Rodzaje urządzeń stosowanych do obróbki materiałów polimerowych. Recykling polimerów odpadowych: technologia, sprzęt. Charakterystyka właściwości penp przed i po starzeniu

Klasyfikacja odpadów

Odpady powstają podczas przetwarzania polimerów i wytwarzania z nich produktów – tj odpady technologiczne, częściowo powrócił do procesu. To, co pozostaje po zużyciu produktów z tworzyw sztucznych - różnych folii (szklarniowych, budowlanych itp.), pojemników, opakowań domowych i wielkogabarytowych - to odpady domowe i przemysłowe.

Odpady technologiczne poddawane są działaniu termicznemu w stopie, a następnie podczas kruszenia i aglomeracji również intensywnym obciążeniom mechanicznym. W masie polimeru procesy degradacji termicznej i mechanicznej przebiegają intensywnie z utratą szeregu właściwości fizycznych i mechanicznych i przy wielokrotnym przetwarzaniu mogą niekorzystnie wpływać na właściwości produktu. Tak więc, wracając do głównego procesu, jak zwykle 10-30 procent odpadów wtórnych, znaczna ilość materiału przechodzi nawet 5 cykli wytłaczania i kruszenia.

Odpady z gospodarstw domowych i przemysłowych są nie tylko wielokrotnie poddawane recyklingowi w wysokich temperaturach, ale także narażone na długotrwałe działanie promieni słonecznych, tlenu i wilgoci zawartej w powietrzu. Folie szklarniowe mogą mieć również kontakt z pestycydami, pestycydami, jonami żelaza, które przyczyniają się do degradacji polimeru. W efekcie w masie polimerowej gromadzi się duża ilość związków aktywnych, przyspieszając rozpad łańcuchów polimerowych. Podejście do recyklingu tak różnych odpadów powinno być zatem inne, biorąc pod uwagę historię polimeru. Ale najpierw przyjrzyjmy się sposobom zmniejszenia ilości generowanych odpadów.

Zmniejszenie ilości odpadów procesowych

Ilość odpadów technologicznych, przede wszystkim odpadów rozruchowych, można ograniczyć stosując stabilizatory termiczne przed zatrzymaniem wytłaczarki lub wtryskarki w postaci tzw. koncentratu zatrzymującego, o którym wiele osób zapomina lub zaniedbuje. Kiedy sprzęt zatrzymuje się na prosty materiał w cylindrze wytłaczarki lub wtryskarce, jest całkiem przez długi czas jest pod działaniem wysokiej temperatury podczas chłodzenia, a następnie ogrzewania cylindra. W tym czasie w cylindrze aktywnie przebiegają procesy sieciowania, rozkładu i wypalania polimeru, gromadzą się produkty, które po uruchomieniu wydostają się na długi czas w postaci żeli i kolorowych wtrąceń (wypaleń) . Stabilizatory termiczne zapobiegają tym procesom, ułatwiając i przyspieszając czyszczenie sprzętu po uruchomieniu. Aby to zrobić, przed zatrzymaniem 1-2 procent koncentratu zatrzymującego wprowadza się do cylindra maszyny na 15-45 minut. do zatrzymania przy szybkości przemieszczenia 5-7 objętości cylindrów.

Dodatki przetwórcze (ekstruzyjne) zwiększające przetwarzalność procesu pozwalają również na zmniejszenie ilości odpadów. Ze swej natury dodatki te, na przykład Dynamar firmy Dyneon, Viton firmy DuPont, są pochodnymi kauczuków fluorowych. Są one słabo kompatybilne z polimerami zasadowymi iw miejscach największych sił ścinających (matryce, nadlewki itp.) wytrącają się ze stopu na powierzchnię metalu, tworząc na nim przyścienną warstwę smarującą, po której stop ślizga się podczas formowania. Zastosowanie dodatku przetwórczego w najmniejszych ilościach (400-600 ppm) pozwala na rozwiązanie wielu problemów technologicznych – zmniejszenie momentu obrotowego i nacisku na głowicę wytłaczarki, zwiększenie wydajności przy jednoczesnym obniżeniu kosztów energii, wyeliminowanie wad wyglądu oraz obniżenie temperatury wytłaczania polimerów i kompozycje wrażliwe na podwyższoną temperaturę, zwiększają gładkość produktu, wytwarzają cieńsze filmy. Przy wytwarzaniu formowanych produktów wielkogabarytowych lub cienkościennych o skomplikowanym kształcie zastosowanie dodatku może poprawić rozlewanie, usunąć defekty powierzchni, linie lutownicze i poprawić wygląd produkty. Wszystko to samo w sobie zmniejsza proporcję małżeństw, tj. ilość odpadów. Dodatkowo dodatek przetwórczy ogranicza przyklejanie się nagaru do matrycy, zanieczyszczanie wlewków oraz ma działanie myjące tj. zmniejsza liczbę postojów w celu oczyszczenia sprzętu, a co za tym idzie ilość odpadów rozruchowych.

Dodatkowym efektem jest zastosowanie koncentratów czyszczących. Stosowane są w czyszczeniu sprzętu odlewniczego i filmowego do szybkiego przejścia z koloru na kolor bez zatrzymywania, najczęściej w stosunku 1:1-1:3 z polimerem. Zmniejsza to ilość odpadów i czas poświęcony na zmianę koloru. Skład koncentratów czyszczących produkowanych przez wielu krajowych (w tym Klinol, Klinstyr z NPF Bars-2, Lastik ze Stalker LLC) i zagranicznych producentów (na przykład Shulman - Polyclin ”), z reguły miękkie wypełniacze mineralne i detergenty powierzchniowo czynne dodatki są wliczone w cenę.

Zmniejszenie ilości odpadów domowych i przemysłowych.

Istnieją różne sposoby na zmniejszenie ilości odpadów poprzez zwiększenie żywotności produktów, przede wszystkim folii, poprzez zastosowanie dodatków termostabilizujących i światłoczułych. Przy przedłużaniu żywotności folii szklarniowej z 1 do 3 sezonów odpowiednio zmniejsza się ilość odpadów do utylizacji. Aby to zrobić, wystarczy wprowadzić do filmu niewielkie ilości stabilizatorów światła, nie więcej niż pół procenta. Koszty stabilizacji są niskie, a efekt recyklingu folii znaczny.

Droga powrotna – przyspieszenie degradacji polimerów poprzez tworzenie materiałów foto- i biodegradowalnych, które po zużyciu pod wpływem promienie słoneczne i mikroorganizmów. Aby uzyskać folie fotodegradowalne, do łańcucha polimeru wprowadza się komonomery z grupami funkcyjnymi sprzyjającymi fotodegradacji (ketony winylowe, tlenek węgla) lub do polimeru wprowadza się fotokatalizatory jako aktywne wypełniacze, które sprzyjają rozrywaniu łańcucha polimeru pod wpływem światła słonecznego. Jako katalizatory stosuje się ditiokarbaminiany, nadtlenki lub tlenki metali przejściowych (żelazo, nikiel, kobalt, miedź). Instytut Chemii Wody Narodowej Akademii Nauk Ukrainy (V.N. Miszczenko) opracował eksperymentalne metody tworzenia nanowymiarowych struktur klastrowych zawierających cząstki metali i tlenków na powierzchni cząstek dwutlenku tytanu. Szybkość rozkładu filmów wzrasta 10-krotnie - od 100 do 8-10 godzin.

