāciju darbības laikā; vizla - ražojot produktus ar zemu šļūde, paaugstinātu karstumizturību un laikapstākļiem, kā arī to raksturo zems apstrādes iekārtu nodilums un zemas izmaksas. Kā lētas inertas pildvielas izmanto kaolīnu, gliemežvāku iezi, slānekļa pelnus, ogļu sfēras un dzelzi.

Ieviešot WPE smalki disperģētu fosfoģipsi, kas granulēts polietilēna vaskā, tika iegūtas kompozīcijas ar palielinātu pagarinājumu pārrāvuma vietā. Šo efektu var izskaidrot ar polietilēna vaska plastificējošo efektu. Tādējādi ar fosfoģipsi pildīta VPE stiepes izturība ir par 25% augstāka nekā VPE, bet stiepes modulis ir par 250% augstāks.

Pastiprinošais efekts, kad vizla tiek ievadīta HPE, ir saistīta ar pildvielas kristāliskās struktūras iezīmēm, augstu raksturīgo attiecību (pārslu diametra attiecība pret biezumu) un sasmalcināta, pulverveida HPE izmantošana ļāva to darīt. saglabāt pārslu struktūru ar minimālu iznīcināšanu.

Lignīnu, slānekli, kaolīnu, sfēras, sapropeļa atkritumus saturošiem sastāviem ir salīdzinoši zemas fizikālās un mehāniskās īpašības, taču tie ir lētākie un izmantojami būvizstrādājumu ražošanā.

2.3. POLIVINILHLORĪDA PĀRSTRĀDE

Apstrādes laikā polimēri tiek pakļauti augstām temperatūrām, bīdes spriegumiem un oksidācijai, kas izraisa materiāla struktūras izmaiņas, tā tehnoloģiskās un ekspluatācijas īpašības. Materiāla struktūras izmaiņas izšķiroši ietekmē termiskie un termiski oksidatīvie procesi.

PVC ir viens no vismazāk stabilajiem rūpnieciskajiem oglekļa ķēdes polimēriem. PVC sadalīšanās reakcija - dehidrohlorēšana sākas jau temperatūrā virs 100 °C, un pie 160 °C reakcija norit ļoti ātri. PVC termiskās oksidācijas rezultātā notiek agregācijas un dezagregācijas procesi - šķērssavienojumi un iznīcināšana.

PVC iznīcināšanu pavada polimēra sākotnējās krāsas izmaiņas hromoforu grupu veidošanās dēļ un ievērojama fizikālo, mehānisko, dielektrisko un citu veiktspējas īpašību pasliktināšanās. Šķērssaistīšanas rezultātā lineāras makromolekulas pārvēršas sazarotās un galu galā šķērssaistītās trīsdimensiju struktūrās; tajā pašā laikā ievērojami pasliktinās polimēra šķīdība un tā pārstrādes spēja. Plastificēta PVC gadījumā šķērssavienojums samazina plastifikatora saderību ar polimēru, palielina plastifikatora migrāciju un neatgriezeniski pasliktina materiālu veiktspējas īpašības.

Līdztekus ekspluatācijas apstākļu ietekmei un otrreizējo polimēru materiālu apstrādes biežumam ir jāizvērtē atkritumu un svaigu izejvielu racionāla attiecība pārstrādei paredzētajā sastāvā.

Ekstrūdējot produktus no jauktām izejvielām, pastāv atkritumu risks dažādu kausējuma viskozitātes dēļ, tādēļ tiek piedāvāts ekstrudēt neapstrādātu un pārstrādātu PVC uz dažādām iekārtām, tomēr pulverveida PVC gandrīz vienmēr var sajaukt ar pārstrādātu polimēru.

Svarīgs raksturlielums, kas nosaka PVC atkritumu otrreizējās pārstrādes fundamentālo iespēju (pieļaujamais apstrādes laiks, pārstrādātā materiāla vai izstrādājuma kalpošanas laiks), kā arī stabilizējošās grupas papildu nostiprināšanas nepieciešamību, ir termiskās stabilitātes laiks.

2.3.1. PVC atkritumu apstrādes metodes

Homogēni rūpnieciskie atkritumi, kā likums, tiek pārstrādāti, un gadījumos, kad tikai plāni materiāla slāņi tiek pakļauti dziļai novecošanai.

Dažos gadījumos ir ieteicams izmantot abrazīvu instrumentu, lai noņemtu degradēto slāni, pēc tam apstrādājot materiālu produktos, kas pēc īpašībām nav zemāki par produktiem, kas iegūti no oriģinālajiem materiāliem.

Lai atdalītu polimēru no metāla (vadiem, kabeļiem), tiek izmantota pneimatiskā metode. Parasti izolētu plastificētu PVC var izmantot kā zemsprieguma vadu izolāciju vai iesmidzināšanas izstrādājumus. Metālu un minerālu ieslēgumu noņemšanai var izmantot frēzēšanas nozares pieredzi, kas balstīta uz indukcijas metodes izmantošanu, atdalīšanas metodi pēc magnētiskajām īpašībām. Lai atdalītu alumīnija foliju no termoplastmasas, tiek izmantota karsēšana ūdenī 95–100 °C temperatūrā.

Nederīgos konteinerus ar etiķetēm ir ierosināts iegremdēt šķidrā slāpeklī vai skābeklī, kura temperatūra nav augstāka par -50°C, lai etiķetes vai līmviela kļūtu trauslas, kas pēc tam ļaus tās viegli sasmalcināt un atdalīt viendabīgu materiālu, piemēram, papīru. .

Enerģijas taupīšanas metode plastmasas atkritumu sausai sagatavošanai, izmantojot blīvētāju. Metode ieteicama mākslīgās ādas (IR) atkritumu, PVC linoleju apstrādei un ietver vairākas tehnoloģiskās operācijas: slīpēšana, tekstilšķiedru atdalīšana, plastifikācija, homogenizācija, blīvēšana un granulēšana; var pievienot arī piedevas. Oderes šķiedras tiek atdalītas trīs reizes - pēc pirmās naža sasmalcināšanas, pēc sablīvēšanas un sekundārās naža drupināšanas. Tiek iegūta formēšanas masa, kuru var apstrādāt ar iesmidzināšanu, kurā joprojām ir šķiedru komponenti, kas netraucē apstrādi, bet kalpo kā pildviela, kas pastiprina materiālu.

2.3.2. PVC plastmasas atkritumu pārstrādes metodes

Iesmidzināšanas formēšana

Galvenie atkritumu veidi, kuru pamatā ir nepildīts PVC, ir neželatinizēts plastizols, tehnoloģiskie atkritumi un bojāti izstrādājumi. Vieglās rūpniecības uzņēmumos Krievijā tiek izmantota šāda plastizola atkritumu pārstrādes tehnoloģija ar iesmidzināšanas formēšanas metodēm.

Konstatēts, ka, izmantojot plastizola tehnoloģiju, var iegūt apmierinošas kvalitātes produktus no pārstrādātiem PVC materiāliem. Process ietver atkritumu plēvju un lokšņu sasmalcināšanu, PVC pastas sagatavošanu plastifikatorā, jauna izstrādājuma formēšanu ar liešanu.

Neželatinizēts plastizols tika savākts konteineros dozatora, maisītāja tīrīšanas laikā, pakļauts želatinizācijai, pēc tam sajaukts ar procesa atkritumiem un bojātiem produktiem uz rullīšiem, iegūtās loksnes tika apstrādātas uz rotējošām dzirnaviņām. Šādi iegūtās plastizola drupatas tika apstrādātas ar injekcijas formēšanu. Plastizola drupatas 10 ... 50 wt. h var izmantot kompozīcijā ar gumiju, lai iegūtu gumijas savienojumus, un tas ļauj no preparātiem izslēgt mīkstinātājus.

Atkritumu apstrādei ar iesmidzināšanu, kā likums, tiek izmantotas intruzijas tipa mašīnas ar pastāvīgi rotējošu skrūvi, kuras konstrukcija nodrošina atkritumu spontānu uztveršanu un homogenizāciju.

Viena no daudzsološām PVC atkritumu izmantošanas metodēm ir daudzkomponentu liešana. Izmantojot šo apstrādes metodi, izstrādājumam ir dažādu materiālu ārējais un iekšējais slānis. Ārējais slānis, kā likums, ir augstas kvalitātes komerciāla plastmasa, stabilizēta, krāsota, ar labu izskatu. Iekšējais slānis ir otrreizēji pārstrādāti polivinilhlorīda izejmateriāli. Termoplastu apstrāde ar šo metodi ļauj ievērojami ietaupīt ierobežotās primārās izejvielas, samazinot to patēriņu vairāk nekā divas reizes.