Główne kierunki otrzymywania polimerów biodegradowalnych:
synteza poliestrów na bazie kwasów hydroksykarboksylowych (mlekowego, masłowego) czy dikarboksylowych, jednak dotychczas są one znacznie droższe od tradycyjnych tworzyw sztucznych;
tworzyw sztucznych opartych na odtwarzalnych polimerach naturalnych (skrobia, celuloza, chitozan, białko), można powiedzieć, że baza surowcowa takich polimerów jest nieograniczona, ale technologia i właściwości otrzymywanych polimerów nie osiągają jeszcze poziomu głównego multi- polimery tonażowe;
uczynienie polimerów przemysłowych (przede wszystkim poliolefin, a także PET) biodegradowalnymi poprzez blending.

Dwa pierwsze kierunki wymagają dużych nakładów inwestycyjnych na tworzenie nowych gałęzi przemysłu, przetwórstwo takich polimerów będzie wymagało również znacznych zmian technologicznych. Najprostszym sposobem jest mieszanie. Biodegradowalne polimery uzyskuje się poprzez wprowadzenie do matrycy aktywnych biologicznie wypełniaczy (skrobia, celuloza, mączka drzewna). Tak więc w latach 80. V.I. Skripachev i V.I. Kuznetsov z ONPO Plastpolimer opracowali folie wypełnione skrobią o przyspieszonym okresie starzenia. Niestety znaczenie takiego materiału było wtedy czysto teoretyczne i nawet teraz nie znalazło szerokiego rozpowszechnienia.

Recykling marnować

Możliwe jest nadanie polimerowi drugiego życia za pomocą specjalnych kompleksowych koncentratów - recyklerów. Ponieważ polimer ulega degradacji termicznej na każdym etapie przetwarzania, degradacji fotooksydacyjnej podczas eksploatacji produktu, degradacji mechanicznej podczas mielenia i aglomeracji odpadów, w masie materiału gromadzą się produkty degradacji oraz duża ilość aktywnych rodników, nadtlenków i zawarte są związki karbonylowe, które przyczyniają się do dalszego rozkładu i sieciowania łańcuchów polimerowych. Dlatego w skład takich koncentratów wchodzą przeciwutleniacze pierwszorzędowe i drugorzędowe, stabilizatory termiczne i świetlne typu fenolowego i aminowego, a także fosforyny lub fosfoniny, które neutralizują nagromadzone w polimerze aktywne rodniki i rozkładają związki nadtlenkowe, a także uplastyczniające i łączące dodatki poprawiające właściwości fizyczne i mechaniczne materiału pochodzącego z recyklingu i podnoszące je mniej więcej do poziomu pierwotnego polimeru.

Kompleksowe dodatki firmy Siba. Ciba ze Szwajcarii oferuje rodzinę złożonych stabilizatorów do przetwarzania różnych polimerów - LDPE, HDPE, PP: Recyclostab / Recyclostab i Recyclosorb / Recyclossorb. Są to mieszaniny tabletek różnych foto- i termostabilizatorów o szerokim zakresie temperatur topnienia (50-180°C), odpowiednie do wprowadzenia do urządzeń przetwórczych. Charakter dodatków w „Recyclostabie” jest wspólny dla przetwórstwa polimerów – stabilizatorów fenolowych, fosforynów i stabilizatorów przetwórczych. Różnica polega na proporcji składników oraz doborze optymalnego składu zgodnie z konkretnym zadaniem. „Recyclossorb” stosuje się, gdy ważną rolę odgrywa stabilizacja światłem, tj. powstałe produkty są eksploatowane na zewnątrz. W tym przypadku zwiększa się udział stabilizatorów światła. Poziomy wejściowe zalecane przez firmę to 0,2-0,4 procent.

„Recyclostab 421” jest specjalnie zaprojektowany do obróbki i stabilizacji termicznej odpadowych folii LDPE i mieszanek z dużą jego zawartością.

„Recyclostab 451” przeznaczony jest do przetwarzania i termicznej stabilizacji odpadów PP oraz mieszanek z dużą ich zawartością.

Recyclostab 811 i Recyclossorb 550 są stosowane w celu przedłużenia żywotności produktów pochodzących z recyklingu używanych w świetle słonecznym, dzięki czemu zawierają więcej stabilizatorów światła.

Stabilizatory stosowane są przy produkcji wyrobów formowanych lub foliowych z polimerów wtórnych: pudeł, palet, pojemników, rur, folii niekrytycznych. Produkowane są w postaci granulatu, niepylącego, bez bazy polimerowej, sprasowanego granulatu o temperaturze topnienia 50-180°C.

Kompleksowe koncentraty firmy Bars-2. Do przetwórstwa polimerów wtórnych SPF Bars-2 produkuje złożone koncentraty na bazie polimerów zawierające oprócz stabilizatorów także dodatki łączące i uplastyczniające. Kompleksowe koncentraty „Revtol” – do poliolefin lub „Revten” – do polistyrenu wysokoudarowego, wprowadzane są w ilości 2-3 procent podczas przetwarzania wtórnych tworzyw sztucznych i dzięki kompleksowi specjalnych dodatków zapobiegają starzeniu termiczno-utleniającemu polimerów wtórnych. Koncentraty ułatwiają ich obróbkę dzięki poprawie właściwości reologicznych wytopu (podwyższony MFI), podnoszą właściwości wytrzymałościowe wyrobów gotowych (ich plastyczność i odporność na pękanie) w porównaniu z wyrobami wykonanymi bez ich użycia, ułatwiają ich przetwórstwo w wyniku wzrost przetwarzalności materiału (zmniejszony moment obrotowy i obciążenie napędu). Podczas przetwarzania mieszaniny polimerów wtórnych „Revtol” lub „Revten” poprawiają ich kompatybilność, dzięki czemu zwiększają się również właściwości fizyczne i mechaniczne otrzymanych produktów. Zastosowanie „Revten” pozwala na zwiększenie właściwości wtórnego UPM do poziomu 80-90 procent właściwości pierwotnego styropianu, zapobiegając powstawaniu wad.

Teraz bardzo istotne jest opracowanie złożonego koncentratu do przetwarzania PET z recyklingu. Główną plagą jest tutaj żółknięcie materiału, nagromadzenie aldehydu octowego i spadek lepkości stopu. Znane dodatki firm zachodnich - „Siba”, „Clarianta”, pozwalające przezwyciężyć żółknięcie i poprawić przetwarzalność polimeru. Jednak na Zachodzie mamy inne podejście do wykorzystania wtórnego PET. Tam, gdzie 90 procent PET jest wykorzystywane do produkcji włókien poliestrowych lub produktów technicznych, a dodatki do tego celu są dobrze opracowane, nasi przetwórcy chcą przywrócić PET z recyklingu do głównego nurtu – preformy i butelki metodą formowania wtryskowego i rozdmuchiwania lub folie i arkusze przez wytłaczanie płaskich szczelin. W tym przypadku docelowe właściwości polimeru, na które należy wpłynąć, są nieco inne - przetwarzalność, formowalność, przezroczystość i formułowanie złożonych dodatków muszą spełniać cel.

We współczesnym świecie problem recyklingu odpadów polimerowych jest uważany za dość istotny. Co roku na składowiskach zbierane są miliony ton tego typu produktów. I tylko niewielka część polimerów jest poddawana recyklingowi. W wyniku jego realizacji uzyskuje się wysokiej jakości surowce, nadające się do produkcji nowych wyrobów.

Co to jest produkt polimerowy?

Każdego roku produkcja materiały polimerowe wzrasta o około 5%. Popularność ta wynika z ich wielu pozytywnych właściwości.

Ten produkt jest używany głównie jako opakowanie. Zwiększa żywotność produktów znajdujących się w opakowaniu. Również polimery mają doskonały wygląd i długą żywotność.

Współczesny przemysł wytwarza następujące rodzaje produktów tego typu:

• polietylen i materiały wykonane na jego bazie - 34%;
• PET - 20%;
• papier z laminacją - 17%;
• PCW - 14%;
• polipropylen - 7%;
• polistyren - 8%.

Jakie produkty nadają się do recyklingu?

Nie wszystkie polimery są poddawane recyklingowi.

Do recyklingu najczęściej wykorzystuje się termoplastyczne materiały syntetyczne, które są w stanie zmienić swój kształt pod wpływem wysokich temperatur.

Dlatego w tym celu w szczególny sposób zbierane i przygotowywane są następujące rodzaje odpadów:

• materiałów, które pozostają w procesie produkcji tworzyw sztucznych. Najczęściej są to wszelkiego rodzaju segmenty. Produkty tego typu są wysokiej jakości, ponieważ w ich składzie nie ma zanieczyszczeń. Dostarczane są do zakładów przetwórczych już posortowane, co znacznie upraszcza etap przygotowawczy pracy. Do 90% wszystkich odpadów przemysłowych jest zwykle poddawanych recyklingowi;
• polimery otrzymywane po spożyciu. Nazywane są również odpadami domowymi. Są to torby, naczynia jednorazowe, butelki plastikowe, profile okienne i wiele innych produktów. Cechą tych materiałów jest ich zanieczyszczenie. W przypadku przetwarzania polimerów tego typu należy poświęcić wiele wysiłku i środków na sortowanie i oczyszczanie odpadów.

Jaki jest główny problem recyklingu odpadów polimerowych?

Obecnie tylko niewielka część wszystkich istniejących odpadów jest poddawana recyklingowi. Rozwój tego obszaru jest powolny, pomimo jego znaczenia. Jest to związane z następującymi kwestiami:

• państwo nie zapewnia wszystkich niezbędnych norm regulacyjnych i technicznych, które mogłyby zapewnić wysoką jakość surowców wtórnych. Dlatego nie ma potężnych gałęzi przemysłu, które dostarczają na rynek odpady z recyklingu o optymalnych właściwościach;
• ponieważ do realizacji procesu przetwarzania nie wykorzystuje się nowoczesnych technologii, jego utrzymanie wymaga ogromnych nakładów finansowych;
• ze względu na brak wsparcia rządowego poziom zbiórki odpadów wśród ludności i małych przedsiębiorstw jest niski;
• otrzymane surowce wtórne nie mają wystarczającej konkurencyjności;
• nie ma wśród ludności kampanii zachęcającej do segregacji odpadów. Większość ludzi nie rozumie, że wykorzystanie surowców wtórnych pozwala ograniczyć zużycie innych surowców – ropy, gazu.

Jak wygląda zbiórka surowców wtórnych do recyklingu?

Recykling polimerów następuje po zakończeniu wszystkich etapów przygotowania surowców:

1. otwarty specjalne przedmioty, które zajmują się zbieraniem i wstępnym sortowaniem otrzymanych produktów. Współpracują zarówno z ludnością, jak iz różnego rodzaju przedsiębiorstwami przemysłowymi.
2. Zbiórka polimerów na składowiskach odpadów komunalnych. Zwykle robią to specjalne firmy.
3. Surowce trafiają na rynek wtórny po wstępnym sortowaniu w specjalnych punktach przetwarzania odpadów.
4. Firmy przetwórcze kupują materiały nadające się do recyklingu od dużych kompleksów przemysłowych. Takie materiały są mniej zanieczyszczone i nie podlegają tak dokładnemu przygotowaniu do obróbki.
5. Niewielka część surowców wtórnych jest również zbierana w ramach specjalnego programu polegającego na selektywnej zbiórce odpadów.

Jak przetwarzane są polimery?

Po zebraniu i wstępnym sortowaniu przetwarzanie odpadów polimerowych odbywa się w następujący sposób:

1. Mielenie surowców. Jest to jeden z ważnych etapów przygotowania polimerów do dalszej obróbki. Stopień zmielenia materiałów decyduje o cechach jakościowych produktów, które będą wytwarzane w przyszłości. Aby przeprowadzić ten etap pracy, nowoczesne zakłady stosują kriogeniczną metodę przetwarzania. Pozwala uzyskać z produktów polimerowych proszek o stopniu dyspersji od 0,5 do 2 mm.
2. Podział tworzyw sztucznych według rodzaju. Do przeprowadzenia tej operacji najczęściej stosuje się metodę flotacji. Polega ona na dodaniu do wody specjalnych środków powierzchniowo czynnych, które są w stanie oddziaływać na określone rodzaje polimerów i zmieniać ich właściwości hydrofilowe. Rozpuszczanie surowców za pomocą specjalnych substancji jest również bardzo skuteczne. Następnie jest traktowany parą, co pozwala wybrać niezbędne produkty. Istnieją inne metody rozdzielania polimerów (aero- i elektroseparacja, metoda chemiczna, przeprowadzanie głębokiego mrożenia), ale są mniej popularne.
3. Mycie. Powstałe surowce są myte w kilku etapach za pomocą specjalnych środków.
4. Wysuszenie. Materiały są uprzednio usuwane z wody w wirówkach. Ostateczne suszenie odbywa się w specjalnych maszynach. Rezultatem jest produkt o zawartości wilgoci 0,2%.
5. Granulacja. Przygotowany materiał trafia do specjalnej instalacji, gdzie jest maksymalnie zagęszczany. Rezultatem jest produkt, który nadaje się do produkcji wyrobów polimerowych dowolnego typu.