Ekstrūzija

Pašlaik viena no efektīvākajām metodēm PVC polimēru materiālu atkritumu pārstrādei to apglabāšanai ir elastīgās deformācijas izkliedes metode, kuras pamatā ir daudzkārtējas iznīcināšanas fenomens kombinētas augsta spiediena un bīdes iedarbības apstākļos. deformācija paaugstinātā temperatūrā.

Iepriekš rupji sasmalcinātu materiālu, kuru daļiņu izmērs ir 103 μm, elastīgā-deformācijas dispersija tiek veikta vienas skrūves rotācijas disperģētājā. Izlietotie plastificēto dublēto plēvju materiālu atkritumi uz atšķirīga pamata (linolejs uz poliestera auduma bāzes, putas uz papīra bāzes, mākslīgā āda uz kokvilnas auduma bāzes) tiek pārstrādāti izkliedētā viendabīgā otrreizējā materiālā, kas ir PVC plastmasas maisījums ar drupināta bāze ar visticamāko daļiņu izmēru 320…615 µm, pārsvarā asimetriska, ar augstu īpatnējo virsmu (2,8…4,1 m2/g). Optimālie dispersijas apstākļi, kādos veidojas visvairāk izkliedētais produkts, ir temperatūra dispersijas zonās 130 ... 150 ... 70 ° C; slodzes pakāpe ne vairāk kā 60%; minimālais skrūves ātrums 35 apgr./min. PVC materiālu apstrādes temperatūras paaugstināšanās izraisa nevēlamu noārdīšanās procesu pastiprināšanos polimērā, kas izpaužas kā produkta tumšums. Palielinot slodzes pakāpi un skrūves griešanās ātrumu, materiāla izkliede pasliktinās.

Bez bāzes plastificēto PVC materiālu atkritumu (lauksaimniecības plēve, izolācijas plēve, PVC šļūtenes) pārstrādi ar elastīgās-deformācijas dispersiju, lai iegūtu kvalitatīvu augsti dispersu otrreizējo materiālu, var veikt bez tehnoloģiskām grūtībām ar plašāku izkliedes režīmu variāciju. Veidojas smalkāk izkliedēts produkts ar daļiņu izmēru 240 ... 335 mikroni, pārsvarā sfēriskas formas.

Elastīgi-deformācijas trieciens cieto PVC materiālu (triecienizturīgs materiāls minerālūdens pudelēm, sanitārajām PVC caurulēm utt.) dispersijas laikā jāveic augstākā temperatūrā (170 ... 180 ... minimālais skrūves ātrums 35 apgr./min. Atkāpjoties no norādītajiem dispersijas režīmiem, tiek novērotas tehnoloģiskas grūtības un iegūtā sekundārā produkta kvalitātes pasliktināšanās dispersijas ziņā.

PVC materiālu atkritumu pārstrādes procesā vienlaikus ar dispersiju ir iespējams veikt polimērmateriāla modifikāciju, ievadot 1 ... 3 wt. h metālu saturošu siltuma stabilizatoru un 10 ... 30 wt. h plastifikatori. Tas noved pie termiskās stabilitātes robežas palielināšanās, lietojot metālu stearātus par 15...50 min, un kopā ar esteru plastifikatoriem apstrādātā materiāla kausējuma plūsmas ātruma uzlabošanos par 20...35%, kā arī uzlabošanos. dispersijas procesa izgatavojamībā.

Iegūtajiem sekundārajiem PVC materiāliem, pateicoties lielajai dispersijai un daļiņu attīstītajai virsmai, ir virsmas aktivitāte. Šī iegūto pulveru īpašība noteica to ļoti labo saderību ar citiem materiāliem, kas ļauj tos izmantot, lai aizstātu (līdz 45 masas %) sākotnējo izejvielu tādu pašu vai jaunu polimēru materiālu ražošanā.

Divu skrūvju ekstrūderus var izmantot arī PVC atkritumu apstrādei. Tie nodrošina lielisku maisījuma homogenizāciju, un plastifikācijas process tiek veikts maigākos apstākļos. Tā kā divskrūvju ekstrūderi darbojas pēc pārvietošanas principa, tad polimēra uzturēšanās laiks tajos plastifikācijas temperatūrā ir skaidri noteikts un ir izslēgta tā aizturēšana augstas temperatūras zonā. Tas novērš materiāla pārkaršanu un termisko noārdīšanos. Polimēra viendabīgums caur cilindru nodrošina labus apstākļus degazēšanai zema spiediena zonā, kas ļauj noņemt mitrumu, sadalīšanās un oksidācijas produktus un citas gaistošas ​​vielas, kas parasti atrodas atkritumos.

Polimēru kompozītmateriālu, tostarp infrasarkano staru, kabeļu izolācijas atkritumu, uz papīra bāzes izgatavotu termoplastisku pārklājumu un citu, apstrādei var izmantot metodes, kuru pamatā ir ekstrūzijas sagatavošanas un presēšanas formēšanas kombinācija. Šīs metodes ieviešanai tiek piedāvāta vienība, kas sastāv no divām mašīnām, katras iesmidzināšanas svars ir 10 kg. Speciāli atkritumos ievesto nepolimēru materiālu īpatsvars var būt līdz 25%, un pat vara saturs var sasniegt 10%.

Tiek izmantota arī sienu slāņus veidojošās svaigās termoplastmasas un iekšējo slāni veidojošā atkritumpolimēra koekstrūzijas metode, kā rezultātā var iegūt trīsslāņu izstrādājumu (piemēram, plēvi). Tiek piedāvāta vēl viena metode - formēšana ar pūšanu. Izstrādātajā pūšamās ekstrūzijas iekārtas projektā kā kausējuma ģenerators paredzēts skrūvējams ekstrūderis ar pūšanas piedziņu. Pudeļu, konteineru un citu dobu izstrādājumu ražošanai tiek izmantota neapstrādāta un pārstrādāta PVC maisījuma izpūšana.

Kalenderēšana

Atkritumu pārstrādes, kalandrējot, piemērs ir tā sauktais Regal process, kas sastāv no materiāla kalandrēšanas un dēļu un lokšņu iegūšanas, ko izmanto konteineru un mēbeļu ražošanai. Šāda procesa ērtība dažāda sastāva atkritumu apstrādei ir tā regulēšanas vienkāršība, mainot atstarpi starp kalendāra ruļļiem, lai panāktu labu bīdes un izkliedes efektu uz materiālu. Laba materiāla plastifikācija un homogenizācija apstrādes laikā nodrošina produktu ražošanu ar pietiekami augstām stiprības īpašībām. Metode ir ekonomiski izdevīga salīdzinoši zemā temperatūrā plastificētai termoplastikai, galvenokārt mīkstajam PVC.

IC un lenoleja atkritumu sagatavošanai ir izstrādāta iekārta, kas sastāv no naža drupinātāja, maisīšanas trumuļa un trīs ruļļu rafinēšanas veltņiem. Augstas berzes, augsta presēšanas spiediena un sajaukšanās starp rotējošām virsmām rezultātā maisījuma sastāvdaļas tiek tālāk sasmalcinātas, plastificētas un homogenizētas. Jau vienā piegājienā caur mašīnu materiāls iegūst diezgan labu kvalitāti.

Spiešana

Viena no tradicionālajām polimēru atkritumu apstrādes metodēm ir presēšana, jo īpaši Regal-Converter metodi var saukt par visizplatītāko. Vienāda biezuma slīpēšanas atkritumi uz konveijera tiek ievadīti krāsnī un izkausēti. Šādā veidā plastificēto masu pēc tam presē. Piedāvātā metode apstrādā plastmasas maisījumus, kuros svešķermeņu saturs pārsniedz 50%.

Pastāv nepārtraukts veids, kā pārstrādāt sintētisko paklāju un infrasarkano staru atkritumus. Tās būtība ir šāda: samaltos atkritumus ievada maisītājā, kur pievieno 10% saistvielas, pigmentus, pildvielas (pastiprināšanai). No šī maisījuma šķīvjus presē divu lentu presē. Plākšņu biezums ir 8…50 mm ar blīvumu aptuveni 650 kg/m3. Pateicoties plāksnes porainībai, tām piemīt siltumu un skaņu izolējošas īpašības. Tos izmanto mašīnbūvē un automobiļu rūpniecībā kā konstrukcijas elementus. Ar vienpusēju vai divpusēju laminēšanu šīs plāksnes var izmantot mēbeļu rūpniecībā. ASV presēšanas procesu izmanto smagu plākšņu izgatavošanai.

Tiek izmantota arī cita tehnoloģiska metode, kuras pamatā ir putošana formā. Izstrādātās iespējas atšķiras ar putu vielu ievadīšanas metodēm otrreizējās izejvielās un siltuma padevi. Putošanas līdzekļus var ievadīt iekšējā maisītājā vai ekstrūderī. Taču produktīvāka ir formas putošanas metode, kad poru veidošanas procesu veic presē.