Recykling plastikowe butelki

Standardowy wykaz wyposażenia zakładu przetwarzania odpadów

Recykling polimerów odpadowych prowadzony jest przy użyciu następującego sprzętu:

• linia do mycia, w której oczyszczanie surowców odbywa się przy minimalnym nakładzie pracy;
• ekstruder – służy do nadawania masie plastycznej pożądanego kształtu poprzez wykrawanie;
• przenośniki taśmowe - do przemieszczania surowców we właściwym kierunku;
• rozdrabniacze - przeznaczone do wstępnego rozdrabniania materiałów. Są w stanie pracować z prawie każdym surowcem;
• kruszarki - są aktywnie wykorzystywane do dokładniejszego mielenia surowców po użyciu rozdrabniacza;
• miksery i dozowniki;
• aglomeratory - niezbędne do obróbki cienkich folii polimerowych;
• granulatory – służące do zagęszczania surowców wtórnych;
• suszarki;
• lodówki;
• umywalki;
• prasa i inne.

Jaka jest wartość odpadów na rynku właściwym?

Po analizie cen na rynku widać, że koszt składowania odpadów na składowiskach jest 3-6 razy niższy niż cena surowców wtórnych (7-10 razy w stosunku do surowców pierwotnych). Jeśli przeanalizujemy ceny na przykładzie folii polietylenowej, możemy zrozumieć, co następuje:

• cena materiału wielokątnego od firm pośredniczących wynosi 5 rubli za 1 kg;
• po umyciu i sortowaniu koszt folii wzrasta do 12 rubli/kg;
• surowce w postaci aglomeratów lub granulek mają jeszcze większy koszt - 25-35 rubli / kg;
• cena pierwotnego polietylenu waha się od 37 do 49 rubli/kg.

Tak dużej różnicy w cenach nie obserwuje się dla wszystkich produktów. Na przykład jest prawie niezauważalny w przypadku PVC, polipropylenu, polistyrenu i tworzywa ABS. W przypadku PET koszt surowców składowiskowych różni się od produktów wtórnych zaledwie 2-3 razy. Wynika to ze specyfiki jego przetwarzania, w wyniku którego w wyniku mielenia uzyskuje się płatki.

Gdzie jest sprzedawany materiał z recyklingu?

Firmy zajmujące się recyklingiem odpadów najczęściej wysyłają powstały produkt na sprzedaż. Jeśli takie fabryki mają własny sprzęt, mogą zajmować się produkcją polimerów z uzyskanych surowców. Ale nie zawsze jest to opłacalne.

Wytwarzane wyroby z tworzyw sztucznych są najczęściej tego samego typu, co utrudnia ich sprzedaż w dużych ilościach.

Najczęściej takie firmy zajmują się produkcją rury kanalizacyjne, materiałów budowlanych czy niektórych części samochodowych. Na rynku istnieje duże zapotrzebowanie na tego typu produkty.

Dużą popularnością cieszy się również zewnętrzny recykling odpadów typu polimerowego. Usługa ta polega na tym, że zainteresowana firma oddaje swoje odpady do zakładu, który po recyklingu zwraca mu gotowy surowiec nadający się do recyklingu. Właściciel odpadów polimerowych płaci za ich przetworzenie około 8-10 rubli/kg, co uważa się za bardzo dobrą ofertę.

1. WSTĘP

Jednym z najbardziej namacalnych skutków działalności antropogenicznej jest powstawanie odpadów, wśród których szczególne miejsce ze względu na swoje unikalne właściwości zajmują odpadowe tworzywa sztuczne.

Tworzywa sztuczne to produkty chemiczne składające się z długołańcuchowych polimerów o dużej masie cząsteczkowej. Produkcja tworzyw sztucznych na obecnym etapie rozwoju rośnie średnio o 5...6% rocznie i według prognoz do roku 2010 osiągnie poziom 250 mln t. Ich zużycie per capita w krajach uprzemysłowionych podwoiło się w ciągu ostatnich 20 lat lat, osiągając 85...90 kg, do końca dekady liczba ta ma wzrosnąć o 45...50%.

ISTNIEJE OKOŁO 150 RODZAJÓW TWORZYW SZTUCZNYCH, Z NICH 30% TO MIESZANKI RÓŻNYCH POLIMERÓW. W CELU OSIĄGNIĘCIA PEWNYCH WŁAŚCIWOŚCI I LEPSZEGO PRZETWARZANIA DO POLIMERÓW WPROWADZANE SĄ RÓŻNE DODATKI CHEMICZNE, KTÓRYCH JEST JUŻ PONAD 20, A SERIE ICH ZWIĄZANE SĄ Z MATERIAŁAMI TOKSYCZNYMI. PRODUKCJA SUPLEMENTÓW CIĄGLE ZWIĘKSZA. JEŚLI W 1980 ROKU WYPRODUKOWANO ICH 4000 T, TO DO ROKU 2000 WIELKOŚĆ PRODUKCJI WZROSŁA JUŻ DO 7500 T, A WSZYSTKIE ZOSTANĄ WPROWADZONE W TWORZYWA SZTUCZNE. A Z CZASU ZUŻYTE TWORZYWA SZTUCZNE NIEUSTANNIE SĄ MARNOWANE.

JEDNYM Z SZYBKO ROZWIJAJĄCYCH SIĘ KIERUNKÓW WYKORZYSTANIA TWORZYW SZTUCZNYCH JEST OPAKOWANIE.

Spośród wszystkich produkowanych tworzyw sztucznych 41% zużywa się na opakowania, z czego 47% na opakowania do żywności. Wygoda i bezpieczeństwo, niska cena i wysoka estetyka to warunki definiujące przyspieszony wzrost wykorzystania tworzyw sztucznych do produkcji opakowań.

Tak dużą popularność tworzyw sztucznych tłumaczy się ich lekkością, ekonomicznością oraz zestawem cennych właściwości użytkowych. Tworzywa sztuczne są poważnymi konkurentami dla metalu, szkła i ceramiki. Na przykład szklane butelki wymagają o 21% więcej energii niż plastikowe butelki.

Ale wraz z tym pojawia się problem z utylizacją odpadów, których jest ponad 400 różnego rodzaju wynikające z zastosowania produktów przemysłu polimerowego.

Dzisiaj, bardziej niż kiedykolwiek wcześniej, ludzie na naszej planecie myślą o ogromnym zanieczyszczeniu Ziemi przez stale zwiększające się marnotrawstwo tworzyw sztucznych. Pod tym względem podręcznik uzupełnia wiedzę z zakresu recyklingu i recyklingu tworzyw sztucznych w celu przywrócenia ich do produkcji i poprawy stanu środowiska w Federacji Rosyjskiej i na świecie.

2 ANALIZA STANU RECYKLINGU I WYKORZYSTANIA MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

2.1 ANALIZA STANU RECYKLINGU MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

Spośród wszystkich produkowanych tworzyw sztucznych 41% zużywa się na opakowania, z czego 47% na opakowania do żywności. Wygoda i bezpieczeństwo, niska cena i wysoka estetyka to warunki definiujące przyspieszony wzrost wykorzystania tworzyw sztucznych do produkcji opakowań. Opakowania z polimerów syntetycznych, które stanowią 40% odpadów domowych, są praktycznie „wieczne” – nie rozkładają się. Dlatego używanie opakowań z tworzyw sztucznych wiąże się z wytwarzaniem odpadów w ilości 40...50 kg/rok na osobę.