Būtisks polimēru atkritumu presēšanas saķepināšanas metodes trūkums ir vājā maisījuma komponentu sajaukšanās, kas noved pie iegūto materiālu mehānisko īpašību samazināšanās.

PVC plastmasas atkritumu pārstrādes problēma pašlaik tiek intensīvi attīstīta, taču ir daudz grūtību, kas galvenokārt saistītas ar pildvielas klātbūtni. Daži izstrādātāji ir izvēlējušies polimēra izolāciju no kompozītmateriāla ar tā turpmāko izmantošanu. Tomēr šīs tehnoloģiskās iespējas bieži vien ir neekonomiskas, laikietilpīgas un piemērotas šauram materiālu klāstam.

Zināmas tiešās termoformēšanas metodes vai nu prasa lielas papildu izmaksas (sagatavošanas darbības, primārā polimēra, plastifikatoru pievienošana, speciāla aprīkojuma izmantošana), vai arī neļauj apstrādāt ļoti piepildītus atkritumus, jo īpaši PVC plastmasu.

2.4. POLISTIRĒNA PLASTMASAS ATKRITUMIEM

Polistirola atkritumi tiek uzkrāti novecojušu izstrādājumu veidā, kas izgatavoti no PS un tā kopolimēriem (maizes kastes, vāzes, sirniki, dažādi trauki, restes, burkas, pakaramie, pārklājuma palagi, tirdzniecības un laboratorijas aprīkojuma daļas utt.), kā arī vispārējas nozīmes PS, triecienizturīgas PS (HIPS) un to kopolimēru rūpniecisko (tehnoloģisko) atkritumu veidā.

Polistirola plastmasas pārstrāde var notikt šādos veidos:

1. stipri piesārņotu rūpniecības atkritumu iznīcināšana;
2. HIPS un ABS plastmasas tehnoloģisko atkritumu utilizācija ar iesmidzināšanu, presēšanu un presēšanu;
3. nolietoto produktu iznīcināšana;
4. putupolistirola (EPS) atkritumu pārstrāde;
5. jaukto atkritumu izvešana.

Spēcīgi piesārņoti rūpnieciskie atkritumi rodas PS un polistirola plastmasas ražošanā reaktoru, ekstrūderu un ražošanas līniju tīrīšanas laikā dažāda izmēra un formas gabalu veidā. Piesārņojuma, neviendabīguma un zemās kvalitātes dēļ šos atkritumus galvenokārt iznīcina sadedzinot. Tos iespējams utilizēt ar iznīcināšanu, kā kurināmo izmantojot iegūtos šķidros produktus.

Iespēja pievienot jonogēnas grupas polistirola benzola gredzenam ļauj iegūt jonu apmainītājus uz tā pamata. Polimēra šķīdība apstrādes un darbības laikā arī nemainās. Tāpēc, lai iegūtu mehāniski izturīgus jonu apmaiņus, var izmantot tehnoloģiskos atkritumus un nolietotos polistirola izstrādājumus, kuru molekulmasa ir sasniegta atbilstoši jonu apmaiņas apstākļu sintēzes nosacījumiem (40 ... 50 tūkst.) termiski iznīcinot. Iegūto produktu turpmākā hlormetilēšana noved pie ūdenī šķīstošu savienojumu veidošanās, kas liecina par iespēju izmantot otrreizējās polistirola izejvielas šķīstošo polielektrolītu iegūšanai.

Tehnoloģiskie atkritumi PS (kā arī programmatūra) pēc savām fizikālajām, mehāniskajām un tehnoloģiskajām īpašībām neatšķiras no primārajām izejvielām. Šie atkritumi ir pārstrādājami un lielākoties

tiek izmantoti uzņēmumos, kur tie tiek veidoti. Tos var pievienot primārajam PS vai izmantot kā neatkarīgas izejvielas dažādu produktu ražošanā.

Polistirola plastmasu apstrādē iesmidzināšanas, ekstrūzijas un vakuumformēšanas procesā rodas ievērojams daudzums tehnoloģisko atkritumu (līdz 50%), kuru atgriešana tehnoloģiskās apstrādes procesos var būtiski palielināt polimēru materiālu izmantošanas efektivitāti un radīt bezatkritumu ražošanu plastmasas apstrādes rūpniecībā.

ABS plastmasu plaši izmanto automobiļu rūpniecībā lielu automašīnu detaļu ražošanai, sanitārtehnikas iekārtu, cauruļu, plaša patēriņa preču u.c.

Saistībā ar stirola plastmasas patēriņa pieaugumu pieaug arī atkritumu apjoms, kuru izmantošana ir ekonomiski un ekoloģiski iespējama, ņemot vērā izejvielu sadārdzināšanos un to resursu samazināšanos. Daudzos gadījumos otrreizēji pārstrādātus materiālus var izmantot, lai aizstātu neapstrādātus materiālus.

Konstatēts, ka, atkārtoti apstrādājot ABS polimēru, tajā notiek divi konkurējoši procesi: no vienas puses, daļēja makromolekulu iznīcināšana, no otras puses, daļēja starpmolekulārā šķērssaistīšanās, kas palielinās, palielinoties apstrādes ciklu skaitam. .

Izvēloties metodi ekstrudēta ABS apstrādei, tika pierādīta fundamentālā iespēja veidot izstrādājumus tiešās presēšanas, ekstrūzijas un iesmidzināšanas veidā.

Efektīvs ABS atkritumu pārstrādes tehnoloģiskais posms ir polimēru žāvēšana, kas ļauj mitruma saturu tajā paaugstināt līdz līmenim, kas nepārsniedz 0,1%. Šajā gadījumā tiek novērsta tādu defektu veidošanās materiālā, kas rodas no liekā mitruma kā zvīņaina virsma, sudrabainība, izstrādājumu atslāņošanās biezumā; Iepriekšēja žāvēšana uzlabo materiāla īpašības par 20…40%.

Tomēr tiešās saspiešanas metode izrādās neefektīva, un polimēra ekstrūzija ir sarežģīta tā augstās viskozitātes dēļ.

Daudzsološa šķiet ABS polimēra tehnoloģisko atkritumu apstrāde ar iesmidzināšanu. Šajā gadījumā, lai uzlabotu polimēra plūstamību, ir nepieciešams ieviest tehnoloģiskas piedevas. Polimēra piedeva atvieglo ABS polimēra apstrādi, jo palielina makromolekulu mobilitāti, polimēra elastību un samazina tā viskozitāti.

Produkti, kas iegūti ar šo metodi, pēc to veiktspējas rādītājiem nav zemāki par produktiem no primārā polimēra un dažreiz pat pārspēj tos.

Bojātos un nolietotos izstrādājumus var likvidēt, samaļot, pēc tam izveidojot iegūto drupatu maisījumā ar primārajiem materiāliem vai kā neatkarīgu izejvielu.

Daudz sarežģītāka situācija vērojama nolietoto PS produktu, tostarp putuplasta, pārstrādes jomā. Ārzemēs galvenie to iznīcināšanas veidi ir pirolīze, sadedzināšana, foto- vai biodegradācija un apbedīšana. Produktos var pārstrādāt nolietotus produktus kultūras un sabiedrības vajadzībām, kā arī polimēru, celtniecības, siltumizolācijas materiālu un citu produktu rūpniecībai. Tas galvenokārt attiecas uz izstrādājumiem, kas izgatavoti no triecienizturīga PS.

Bloks PS ir jāapvieno ar augstas ietekmes PS (attiecība 70:30), jāpārveido citādi vai jāpārstrādā ar tā kopolimēru ar akrilnitrilu, metilmetakrilātu (MS) vai terpolimēriem ar MS un akrilnitrilu (MSN) pirms pārstrādes. MC un MCH kopolimēri izceļas ar lielāku izturību pret atmosfēras novecošanos (salīdzinājumā ar triecienizturīgām kompozīcijām), kam ir liela nozīme turpmākajā apstrādē. Sekundāro PS var pievienot PE.

Lai pārvērstu atkritumu polistirola plēves otrreizējās polimēru izejvielās, tās tiek pakļautas aglomerācijai rotācijas aglomeratoros. PS zemā triecienizturība nodrošina ātru slīpēšanu (salīdzinājumā ar citiem termoplastiem). Tomēr PS augstā adhēzijas spēja, pirmkārt, noved pie materiāla daļiņu salipšanas un lielu agregātu veidošanās, pirms (80 °C) materiāls kļūst plastmasisks (130 °C), un, otrkārt, pie materiāla pielipšanas. apstrādes iekārtas. Tas padara PS daudz grūtāk aglomerējamu nekā PE, PP un PVC.

PPS atkritumus var izšķīdināt stirolā un pēc tam polimerizēt maisījumā, kas satur sasmalcinātu gumiju un citas piedevas. Šādā veidā iegūtajiem kopolimēriem ir raksturīga pietiekami augsta triecienizturība.

Pārstrādes nozare pašlaik saskaras ar jaukto plastmasas atkritumu pārstrādes izaicinājumu. Jaukto atkritumu pārstrādes tehnoloģija ietver šķirošanu, malšanu, mazgāšanu, žāvēšanu un homogenizāciju. Pārstrādātajai PS, kas iegūta no jauktiem atkritumiem, ir augstas fizikālās un mehāniskās īpašības, to var pievienot asfaltam un bitumenam kausētā stāvoklī. Tajā pašā laikā to izmaksas tiek samazinātas, un stiprības raksturlielumi palielinās par aptuveni 20%.

Lai uzlabotu pārstrādātā polistirola izejvielu kvalitāti, tas tiek modificēts. Šim nolūkam ir jāizpēta tā īpašības termiskās novecošanas un darbības procesā. PS plastmasas novecošanai ir sava specifika, kas skaidri izpaužas īpaši triecienizturīgiem materiāliem, kas papildus PS satur gumijas.

PS materiālu termiskās apstrādes laikā (pie 100–200 °C) tā oksidēšanās notiek, veidojoties hidroperoksīda grupām, kuru koncentrācija oksidācijas sākumposmā strauji palielinās, kam seko karbonilgrupu un hidroksilgrupu veidošanās.

Hidroperoksīda grupas ierosina fotooksidācijas procesus, kas notiek no PS izgatavotu izstrādājumu darbības laikā saules starojuma ietekmē. Fotodegradāciju ierosina arī nepiesātinātās grupas, kas atrodas gumijā. Hidroperoksīda un nepiesātināto grupu kombinētās iedarbības sekas agrīnās oksidācijas stadijās un karbonilgrupas vēlākās stadijās ir zemāka PS produktu izturība pret fotooksidatīvo noārdīšanos, salīdzinot ar PO. Nepiesātināto saišu klātbūtne HIPS gumijas komponentā tās karsēšanas laikā izraisa noārdīšanās procesa automātisku paātrinājumu.

Ar gumiju modificēta PS fotonovecošanās laikā ķēdes pārraušana ņem virsroku pār šķērssaišu veidošanos, īpaši pie augsta dubultsaišu satura, kas būtiski ietekmē polimēra morfoloģiju, fizikāli mehāniskās un reoloģiskās īpašības.

Pārstrādājot PS un HIPS produktus, ir jāņem vērā visi šie faktori.

2.5. POLIAMĪDU ATKRITUMU PĀRSTRĀDE

Ievērojamu vietu cieto polimēru atkritumos ieņem poliamīda atkritumi, kas veidojas galvenokārt šķiedru (neilona un anīda) ražošanas un pārstrādes procesā izstrādājumos, kā arī novecojušie izstrādājumi. Atkritumu daudzums šķiedras ražošanā un pārstrādē sasniedz 15% (no tiem ražošanā - 11 ... 13%). Tā kā PA ir dārgs materiāls ar vairākām vērtīgām ķīmiskām un fizikāli mehāniskām īpašībām, tā atkritumu racionālai izmantošanai ir īpaša nozīme.

Sekundāro PA veidu daudzveidība prasa izveidot īpašas apstrādes metodes un vienlaikus paver plašas iespējas to izvēlei.

PA-6.6 atkritumiem ir visstabilākie rādītāji, kas ir priekšnoteikums universālu to apstrādes metožu izveidei. Vairāki atkritumi (gumijota aukla, rotājumi, valkātas zeķes) satur sastāvdaļas, kas nav poliamīds, un to apstrādei nepieciešama īpaša pieeja. Nolietotās preces ir piesārņotas, un piesārņojuma apjomu un sastāvu nosaka preču ekspluatācijas apstākļi, to savākšanas, uzglabāšanas un transportēšanas organizācija.

Galvenās PA atkritumu pārstrādes un izmantošanas jomas ir malšana, termoformēšana no kausējuma, depolimerizācija, pārgulsnēšana no šķīduma, dažādas modifikācijas metodes un tekstila apstrāde, lai iegūtu šķiedrainas struktūras materiālus. Atsevišķu atkritumu izmantošanas iespēju, lietderību un efektivitāti nosaka, pirmkārt, to fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Liela nozīme ir atkritumu molekulmasai, kas ietekmē pārstrādāto materiālu un izstrādājumu izturību, kā arī pārstrādātā PA tehnoloģiskās īpašības. Zemas molekulmasas savienojumu saturs PA-6 būtiski ietekmē izturību, termisko stabilitāti un apstrādes apstākļus. Termiski stabilākais apstrādes apstākļos ir PA-6.6.

Lai izvēlētos apstrādes metodes un veidus, kā arī norādījumus atkritumu izmantošanai, ir svarīgi izpētīt sekundāro PA termisko uzvedību. Šajā gadījumā būtiska loma var būt materiāla strukturālajām un ķīmiskajām iezīmēm un tā aizvēsturei.

2.5.1. PA atkritumu apstrādes metodes

Esošās PA atkritumu pārstrādes metodes var iedalīt divās galvenajās grupās: mehāniskās, kas nav saistītas ar ķīmiskām pārvērtībām, un fizikāli ķīmiskās. Mehāniskās metodes ietver slīpēšanu un dažādus paņēmienus un metodes, ko izmanto tekstilrūpniecībā, lai iegūtu izstrādājumus ar šķiedru struktūru.

Lietus, nestandarta līmlenti, liešanas atkritumus, daļēji izvilktas un neizvilktas šķiedras var pakļaut mehāniskai apstrādei.

Slīpēšana ir ne tikai darbība, kas pavada lielāko daļu tehnoloģisko procesu, bet arī neatkarīga atkritumu pārstrādes metode. Slīpēšana ļauj iegūt pulverveida materiālus un skaidas injekcijas formēšanai no lietņiem, sloksnēm, sariem. Raksturīgi, ka slīpēšanas laikā izejvielu fizikāli ķīmiskās īpašības praktiski nemainās. Lai iegūtu pulverveida produktus, jo īpaši tiek izmantoti kriogēnie slīpēšanas procesi.

Šķiedru un saru atkritumi tiek izmantoti makšķerauklu, veļas lupatiņu, rokassomu uc ražošanai, tomēr tas prasa ievērojamu roku darbu.

No atkritumu pārstrādes mehāniskajām metodēm perspektīvākā un plašāk izmantotā ir neausto materiālu, grīdas segumu un štāpeļšķiedru audumu ražošana. Īpaša vērtība šiem nolūkiem ir poliamīda šķiedru atkritumi, kas ir viegli apstrādājami un krāsojami.

PA atkritumu pārstrādes fizikāli ķīmiskās metodes var klasificēt šādi:

1. atkritumu depolimerizācija, lai iegūtu šķiedru un oligomēru ražošanai piemērotus monomērus ar to turpmāku izmantošanu līmju, laku un citu izstrādājumu ražošanā;
2. atkritumu pārkausēšana, lai iegūtu granulātus, aglomerātus un produktus ar ekstrūzijas un injekcijas formēšanu;
3. pārgulsnēšana no šķīdumiem, lai iegūtu pulverus pārklājumam;
4. kompozītmateriālu iegūšana;
5. ķīmiskā modifikācija materiālu ar jaunām īpašībām ražošanai (laku, līmju u.c. iegūšana).

Depolimerizāciju plaši izmanto rūpniecībā, lai iegūtu augstas kvalitātes monomērus no nepiesārņotiem procesa atkritumiem.

Depolimerizāciju veic katalizatoru klātbūtnē, kas var būt neitrāli, bāziski vai skābi savienojumi.

Pie mums un ārzemēs plaši izplatīta ir PA atkritumu atkārtotas kausēšanas metode, kas tiek veikta galvenokārt vertikālos aparātos 2–3 stundas un ekstrūzijas iekārtās. Ar ilgstošu termisko iedarbību PA-6 šķīduma sērskābē īpatnējā viskozitāte samazinās par 0,4 ... 0,7%, un zemas molekulmasas savienojumu saturs palielinās no 1,5 līdz 5-6%. Kausēšana pārkarsētā tvaikā, mitrināšana un kausēšana vakuumā uzlabo reģenerētā polimēra īpašības, bet neatrisina pietiekami augstas molekulmasas produktu iegūšanas problēmu.

Ekstrūzijas apstrādes procesā PA tiek oksidēts daudz mazāk nekā ilgstošas ​​kausēšanas laikā, kas veicina materiāla augsto fizikālo un mehānisko īpašību saglabāšanu. Izejvielu mitruma satura palielināšana (lai samazinātu oksidācijas pakāpi) izraisa zināmu PA iznīcināšanu.