W Rosji prawdopodobnie do 2010 r. odpady polimerowe wyniosą ponad milion ton, a procent ich wykorzystania jest nadal niewielki. Biorąc pod uwagę specyficzne właściwości materiałów polimerowych – nie ulegają one rozkładowi, korozji, problem ich utylizacji ma przede wszystkim charakter środowiskowy. Całkowita wielkość utylizacji stałych odpadów komunalnych w samej Moskwie wynosi około 4 milionów ton rocznie. Z ogólnego poziomu odpadów tylko 5…7% ich masy jest poddawane recyklingowi. Według danych z 1998 r. w przeciętnym składzie odpadów komunalnych przekazywanych do unieszkodliwiania 8% stanowią tworzywa sztuczne, czyli 320 tys. ton rocznie.

Jednak obecnie problem recyklingu odpadów polimerowych staje się istotny nie tylko z punktu widzenia ochrony środowiska, ale także ze względu na fakt, że w warunkach niedoboru surowców polimerowych odpady tworzyw sztucznych stają się potężnym surowcem i energią ratunek.

Jednocześnie rozwiązanie problemów związanych z ochroną środowiska wymaga znacznych inwestycji kapitałowych. Koszt przetwarzania i niszczenia odpadów z tworzyw sztucznych jest około 8 razy wyższy niż koszt przetwarzania większości odpadów przemysłowych i prawie trzykrotnie wyższy niż koszt niszczenia odpadów z gospodarstw domowych. Wynika to ze specyfiki tworzyw sztucznych, które znacznie komplikują lub czynią nieprzydatnymi znane metody niszczenia odpadów stałych.

Wykorzystanie polimerów odpadowych może znacznie zaoszczędzić surowce pierwotne (głównie ropę naftową) i energię elektryczną.

Istnieje wiele problemów związanych z utylizacją odpadów polimerowych. Mają swoją specyfikę, ale nie można ich uznać za nierozwiązywalne. Jednak rozwiązanie jest niemożliwe bez zorganizowania zbiórki, sortowania i wstępnego przetwarzania zamortyzowanych materiałów i produktów; bez rozwijania systemu cen surowców wtórnych, pobudzającego przedsiębiorstwa do ich przetwarzania; bez tworzenia efektywnych metod przetwarzania wtórnych surowców polimerowych, a także metod ich modyfikacji w celu poprawy jakości; bez tworzenia specjalnego sprzętu do jego przetwarzania; bez rozwijania gamy produktów wytwarzanych z surowców polimerowych pochodzących z recyklingu.

Odpady tworzyw sztucznych można podzielić na 3 grupy:

a) technologiczne odpady produkcyjne powstające podczas syntezy i przetwarzania tworzyw termoplastycznych. Dzielą się one na nieusuwalne i jednorazowe odpady technologiczne. Fatalne - są to krawędzie, nacięcia, obrzynki, wypraski, flash, flash itp. W branżach zajmujących się produkcją i przetwarzaniem tworzyw sztucznych odpady takie powstają od 5 do 35%. Odpady nieusuwalne, będące zasadniczo surowcem wysokiej jakości, nie różnią się właściwościami od pierwotnego polimeru pierwotnego. Jego przetwarzanie na produkty nie wymaga specjalnego sprzętu i odbywa się w tym samym przedsiębiorstwie. Jednorazowe technologiczne odpady produkcyjne powstają w przypadku nieprzestrzegania reżimów technologicznych w procesie syntezy i przetwarzania, tj. jest to mariaż technologiczny, który można zminimalizować lub całkowicie wyeliminować. Odpady technologiczne z produkcji są przetwarzane na różne produkty, stosowane jako dodatek do surowców pierwotnych itp.;

b) przemysłowe odpady konsumpcyjne – nagromadzone w wyniku awarii wyrobów wykonanych z materiałów polimerowych stosowanych w różnych sektorach gospodarki narodowej (przemoczone opony, pojemniki i opakowania, części maszyn, odpady folii rolniczych, worki po nawozach itp.). Odpady te są najbardziej jednorodne, najmniej zanieczyszczone, dlatego cieszą się największym zainteresowaniem w zakresie ich recyklingu;

c) odpady z konsumpcji publicznej, które gromadzą się w naszych domach, placówkach gastronomicznych itp., a następnie trafiają na miejskie wysypiska; ostatecznie przechodzą do nowej kategorii odpadów – odpadów zmieszanych.

Największe trudności wiążą się z przetwarzaniem i wykorzystaniem odpadów zmieszanych. Powodem tego jest niekompatybilność tworzyw termoplastycznych wchodzących w skład odpadów domowych, co wymaga ich stopniowej izolacji. Ponadto zbiórka zużytych wyrobów polimerowych od ludności jest przedsięwzięciem niezwykle złożonym z organizacyjnego punktu widzenia iw naszym kraju jeszcze się nie zadomowiła.

Główna ilość odpadów jest niszczona - zakopywanie w ziemi lub spalanie. Niszczenie odpadów jest jednak nieopłacalne ekonomicznie i trudne technicznie. Ponadto zakopywanie, zalewanie i spalanie odpadów polimerowych prowadzi do zanieczyszczenia środowiska, zmniejszenia powierzchni gruntów (organizacja składowisk) itp.

Jednak zarówno składowanie, jak i spalanie nadal są dość powszechnymi sposobami niszczenia odpadów z tworzyw sztucznych. Najczęściej ciepło uwalniane podczas spalania jest wykorzystywane do wytwarzania pary i energii elektrycznej. Ale zawartość kalorii w spalanych surowcach jest niska, więc spalarnie są zwykle nieefektywne ekonomicznie. Ponadto podczas spalania powstaje sadza z niecałkowitego spalania produktów polimerowych, wydzielają się toksyczne gazy, aw konsekwencji ponowne zanieczyszczenie powietrza i zbiorników wodnych oraz szybkie zużycie pieców z powodu silnej korozji.

Na początku lat 70 ubiegłego stulecia intensywnie rozwijały się prace nad tworzeniem polimerów biodegradowalnych, foto- i wodnych. Otrzymywanie degradowalnych polimerów wywołało niemałą sensację, a ten sposób niszczenia nieudanych wyrobów z tworzyw sztucznych uznano za idealny. Jednak późniejsze prace w tym kierunku pokazały, że trudno jest połączyć wysokie właściwości fizyczne i mechaniczne, piękny wygląd, zdolność do szybkiego niszczenia i niski koszt produktów.

W ostatnie lata badania nad samodegradującymi się polimerami znacznie spadły, głównie dlatego, że koszty produkcji takich polimerów są na ogół znacznie wyższe niż w przypadku konwencjonalnych tworzyw sztucznych, a ta metoda niszczenia nie jest ekonomicznie opłacalna.