Pulveru iegūšana no PA atkritumiem, atkārtoti nogulsnējot no šķīdumiem, ir polimēru attīrīšanas metode, iegūstot tos tālākai apstrādei ērtā veidā. Pulverus var izmantot, piemēram, trauku tīrīšanai, kā kosmētikas sastāvdaļu u.c.

Plaši izmantota metode PA mehānisko īpašību regulēšanai ir to pildīšana ar šķiedrainiem materiāliem (stikla šķiedra, azbesta šķiedra utt.).

PA atkritumu ļoti efektīvas izmantošanas piemērs ir ATM-2 materiāla izveide, pamatojoties uz to, kam ir augsta izturība, nodilumizturība un izmēru stabilitāte.

Daudzsološs virziens otrreizēji pārstrādāta PCA izstrādājumu fizikālo, mehānisko un ekspluatācijas īpašību uzlabošanai ir formēto detaļu fiziska pārveidošana ar tilpuma virsmas apstrādi. Paraugu tilpuma-virsmas apstrāde no pārstrādāta PCA, kas pildīta ar kaolīnu un plastificēta ar slānekļa mīkstinātāju sakarsētā glicerīnā, palielina triecienizturību par 18%, pārrāvuma spriegumu liecē par 42,5%, kas izskaidrojams ar vairāk perfekta materiāla struktūra un atlikušo spriegumu noņemšana.

2.5.2. PA atkritumu pārstrādes procesi

Galvenie procesi, ko izmanto pārstrādātu polimēru izejvielu reģenerācijai no PA atkritumiem, ir:

1. PA reģenerācija, ekstrudējot nolietotus neilona sieta materiālus un tehnoloģiskos atkritumus, lai iegūtu granulētus produktus, kas piemēroti pārstrādei izstrādājumos ar iesmidzināšanas formēšanu;
2. PA reģenerācija no nolietotiem produktiem un neilona tehnoloģiskajiem atkritumiem, kas satur šķiedru piemaisījumus (ne poliamīdus), izšķīdinot, filtrējot šķīdumu un sekojošu PA nogulsnēšanu pulverveida produkta veidā.

Nolietotu izstrādājumu pārstrādes tehnoloģiskie procesi atšķiras no tehnoloģisko atkritumu pārstrādes ar iepriekšēju sagatavošanas posmu, ieskaitot izejvielu demontāžu, to mazgāšanu, mazgāšanu, spiešanu un otrreizējo izejvielu žāvēšanu. Iepriekš sagatavotie nolietotie izstrādājumi un tehnoloģiskie atkritumi tiek nosūtīti slīpēšanai, pēc tam tie tiek nosūtīti uz ekstruderi granulēšanai.

Sekundāro šķiedru poliamīda izejvielas, kas satur nepoliamīda materiālus, apstrādā reaktorā istabas temperatūrā ar sālsskābes ūdens šķīdumu, filtrē, lai noņemtu nepoliamīda ieslēgumus. Pulverveida poliamīds tiek izgulsnēts ar metanola ūdens šķīdumu. Izgulsnēto produktu sasmalcina un iegūto pulveri izkliedē.

Šobrīd mūsu valstī neilona šķiedras ražošanā radušos tehnoloģiskos atkritumus diezgan efektīvi izmanto neausto materiālu, grīdas segumu un granulu ražošanai liešanai un ekstrūzijai. Galvenais iemesls neveiksmīgu PA produktu nepietiekamai izmantošanai no kompaktiem avotiem ir ļoti efektīva aprīkojuma trūkums to primārajai apstrādei un apstrādei.

Procesu izstrāde un rūpnieciska realizācija nolietotu izstrādājumu no neilona šķiedras (zeķes, tīklojumu materiāli u.c.) pārstrādei otrreizējos materiālos ļaus ietaupīt ievērojamu daudzumu izejvielu un novirzīt to uz efektīvākajām pielietojuma jomām.

2.6. POLIETILĒNTEREFTALĀTA ATKRITUMU PĀRSTRĀDE

Lavsāna šķiedru un izlietoto PET izstrādājumu pārstrāde ir līdzīga poliamīda atkritumu pārstrādei, tāpēc šajā sadaļā aplūkosim PET pudeļu pārstrādi.

Vairāk nekā 10 gadus Krievijā masveidā patērējot dzērienus PET iepakojumā, pēc dažām aplēsēm, poligonos ir uzkrājušies vairāk nekā 2 miljoni tonnu izlietotu plastmasas taru, kas ir vērtīgas ķīmiskās izejvielas.

Eksplozīvā pudeļu sagatavju ražošanas izaugsme, naftas un attiecīgi arī primārā PET cenu pieaugums pasaulē ietekmēja aktīvo lietoto PET pudeļu pārstrādes tirgus veidošanos Krievijā 2000. gadā.

Izlietoto pudeļu pārstrādei ir vairākas metodes. Viena no interesantām metodēm ir pārstrādāta PET dziļa ķīmiskā apstrāde ar dimetiltereftalāta ražošanu metanolīzes procesā vai tereftalskābi un etilēnglikolu vairākos hidrolītiskos procesos. Tomēr šādām apstrādes metodēm ir būtisks trūkums - depolimerizācijas procesa augstās izmaksas. Tāpēc šobrīd biežāk tiek izmantotas diezgan labi zināmas un plaši izplatītas mehāniskās ķīmiskās apstrādes metodes, kuru laikā no polimēra kausējuma tiek veidoti gala produkti. Izstrādāts ievērojams produktu sortiments, kas iegūts no otrreizēji pārstrādāta pudelēs pildīta polietilēntereftalāta. Galvenā liela mēroga ražošana ir lavsāna šķiedru (galvenokārt štāpeļšķiedru) ražošana, sintētisko ziemotāju un neausto materiālu ražošana. Lielu tirgus segmentu aizņem lokšņu ekstrūzija termoformēšanai uz ekstrūderiem ar lokšņu galviņām, un, visbeidzot, visdaudzsološākā apstrādes metode ir vispāratzīta kā granulu iegūšana, kas piemērotas saskarei ar pārtiku, t.i. materiāla iegūšana sagatavju pārliešanai.

Pudeļu starpproduktu var izmantot tehniskām vajadzībām: pārstrādes procesā produkcijā neapstrādātajam materiālam var pievienot pārstrādātu PET; sajaukšana - pārstrādātu PET var sakausēt ar citām plastmasām (piemēram, polikarbonātu, WPE) un piepildīt ar šķiedrām, lai ražotu tehniskās daļas; krāsvielu (superkoncentrātu) iegūšana krāsainu plastmasas izstrādājumu ražošanai.

Arī attīrītas PET pārslas var tieši izmantot plaša klāsta produktu ražošanai: tekstilšķiedras; pildījums un štāpeļšķiedras - sintētiskais ziemotājs (izolācija ziemas jakām, guļammaisiem utt.); jumta materiāli; plēves un loksnes (krāsotas, metalizētas); iepakojums (olu un augļu kastes, rotaļlietu iepakojums, sporta preces utt.); formēti strukturālie izstrādājumi automobiļu rūpniecībai; apgaismojuma un sadzīves tehnikas daļas u.c.

Jebkurā gadījumā izejviela depolimerizācijai vai pārstrādei produktos nav pudeļu atkritumi, kas kādu laiku varētu atrasties poligonā un ir bezveidīgi, stipri piesārņoti priekšmeti, bet gan tīras PET pārslas.

Apsveriet pudeļu pārstrādes procesu tīrās plastmasas pārslās.

Ja iespējams, pudeles jau jāsavāc šķirotā veidā, nesajaucoties ar citām plastmasām un piesārņojošiem priekšmetiem. Optimālais otrreizējās pārstrādes objekts ir saspiesta bezkrāsainu PET pudeļu ķīpa (krāsainās pudeles ir jāšķiro un jāpārstrādā atsevišķi). Pudeles jāuzglabā sausā vietā. Plastmasas maisiņi ar PET pudelēm bez taras tiek iztukšoti iekraušanas tvertnē. Tālāk pudeles nonāk piltuvē-padevējā. Ķīpu padevējs tiek izmantots gan kā uzglabāšanas piltuve ar vienotu padeves sistēmu, gan kā ķīpu lauzējs. Konveijers, kas atrodas uz tvertnes grīdas, pārvieto ķīpu uz trim rotējošiem gliemežvākiem, kas sadala aglomerātus atsevišķās pudelēs un padod tos izvadkonveijeram. Šeit nepieciešams atdalīt pudeles no krāsaina un nekrāsota PET, kā arī noņemt svešķermeņus, piemēram, gumiju, stiklu, papīru, metālu un cita veida plastmasu.

Viena rotora drupinātājā, kas aprīkots ar hidraulisko stūmēju, tiek sasmalcinātas PET pudeles, veidojot lielas, līdz 40 mm lielas frakcijas.

Sasmalcinātais materiāls iet caur gaisa vertikālo klasifikatoru. Smagās daļiņas (PET) pret gaisa plūsmu nokrīt uz vibrējošā separatora sieta. Vieglās daļiņas (etiķetes, plēve, putekļi u.c.) tiek uzpūstas ar gaisa plūsmu un tiek savāktas īpašā putekļu savācējā zem ciklona. Uz separatora vibrējošā sieta daļiņas tiek sadalītas divās frakcijās: lielas PET daļiņas "plūst" caur sietu, un mazās daļiņas (galvenokārt smagās piesārņotāju frakcijas) nonāk sieta iekšpusē un tiek savāktas konteineros zem separatora.

Flotācijas tvertni izmanto, lai atdalītu materiālus ar dažādu relatīvo blīvumu. PET daļiņas nokrīt uz slīpā dibena, un svārpsts nepārtraukti izkrauj PET uz ūdens atdalīšanas sieta.

Siets kalpo gan ūdens, kas tiek sūknēts kopā ar PET, atdalīšanai no flotatora, gan sīko piesārņotāju frakciju atdalīšanai.

Iepriekš sasmalcinātais materiāls tiek efektīvi mazgāts slīpā divpakāpju rotējošā cilindrā ar perforētām sienām.

Pārslu žāvēšana notiek rotējošā mucā, kas izgatavota no perforētas loksnes. Materiāls tiek apgriezts karstā gaisa plūsmās. Gaisu silda elektriskie sildītāji.

Tālāk pārslas nonāk otrajā drupinātājā. Šajā posmā lielas PET daļiņas tiek samaltas pārslās, kuru izmērs ir aptuveni 10 mm. Jāatzīmē, ka apstrādes ideja ir tāda, ka materiāls netiek sasmalcināts tirgojama produkta pārslās pirmajā slīpēšanas posmā. Šis process novērš materiālu zudumus sistēmā, nodrošina optimālu etiķešu atdalīšanu, uzlabo tīrīšanas veiktspēju un samazina naža nodilumu otrajā drupinātājā, jo stikls, smiltis un citi abrazīvie materiāli tiek noņemti pirms sekundārās slīpēšanas stadijas.

Pēdējais process ir līdzīgs primārajam gaisa klasifikācijas procesam. Etiķešu atlikumi un PET putekļi tiek noņemti ar gaisa plūsmu. Galaproduktu – tīras PET pārslas – lej mucās.

Tādējādi ar preces saņemšanu ir iespējams atrisināt nopietno jautājumu par otrreizējās pārstrādes plastmasas taras pārstrādi.

Daudzsološs PET pārstrādes veids ir pudeļu ražošana no pudelēm.

Klasiskā pārstrādes procesa galvenie posmi shēmas "no pudeles līdz pudelei" īstenošanai ir: otrreizējo izejvielu savākšana un šķirošana; otrreizējo izejvielu iepakošana; slīpēšana un mazgāšana; šķembu atdalīšana; ekstrūzija, lai iegūtu granulas; granulu apstrāde skrūvējamā aparātā, lai palielinātu produkta viskozitāti un nodrošinātu produkta sterilizāciju tiešai saskarei ar pārtiku. Bet šī procesa īstenošanai ir nepieciešami nopietni kapitālieguldījumi, jo šo procesu nav iespējams veikt ar standarta aprīkojumu.

2.7 DEGŠANA

Siltumenerģijas iegūšanai vēlams dedzināt tikai noteikta veida plastmasu, kas zaudējušas īpašības. Piemēram, termoelektrostacija Volvergemtonā (Lielbritānija) pirmo reizi pasaulē darbojas nevis ar gāzi vai mazutu, bet gan uz vecām automašīnu riepām. Lielbritānijas Nefosilā kurināmā pārstrādes birojs palīdzēja īstenot šo unikālo projektu, kas nodrošinās ar elektrību 25 000 dzīvojamo ēku.

Dažu polimēru veidu sadegšanu pavada toksisku gāzu veidošanās : hlorūdeņradis, slāpekļa oksīdi, amonjaks, cianīda savienojumi utt., kas liek veikt pasākumus atmosfēras gaisa aizsardzībai. Turklāt šī procesa ekonomiskā efektivitāte ir viszemākā salīdzinājumā ar citiem plastmasas atkritumu pārstrādes procesiem. Tomēr sadedzināšanas organizācijas salīdzinošā vienkāršība nosaka tās diezgan plašo izmantošanu praksē.

2.8 RTI ATKRITUMU PĀRSTRĀDE

Saskaņā ar jaunāko statistiku Rietumeiropā ik gadu tiek saražoti aptuveni 2 miljoni tonnu lietotu riepu, Krievijā - aptuveni 1 miljons tonnu riepu un tikpat daudz vecās gumijas tiek saražots ar tehniskiem gumijas izstrādājumiem (RTI). Riepu un gumijas izstrādājumu ražotnēs rodas daudz atkritumu, no kuriem liela daļa netiek izmantota atkārtoti, piemēram, izlietotās riepu rūpnīcu butila diafragmas, etilēna propilēna atkritumi utt.

Lielā vecās gumijas daudzuma dēļ sadedzināšana joprojām ieņem dominējošo pozīciju otrreizējā pārstrādē, savukārt materiālu pārstrāde joprojām veido nelielu daļu, neskatoties uz šīs pārstrādes nozīmi vides uzlabošanā un izejvielu saudzēšanā. Materiālu otrreizējā pārstrāde nav tikusi plaši izmantota lielā enerģijas patēriņa un smalku gumijas pulveru un reģenerētu materiālu iegūšanas augsto izmaksu dēļ.

Bez valsts ekonomiskā regulējuma riepu pārstrāde joprojām ir nerentabla. Krievijas Federācijā nav nolietoto riepu un gumijas preču savākšanas, noglabāšanas un pārstrādes sistēmas. Nav izstrādātas šīs problēmas risināšanas tiesiskā un ekonomiskā regulējuma un stimulēšanas metodes. Lielākoties nolietotās riepas krājas autostāvvietās vai tiek vestas uz mežiem un karjeros. Šobrīd ik gadu saražots ievērojams daudzums nolietoto riepu ir liela vides problēma visos valsts reģionos.

Kā liecina prakse, šo problēmu ir ļoti grūti atrisināt reģionālā līmenī. Krievijā būtu jāizstrādā un jāīsteno federālā programma riepu un gumijas izstrādājumu utilizācijai. Programmā būtu jānosaka juridiskie un ekonomiskie mehānismi, kas nodrošina nolietotu riepu kustību saskaņā ar piedāvāto shēmu.

Kā ekonomisks mehānisms riepu pārstrādes sistēmas darbībai mūsu valstī tiek apspriestas divas fundamentālas pieejas:

1. riepu pārstrādi apmaksā tieši to īpašnieks – "piesārņotājs maksā";
2. riepu ražotājs vai importētājs maksā par riepu pārstrādi - "maksā ražotājs".

Princips "piesārņotājs maksā" daļēji tiek īstenots tādos reģionos kā Tatarstāna, Maskava, Sanktpēterburga u.c. Reāli vērtējot mūsu līdzpilsoņu vides un ekonomiskā nihilisma līmeni, var uzskatīt par veiksmīgu principa "piesārņotājs maksā" izmantošanu. neperspektīvs.

Mūsu valstij vislabāk būtu ieviest principu "ražotājs maksā". Šis princips veiksmīgi darbojas Skandināvijas valstīs. Piemēram, tā izmantošana Somijā ļauj pārstrādāt vairāk nekā 90% riepu.

2.8.1. Nolietotu riepu un kameru saspiešana

Sākotnējais posms reģenerāta iegūšanai ar esošām rūpnieciskām metodēm no nolietotiem gumijas izstrādājumiem (riepas, kameras utt.) ir to slīpēšana.