Głównym sposobem wykorzystania odpadowych tworzyw sztucznych jest ich recykling, tj. ponowne użycie. Wykazano, że koszty inwestycyjne i eksploatacyjne głównych metod unieszkodliwiania odpadów nie przekraczają, aw niektórych przypadkach są nawet niższe, od kosztów ich niszczenia. Pozytywną stroną recyklingu jest również to, że uzyskuje się dodatkową ilość użytecznych produktów dla różnych sektorów gospodarki narodowej i nie dochodzi do ponownego zanieczyszczenia środowiska. Z tych powodów recykling jest nie tylko opłacalnym ekonomicznie, ale także preferowanym środowiskowo rozwiązaniem problemu wykorzystania odpadów z tworzyw sztucznych. Szacuje się, że tylko niewielka część (zaledwie kilka procent) wytwarzanych rocznie odpadów polimerowych w postaci zamortyzowanych produktów jest poddawana recyklingowi. Powodem tego są trudności związane ze wstępnym przygotowaniem (zbiórka, sortowanie, segregacja, czyszczenie itp.) odpadów, brak specjalistycznego sprzętu do przetwarzania itp.

Główne sposoby recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych to:

1. rozkład termiczny przez pirolizę;
2. rozkład w celu uzyskania wyjściowych produktów o małej masie cząsteczkowej (monomery, oligomery);
3. recykling.

Piroliza to termiczny rozkład produktów organicznych z tlenem lub bez tlenu. Piroliza odpadów polimerowych umożliwia uzyskanie wysokokalorycznych paliw, surowców i półproduktów wykorzystywanych w różnych procesach technologicznych, a także monomerów wykorzystywanych do syntezy polimerów.

Gazowe produkty rozkładu termicznego tworzyw sztucznych mogą być wykorzystywane jako paliwo do wytwarzania pary roboczej. Produkty płynne służą do otrzymywania płynów przenoszących ciepło. Zakres zastosowań stałych (woskowych) produktów pirolizy odpadów tworzyw sztucznych jest dość szeroki (składniki różnego rodzaju związków ochronnych, smarów, emulsji, impregnatów itp.)

Opracowano również procesy hydrokrakingu katalitycznego w celu przekształcenia odpadowych polimerów w benzynę i oleje opałowe.

Wiele polimerów, w wyniku odwracalności reakcji powstawania, może ponownie rozłożyć się do substancji wyjściowych. Dla praktycznego zastosowania ważne są metody rozszczepiania PET, poliamidów (PA) oraz spienionych poliuretanów. Produkty rozkładu są ponownie wykorzystywane jako surowce do procesu polikondensacji lub jako dodatki do materiału pierwotnego. Jednak zanieczyszczenia obecne w tych produktach często nie pozwalają na uzyskanie wysokiej jakości produktów polimerowych, takich jak włókna, ale ich czystość jest wystarczająca do wytwarzania mas odlewniczych, klejów topliwych i rozpuszczalnych.

Hydroliza jest reakcją odwrotną do polikondensacji. Za jego pomocą, przy ukierunkowanym działaniu wody na połączeniach składników, polikondensaty są niszczone do pierwotnych związków. Hydroliza zachodzi w ekstremalnych temperaturach i ciśnieniach. Głębokość reakcji zależy od pH środowiska i zastosowanych katalizatorów.

Ta metoda wykorzystania odpadów jest bardziej energetycznie korzystna niż piroliza, ponieważ wysokiej jakości produkty chemiczne wracają do obiegu.

W porównaniu z hydrolizą, inna metoda, glikoliza, jest bardziej ekonomiczna w rozkładaniu odpadów PET. Destrukcja zachodzi w wysokich temperaturach i ciśnieniach w obecności glikolu etylenowego i przy udziale katalizatorów do uzyskania czystego tereftalanu diglikolu. Zgodnie z tą zasadą możliwe jest również transestryfikowanie grup karbaminianowych w poliuretanie.

Nadal najpowszechniejszą termiczną metodą przetwarzania odpadów PET jest ich rozszczepianie metanolem – metanoliza. Proces przebiega w temperaturze powyżej 150°C i ciśnieniu 1,5 MPa, przyspieszany przez katalizatory interestryfikacji. Ta metoda jest bardzo ekonomiczna. W praktyce stosuje się również połączenie metod glikolizy i metanolizy.

Obecnie najbardziej akceptowalnym dla Rosji jest recykling odpadów polimerowych recykling mechaniczny, ponieważ ta metoda przetwarzania nie wymaga drogiego specjalistycznego sprzętu i może być wdrożona w dowolnym miejscu gromadzenia się odpadów.

2.2 UTYLIZACJA ODPADÓW POLIOLEFINOWYCH

Poliolefiny to najbardziej wielotonażowy rodzaj tworzyw termoplastycznych. Znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, transporcie i rolnictwie. Poliolefiny obejmują polietylen o wysokiej i niskiej gęstości (HDPE i LDPE), PP. Najskuteczniejszym sposobem pozbycia się odpadów oprogramowania jest ich ponowne użycie. Zasoby wtórnego PO są duże: w 1995 r. zużycie samego LDPE osiągnęło 2 mln t. Zastosowanie wtórnych tworzyw termoplastycznych w ogóle, a PO w szczególności, umożliwia zwiększenie stopnia zadowolenia z nich o 15…20%.

Metody recyklingu odpadów oprogramowania zależą od marki polimeru i jego pochodzenia. Odpady procesowe najłatwiej poddają się recyklingowi, tj. odpady produkcyjne, które nie zostały wystawione na działanie intensywnego światła podczas pracy. Nie wymagają skomplikowanych metod przygotowania i odpadów konsumenckich z HDPE i PP, ponieważ z jednej strony produkty wykonane z tych polimerów również nie podlegają znaczącym wpływom ze względu na swoją konstrukcję i przeznaczenie (grubościenne części, pojemniki, akcesoria itp.) , az drugiej strony polimery pierwotne są bardziej odporne na warunki atmosferyczne niż LDPE. Takie odpady przed ponownym użyciem wymagają jedynie rozdrobnienia i granulacji.

2.2.1 Cechy strukturalne i chemiczne polietylenu pochodzącego z recyklingu

Dobór parametrów technologicznych przetwarzania odpadów oprogramowania oraz obszarów zastosowania produktów z nich otrzymywanych wynika z ich właściwości fizykochemicznych, mechanicznych i technologicznych, które w znacznym stopniu odbiegają od tych samych właściwości polimeru pierwotnego. Główne cechy recyklingowanego LDPE (VLDPE), które determinują specyfikę jego przetwarzania to: niska gęstość nasypowa; cechy zachowania się reologicznego wytopu, ze względu na dużą zawartość żelu; zwiększona aktywność chemiczna spowodowana zmianami strukturalnymi zachodzącymi podczas przetwarzania polimeru pierwotnego i eksploatacji produktów z niego otrzymanych.