Riepu gumijas slīpēšana ir saistīta ar zināmu gumijas vulkanizācijas tīkla iznīcināšanu, kura vērtība, kas aprēķināta pēc līdzsvara pietūkuma pakāpes izmaiņām, ceteris paribus, ir lielāka, jo mazāks ir iegūtās gumijas drupatas daļiņu izmērs. Gumijas hloroforma ekstrakts šajā gadījumā mainās ļoti maz. Tajā pašā laikā notiek arī oglekļa struktūru iznīcināšana. Aktīvo oglekli saturošu gumiju sasmalcināšana notiek kopā ar ķēžu struktūru iznīcināšanu gar oglekļa-oglekļa saitēm; zemas aktivitātes ogļu (termiskā) gadījumā kontaktu skaits starp oglekļa daļiņām nedaudz palielinās. Kopumā izmaiņām gumiju vulkanizācijas tīklā un oglekļa struktūrās drupināšanas laikā, tāpat kā jebkuram mehāniski ķīmiskam procesam, vajadzētu būt atkarīgām no polimēra veida, gumijā esošās pildvielas veida un daudzuma, šķērssaišu rakstura. un vulkanizācijas tīkla blīvums, procesa temperatūra, kā arī slīpēšanas pakāpe, gumija un izmantotā aprīkojuma veids. Iegūtās gumijas drupatas daļiņu izmēru nosaka gumijas devulkanizācijas metode, smalcinātās gumijas veids un kvalitātes prasības gala produktam - reģenerētam produktam.

Jo mazāks ir drupatas daļiņu izmērs, jo ātrāk un vienmērīgāk noārdās materiāls, samazinās nepietiekami devulkanizēto gumijas daļiņu (“putraimu”) saturs devulkanizātā un rezultātā iegūst vienmērīgāku kvalitātes reģenerātu, samazinot. rafinēšanas atkritumu daudzumu un rafinēšanas iekārtu produktivitātes paaugstināšanu. Tomēr, samazinoties gumijas drupatas daļiņu izmēram, palielinās tās ražošanas izmaksas.

Šajā sakarā, izmantojot pašlaik esošās gumijas drupatas ražošanas metodes, riepu gumijas drupatas, kuru daļiņu izmērs ir 0,5 mm vai mazākas, reģenerētas gumijas iegūšanai parasti nav ekonomiski izdevīga. Tā kā nolietotās riepas kopā ar gumiju satur citus materiālus - tekstilizstrādājumus un metālu, tad, riepas sasmalcinot, šie materiāli vienlaikus tiek attīrīti no gumijas. Ja metāla klātbūtne gumijas drumslās ir nepieņemama, tad iespējamais tekstila atlieku saturs tajā ir atkarīgs no turpmākās devulkanizācijas metodes gumijas drupatas un tekstila veida.

Nolietotu gumijas izstrādājumu smalcināšanai visplašāk izmanto veltņus (Krievijas Federācijā, Polijā, Anglijā, ASV) un disku dzirnavas (Vācijā, Ungārijā, Čehijā). Tie izmanto arī trieciena (āmuru) drupinātājus, rotācijas dzirnaviņas, piemēram, Novorotor iekārtas. Gumija tiek sasmalcināta arī ar ekstrūzijas metodi, kuras pamatā ir gumijas iznīcināšana vispusīgas saspiešanas un bīdes apstākļos.

Tiek piedāvāts aparāts, kurā slīpējamais materiāls iet starp rotoru un korpusa sienu. Slīpēšanas efektu pastiprina, mainot spraugas izmēru un formu starp rotoru un korpusa sienu rotora griešanās laikā. Salīdzinot vairākas esošās shēmas nolietotu riepu drupināšanai, tika konstatēts, ka iekārtu produktivitātes, enerģijas un procesa darbietilpības ziņā shēmai, kuras pamatā ir veltņu izmantošana, ir labākie rādītāji nekā diskdzirnavu vai rotācijas dzirnavu izmantošanai. mašīna.

Sadzīves reģenerācijas rūpnīcās esošā nolietoto riepu slīpēšanas tehnoloģija ļauj iegūt gumijas drupatas no riepām ar tekstila auklu.

Fragmenti no apmācības

"Polimēru materiālu izmantošana un pārstrāde"

Kļinkovs A.S., Beļajevs P.S., Sokolovs M.V.

Nodrošina INVENTRA, CREON grupas dalībnieks, kas organizēja šo pasākumu, kas 17. februārī pulcēja vadošos nozares pārstāvjus Krievijas galvaspilsētā.

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.

Trešā starptautiskā konference "Polimēru pārstrāde 2017", ko organizē INVENTRA, notika Maskavā 17. februārī. 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.

"Tagad situācija nav iedvesmojoša, bet tās uzlabošana ir laika jautājums," savā apsveikuma runā sacīja CREON grupas 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 patēriņa struktūru uz šķiedrām un plēvēm. Šajā ziņā īpaši daudzsološa kļūst sekundāro polimēru izmantošana.

Saskaņā ar PCI konsultanta Wood Mackenzie datiem 2016. gada beigās globālā PET kolekcija pārstrādei sasniedza 11,2 miljonus tonnu. Helēna Makgī. 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 procentuāli 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 paredzēti Atkritumu pamatdirektīvā, sacīja Kaspars Fogelmanis, Nordic Plast direktoru padomes priekšsēdētājs. Tagad pārstrādes līmenis ir krietni zemāks - Latvijā, piemēram, tas ir tikai 21%, vidēji Eiropā - 44%.

Tajā pašā laikā Baltijā saražotā plastmasas iepakojuma apjoms ar katru gadu pieaug, izplatītākie pārstrādājamie polimēri ir LDPE plēve, HDPE un PP.

Krievijā 2016. gadā pārstrādātā PET (rePET) patēriņš sasniedza aptuveni 177 tūkstošus tonnu, no kuriem 90% nonāca vietējā savākšanā. Kā ziņots Konstantīns Rzajevs, EcoTechnologies Group direktoru padomes priekšsēdētājs, gandrīz 100% importa bija PET pārslas 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 otrreizēji pārstrādātus materiālus kā daļu no starptautisku ražošanas uzņēmumu (MNC) 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 paredzēts atvērt jaunas otrreizējās 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 diezgan perspektīvas, kur pieprasīts ir arī pārstrādāts PET. Kā teica ARPET goda prezidents Viktors Kernitskis, tie ir diegi mēbeļu audumiem, automašīnu apdarei 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.

Tēma tika turpināta Ļubova Meļaņevska, RusPEC asociācijas izpilddirektors, kurš stāstīja par pirmajiem paplašinātās ražotāja 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 risinājumus PET pārstrādei, jo īpaši SSP tehnoloģiju pārstrādei pārtikas pudelēs pildītā polietilēntereftalātā. Tagad pasaulē ir 21 šāda līnija, sacīja Daņils Poļakovs, reģionālais pārdošanas vadītājs. Tehnoloģija ietver pudeļu pārstrādi granulās pārtikas konteineriem. Pirmais solis ir mazgāšana, kad tiek pilnībā noņemtas papīra šķiedras un virsmas netīrumi, kā arī etiķetes un līme. Tālāk pudeles saberž pārslās, kuras sašķiro pēc krāsas. Pēc tam tiek noņemti piemaisījumi (koks, metāls, gumija, krāsainas pārslas) līdz līmenim, kas ir mazāks par 20 ppm.

Pēc Poļakova kunga teiktā, ekstrūzijas procesā var iegūt dažādas granulas: cilindriskas vai sfēriskas, amorfas vai kristalizētas.

Viscotec piedāvā saviem klientiem tehnoloģiju, kā pārveidot PET pudeles loksnēs, stāsta 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 Viss runāja 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, ko nevaram ignorēt, un tā ir sabiedrības apziņa," saka konferences direktore. 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.

Tādi bija nozares konferences “Polymer Recycling 2017” rezultāti. Detalizētu sarakstu var atrast mūsu kalendārā.

Vai pamanījāt kļūdu? Atlasiet to un nospiediet Ctrl+Enter

Atkritumu no 1 līdz 5 bīstamības klasei izvešana, pārstrāde un apglabāšana

Mēs strādājam ar visiem Krievijas reģioniem. Derīga licence. Pilns noslēguma dokumentu komplekts. Individuāla pieeja klientam un elastīga cenu politika.

Izmantojot šo veidlapu, varat atstāt pieprasījumu par pakalpojumu sniegšanu, pieprasīt komerciālu piedāvājumu vai saņemt bezmaksas konsultāciju no mūsu speciālistiem.

Sūtīt

Krievijā polimērmateriālu ražošanas un patēriņa līmenis ir salīdzinoši zems, salīdzinot ar citām attīstītajām pasaules valstīm. Polimēru pārstrāde tiek veikta tikai par 30% no kopējā materiāla tilpuma. Tas ir ļoti maz, ņemot vērā kopējo šāda veida atkritumu daudzumu.

Mazliet par polimēru izstrādājumiem

Gandrīz puse no visiem polimēriem ir iepakojumā. Šo polimēru materiālu izmantošanu nosaka ne tikai preces estētiskais izskats, bet arī preces drošība iepakojumā. Polimēru atkritumi rodas ievērojamā daudzumā – ap 3,3 milj.t. Šis skaitlis katru gadu palielinās par aptuveni 5%.

Galvenie polimēru atkritumu veidi ir šādi materiāli:

• polietilēna materiāli - 34%
• PET — 20%
• Laminēts papīrs - 17%
• PVC - 14%. polistirols - 8%
• polipropilēns - 7%

Galvenā plastmasas tilpuma izmantošana ir apglabāšana augsnē vai sadedzināšana. Tomēr šādas metodes ir nepieņemamas no vides aizsardzības viedokļa. Kad materiāli tiek aprakti, saindēšanās ar augsni notiek, jo sastāvā ir kaitīgas vielas. Arī degšanas laikā atmosfērā izdalās toksiskas vielas, kas pēc tam elpo visu dzīvo.

Polimēru materiālu apstrāde, izmantojot jaunas tehnoloģijas, attīstās slikti šādu iemeslu dēļ:

1. Nepieciešamo normatīvo un tehnisko nosacījumu un ražošanas iekārtu trūkums augstas kvalitātes otrreizējo izejvielu radīšanai. Šī iemesla dēļ no atkritumiem radītajām otrreizējām polimēru izejvielām ir raksturīga zema kvalitāte.
2. Iegūtajiem produktiem ir zema konkurētspēja.
3. Plastmasas pārstrādes augstās izmaksas – šīs aktivitātes izmaksu aprēķins liecināja, ka pārstrādei nepieciešams aptuveni 8 reizes vairāk naudas nekā sadzīves atkritumiem.
4. Zemais šāda materiāla savākšanas un apstrādes līmenis ekonomisko apstākļu un likumdošanas atbalsta trūkuma dēļ.
5. Informācijas bāzes trūkums par atkritumu pārstrādes un dalītās savākšanas jautājumiem. Tikai daži cilvēki zina, ka polimēru pārstrāde ir lieliska alternatīva naftai ražošanā.

Klasifikācija

Ir 3 galvenie polimēru atkritumu veidi:

1. Tehnoloģiskie - ietver divas grupas: noņemamu un nenoņemamu. Pirmo veidu pārstāv bojāti produkti, kas pēc tam tiek nekavējoties pārstrādāti citā produktā. Otrā šķirne ir visa veida atkritumi polimēru ražošanā, tie arī tiek likvidēti, pārstrādājot un ražojot jaunus produktus.
2. Sabiedriskā patēriņa atkritumi ir visi ar cilvēku ikdienas dzīvi saistītie atkritumi, kas parasti tiek izmesti kopā ar pārtikas atkritumiem. Otrreizējās pārstrādes problēmas risināšanu varētu ievērojami atvieglot ieraduma ieviešana atkritumus vākt atsevišķos maisos un arī mest atsevišķi.
3. Rūpnieciskā patēriņa atkritumi - šis veids satur sekundāros polimērus, kas piemēroti apstrādei zemā piesārņojuma līmeņa dēļ. Tie ietver visus iepakojuma produktus, somas, riepas utt. - tas viss tiek norakstīts deformācijas vai atteices dēļ. Tos viegli pieņem pārstrādes uzņēmumi.

Reģenerācijas un pārstrādes ķēde

Polimēru atkritumu ieguve un pārstrāde tiek veikta saskaņā ar norādīto tehnoloģisko ķēdi:

1. Punktu organizēšana, kas pieņem otrreizējās polimēru izejvielas. Šajos punktos tiek veikta primārā šķirošana, kā arī izejvielu presēšana.
2. Materiāla savākšana poligonos, kas legāli vai nelegāli nodarbojas ar otrreizējo izejvielu pārstrādi.
3. Izejvielu ienākšana tirgū pēc iepriekšējas šķirošanas speciālos atkritumu pārstrādes punktos.
4. Apstrādes uzņēmumi iepērk materiālus no lielajiem tirdzniecības centriem. Šādi pārstrādājamie materiāli ir mazāk piesārņoti un ir pakļauti nelielai šķirošanai.
5. Pārstrādājamo materiālu savākšana, īstenojot dalītās atkritumu savākšanas veikšanai nepieciešamo programmu. Programma tiek īstenota zemā līmenī iedzīvotāju aktivitātes trūkuma dēļ. Cilvēki bez noteiktas dzīvesvietas veic vandālisma aktus, kas sastāv no dalītai atkritumu savākšanai paredzēto konteineru uzlaušanas.
6. Atkritumu polimēru pirmapstrāde.

Apstrādes rūpniecībā sākas polimēru apstrāde. Tas sastāv no vairākām darbībām:

• Veikt jaukto atkritumu rupjo šķirošanu.
• Pārstrādājamo materiālu tālāka slīpēšana.
• Jaukto atkritumu šķirošanas veikšana.
• Mazgāšana.
• Žāvēšana.
• granulēšanas process.

Ne visi Krievijas Federācijas iedzīvotāji zina par pārstrādes priekšrocībām. Polimērmateriāli ne tikai nesīs nelielus ienākumus, ja tos regulāri nodos pārstrādes rūpnīcās, bet arī ietaupīs vidi no bīstamām vielām, kas izdalās polimērmateriālu sadalīšanās laikā.

Iekārtas polimēru atkritumu pārstrādei

Viss nepieciešamo izejvielu apstrādes komplekss ietver:

1. Mazgāšanas līnija.
2. ekstrūderis.
3. Nepieciešamie lentes konveijeri.
4. Smalcinātāji - sasmalcina gandrīz visu veidu polimēru izstrādājumus, pieder pie pirmā posma.
5. Smalcinātājs - tie tiek klasificēti kā smalcinātāju otrā pakāpe, tiek izmantoti pēc smalcinātāja izmantošanas.
6. Maisītāji un dozatori.
7. Aglomeratori.
8. Sietu aizstājēji.
9. Granulēšanas līnijas vai granulatori.
10. Gatavās produkcijas pēcapstrādes iekārta.
11. Žāvētājs.
12. Dozēšanas ierīce.
13. Ledusskapji.
14. Nospiediet.
15. Moika.

Pašlaik īpaši svarīga ir smalcinātu polimēru materiālu, tā saukto "pārslu" ražošana. To ražošanai tiek izmantota moderna iekārta - polimēru drupinātājs. Lielākā daļa uzņēmēju pat nedomā par apstrādes iekārtu iegādi, uzskatot šo pakalpojumu par dārgu. Tomēr patiesībā tas pilnībā atmaksājas aptuveni 2-3 lietošanas gados.

Pārstrādes tehnoloģija

Visizplatītākā atkritumu polimēru apstrādes tehnoloģija ir ekstrūzija.Šī metode sastāv no izkausētās izejvielas nepārtrauktas izspiešanas caur īpašu formēšanas galvu. Ar izvades kanāla palīdzību tiek noteikts topošā produkta profils.

Pateicoties šādai apstrādei, no pārstrādātiem materiāliem viņi saņem:

• Šļūtenes.
• Caurules.
• Apšuvums.
• Izolācija vadiem.
• kapilāri.
• Daudzslāņu līstes.

Ar ekstrūzijas palīdzību tiek veikta polimēru izejvielu pārstrāde, kā arī granulēšana. Polimēru granulēšana ļauj efektīvi izmantot otrreizējās izejvielas dažādās cilvēka darbības jomās. Polimēru atkritumi veicina liela skaita jaunu produktu ienākšanu tirgū, kas izgatavoti, pārstrādājot. Ekstrūzijas procesa īstenošanai tiek izmantots īpašs aprīkojums - skrūvju ekstrūderis.

Polimēru atkritumu pārstrādes tehnoloģija ir šāda:

• Polimēru materiāla kausēšana ekstrūderī.
• Plastifikācija.
• Injekcija galvā.
• Iziet caur formēšanas galvu.

Plastmasas apstrādei ražošanā tiek izmantotas dažāda veida ekstrūzijas iekārtas:

1. Bezskrūves. Masu iespiež galvā, izmantojot īpašas formas disku.
2. Disks. Tos izmanto, ja nepieciešams panākt labāku maisījuma sastāvdaļu sajaukšanos.
3. Kombinētie ekstrūderi. Darba ierīce apvieno mehānisma skrūves un diska daļas. To izmanto, veidojot izstrādājumus, kuriem nepieciešama augsta ģeometrisko izmēru precizitāte.

Atkritumu polimērmateriālu kā otrreizējās izejvielas izmantošana palīdz ne tikai samazināt poligonos glabājamo atkritumu daudzumu, bet arī būtiski samazināt polimēru izstrādājumu ražošanai patērētās elektroenerģijas un naftas produktu daudzumu.

Lai efektīvi risinātu šo problēmu, iestādēm ir jāinformē iedzīvotāji par priekšrocībām, ko sniedz visu veidu atkritumu dalītā savākšana un pārstrāde, lai turpmāk ražotu dažādiem mērķiem, tostarp mājsaimniecībai, nepieciešamos produktus.