W procesie obróbki i eksploatacji materiał poddawany jest wpływom mechanochemicznym, degradacji termicznej, termicznej i fotooksydacyjnej, co prowadzi do pojawienia się grup aktywnych, które w trakcie późniejszej obróbki są zdolne do inicjowania reakcji utleniania.

Już w trakcie procesu rozpoczyna się zmiana struktury chemicznej przetwarzanie pierwotne PO, w szczególności podczas wytłaczania, gdy polimer jest poddawany znacznym efektom termiczno-utleniającym i mechanochemicznym. Największy wkład w zmiany zachodzące podczas eksploatacji mają procesy fotochemiczne. Zmiany te są nieodwracalne, a właściwości fizyczne i mechaniczne, na przykład folii polietylenowej, która służyła przez jeden lub dwa sezony jako pokrycie szklarni, są prawie całkowicie przywracane po przetłoczeniu i wytłaczaniu.

Powstawanie znacznej liczby grup karbonylowych w folii PE podczas jej eksploatacji prowadzi do zwiększenia zdolności pochłaniania tlenu przez VLDPE, czego efektem jest powstawanie grup winylowych i winylidenowych w surowcu wtórnym, które znacznie obniżają stabilność termiczno-oksydacyjną polimeru podczas późniejszej obróbki, inicjują proces fotostarzenia takich materiałów, a produkty z nich skracają ich żywotność.

Obecność grup karbonylowych nie determinuje ani właściwości mechanicznych (ich wprowadzenie do 9% do wyjściowej makrocząsteczki nie wpływa znacząco na właściwości mechaniczne materiału), ani przepuszczalności światła słonecznego przez błonę (pochłanianie światła przez grup karbonylowych leży w zakresie długości fal mniejszych niż 280 nm, a światło o takim składzie jest praktycznie nieobecne w widmie słonecznym). Jednak to obecność grup karbonylowych w PE decyduje o jego bardzo ważnej właściwości – odporności na światło.

Inicjatorem fotostarzenia PE są wodoronadtlenki, które powstają podczas obróbki materiału pierwotnego w procesie destrukcji mechanochemicznej. Ich działanie inicjujące jest szczególnie skuteczne we wczesnych stadiach starzenia, podczas gdy grupy karbonylowe mają znaczący wpływ na późniejsze etapy.

Jak wiadomo, podczas starzenia zachodzą konkurencyjne reakcje destrukcji i strukturyzacji. Konsekwencją pierwszego jest powstawanie produktów o małej masie cząsteczkowej, drugim jest powstawanie nierozpuszczalnej frakcji żelowej. Szybkość tworzenia produktów o niskiej masie cząsteczkowej jest maksymalna na początku starzenia. Okres ten charakteryzuje się niską zawartością żelu oraz spadkiem właściwości fizycznych i mechanicznych.

Ponadto zmniejsza się szybkość tworzenia produktów o małej masie cząsteczkowej, obserwuje się gwałtowny wzrost zawartości żelu i spadek względnego wydłużenia, co wskazuje na przebieg procesu strukturyzacji. Następnie (po osiągnięciu maksimum) zawartość żelu w VPE zmniejsza się podczas jego fotostarzenia, co zbiega się z całkowitym zużyciem grup winylidenowych w polimerze i osiągnięciem maksymalnych dopuszczalnych wartości wydłużenia względnego. Efekt ten tłumaczy się zaangażowaniem powstałych struktur przestrzennych w proces destrukcji, a także pękaniem wzdłuż granicy formacji morfologicznych, co prowadzi do obniżenia właściwości fizyko-mechanicznych oraz pogorszenia właściwości optycznych.

Szybkość zmian właściwości fizycznych i mechanicznych WPE jest praktycznie niezależna od zawartości w nim frakcji żelowej. Jednak zawartość żelu musi być zawsze brana pod uwagę jako czynnik strukturalny przy wyborze metody recyklingu, modyfikacji i przy określaniu zastosowań polimeru.

w tabeli. 1 przedstawia charakterystykę właściwości LDPE przed i po starzeniu przez trzy miesiące oraz HLDPE otrzymanego metodą wytłaczania z postarzanej folii.

1 Charakterystyka właściwości LDPE przed i po starzeniu

Charakterystyka		oryginalny	Po operacji	wyrzucenie
Naprężenie rozciągające, MPa
Wydłużenie przy zerwaniu, %
Odporność na pękanie, godz
Odporność na światło, dni

Natura zmiany właściwości fizycznych i mechanicznych LDPE i HLDPE nie jest taka sama: polimer pierwotny wykazuje monotonny spadek zarówno wytrzymałości, jak i względnego wydłużenia, które wynoszą odpowiednio 30 i 70%, po starzeniu przez 5 miesięcy. W przypadku przetworzonego LDPE charakter zmiany tych wskaźników jest nieco inny: naprężenie zrywające praktycznie się nie zmienia, a względne wydłużenie zmniejsza się o 90%. Przyczyną tego może być obecność frakcji żelowej w HLDPE, która pełni rolę aktywnego wypełniacza w matrycy polimerowej. Obecność takiego „wypełniacza” jest przyczyną pojawienia się znacznych naprężeń, skutkujących wzrostem kruchości materiału, gwałtownym spadkiem wydłużenia względnego (do 10% wartości dla pierwotnego PE), odporność na pękanie, wytrzymałość na rozciąganie (10 ... 15 MPa), elastyczność, wzrost sztywności.

W PE podczas starzenia dochodzi nie tylko do akumulacji grup zawierających tlen, w tym ketonów i produktów o małej masie cząsteczkowej, ale także do znacznego obniżenia właściwości fizycznych i mechanicznych, które nie są przywracane po recyklingu postarzanej folii poliolefinowej. Przemiany strukturalno-chemiczne w HLDPE zachodzą głównie w fazie amorficznej. Prowadzi to do osłabienia granicy międzyfazowej w polimerze, w wyniku czego materiał traci swoją wytrzymałość, staje się kruchy, kruchy i podlega dalszemu starzeniu zarówno podczas przerobu na wyroby, jak i podczas eksploatacji takich wyrobów, które są charakteryzuje się niskimi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi oraz żywotnością.

Dla oceny optymalnych sposobów przetwarzania wtórnych surowców polietylenowych duże znaczenie mają jego właściwości reologiczne. HLDPE charakteryzuje się małą płynnością przy małych naprężeniach ścinających, która wzrasta wraz ze wzrostem naprężeń, a wzrost płynności dla HPE jest większy niż dla pierwotnego. Powodem tego jest obecność żelu w HLDPE, który znacznie zwiększa energię aktywacji lepkiego przepływu polimeru. Płynność można kontrolować również poprzez zmianę temperatury podczas przetwarzania - wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się płynność stopu.

Do recyklingu trafia więc materiał, którego pochodzenie ma bardzo istotny wpływ na jego właściwości fizyczne, mechaniczne i właściwości technologiczne. W procesie recyklingu polimer poddawany jest dodatkowym efektom mechanochemicznym i termiczno-utleniającym, a zmiana jego właściwości zależy od częstotliwości przetwarzania.

Badając wpływ częstotliwości przetwarzania na właściwości otrzymanych produktów, wykazano, że 3-5-krotna obróbka ma znikomy wpływ (znacznie mniejszy niż pierwotny). Zauważalny spadek wytrzymałości zaczyna się przy 5 - 10-krotnym przetwarzaniu. W procesie powtórnej obróbki HLDPE zaleca się zwiększenie temperatury odlewania o 3...5% lub liczby obrotów ślimaka podczas wyciskania o 4...6% w celu zniszczenia powstałego żelu. Należy zauważyć, że w procesie wielokrotnego przetwarzania, zwłaszcza pod wpływem tlenu atmosferycznego, następuje spadek masy cząsteczkowej poliolefin, co prowadzi do gwałtownego wzrostu kruchości materiału. Wielokrotna obróbka innego polimeru z klasy poliolefin – PP zwykle prowadzi do wzrostu wskaźnika szybkości płynięcia (MFR), chociaż charakterystyki wytrzymałościowe materiału nie ulegają znaczącym zmianom. W związku z tym odpady powstające podczas produkcji części z PP, jak również same części po zakończeniu ich eksploatacji, mogą być ponownie wykorzystane w mieszaninie z materiałem wyjściowym do uzyskania nowych części.

Z powyższego wynika, że ​​wtórne surowce oprogramowania powinny być modyfikowane w celu poprawy jakości i wydłużenia żywotności wytwarzanych z nich produktów.

2.2.2 Technologia przetwarzania wtórnych surowców poliolefinowych na granulat

Aby przekształcić odpadowe tworzywa termoplastyczne w surowce nadające się do dalszego przetworzenia na produkty, konieczna jest ich wstępna obróbka. Wybór metody wstępnej obróbki zależy głównie od źródła powstawania odpadów oraz stopnia zanieczyszczenia. Tym samym jednorodne odpady z produkcji i przetwarzania LDPE są zazwyczaj przetwarzane w miejscu ich powstawania, co wymaga niewielkiej obróbki wstępnej – głównie mielenia i granulowania.

Odpady w postaci przestarzałych produktów wymagają dokładniejszego przygotowania. Wstępna obróbka rolniczych odpadów folii PE, worków po nawozach, odpadów z innych zwartych źródeł oraz odpadów zmieszanych obejmuje następujące etapy: sortowanie (zgrubne) i identyfikacja (w przypadku odpadów zmieszanych), rozdrabnianie, segregacja odpadów zmieszanych, mycie, suszenie. Następnie materiał poddawany jest granulacji.

Sortowanie wstępne zapewnia zgrubne segregowanie odpadów według różnych cech: koloru, wymiarów, kształtu oraz, jeśli to konieczne i możliwe, według rodzajów tworzyw sztucznych. Sortowanie wstępne odbywa się zwykle ręcznie na stołach lub przenośnikach taśmowych; podczas sortowania z odpadów jednocześnie usuwane są różne ciała obce i wtrącenia.

Separacja zmieszanych (domowych) odpadów tworzyw termoplastycznych według rodzajów odbywa się za pomocą następujących głównych metod: flotacja, separacja w ciężkich mediach, separacja aero, elektroseparacja, metody chemiczne i metody głębokiego chłodzenia. Najpowszechniej stosowaną metodą jest metoda flotacji, która pozwala na separację mieszanin przemysłowych tworzyw termoplastycznych, takich jak PE, PP, PS i PVC. Separacja tworzyw sztucznych odbywa się poprzez dodanie do wody środków powierzchniowo czynnych, które selektywnie zmieniają ich właściwości hydrofilowe.

W niektórych przypadkach skutecznym sposobem na oddzielenie polimerów może być rozpuszczenie ich w zwykłym rozpuszczalniku lub w mieszaninie rozpuszczalników. Traktując roztwór parą wodną, ​​wyodrębnia się PVC, PS i mieszaninę poliolefin; czystość produktów - nie mniej niż 96%.

Metody flotacji i separacji w ciężkich mediach są najbardziej wydajne i opłacalne ze wszystkich wymienionych powyżej.

Odpady, które się zdezaktualizowały i zawierają nie więcej niż 5% zanieczyszczeń z magazynu surowców kierowane są do sortowni odpadów 1 , podczas którego usuwa się z nich przypadkowe obce wtrącenia i odrzuca silnie zanieczyszczone kawałki. Posegregowane odpady są kruszone w kruszarkach nożowych 2 mielenie na mokro lub na sucho do uzyskania luźnej masy o wielkości cząstek 2…9 mm.

O wydajności urządzenia rozdrabniającego decyduje nie tylko jego konstrukcja, liczba i długość noży, prędkość obrotowa wirnika, ale także rodzaj odpadów. Tak więc najniższa produktywność występuje przy przetwarzaniu odpadów piankowych tworzyw sztucznych, które zajmują bardzo dużą objętość i są trudne do kompaktowego załadowania. Wyższą wydajność uzyskuje się podczas przetwarzania odpadów folii, włókien, produktów dmuchanych.

Cechą charakterystyczną wszystkich kruszarek nożowych jest podwyższona głośność, co jest związane ze specyfiką procesu rozdrabniania wtórnych materiałów polimerowych. W celu obniżenia poziomu hałasu rozdrabniacz wraz z silnikiem i wentylatorem zamknięty jest w obudowie dźwiękochłonnej, która może być zdejmowana i posiada specjalne okna z żaluzjami do załadunku rozdrobnionego materiału.

Rozdrabnianie jest bardzo ważnym etapem przygotowania odpadów do przerobu, ponieważ stopień rozdrobnienia decyduje o gęstości nasypowej, sypkości i wielkości cząstek otrzymanego produktu. Kontrolowanie stopnia rozdrobnienia umożliwia mechanizację procesu przetwarzania, poprawę jakości materiału poprzez uśrednienie jego właściwości technologicznych, skrócenie czasu trwania innych operacji technologicznych oraz uproszczenie konstrukcji urządzeń przetwórczych.

Bardzo obiecującą metodą rozdrabniania jest metoda kriogeniczna, która umożliwia uzyskanie proszków z odpadów o stopniu dyspersji 0,5…2 mm. Zastosowanie technologii proszkowej ma szereg zalet: skrócony czas mieszania; zmniejszenie zużycia energii i kosztów roboczogodzin na bieżącą konserwację mieszadeł; lepsze rozprowadzenie składników w mieszance; redukcja niszczenia makrocząsteczek itp.

Spośród znanych sposobów wytwarzania sproszkowanych materiałów polimerowych stosowanych w technologii chemicznej, najbardziej odpowiednią metodą rozdrabniania odpadów termoplastycznych jest rozdrabnianie mechaniczne. Rozdrabnianie mechaniczne można przeprowadzić na dwa sposoby: kriogenicznie (rozdrabnianie w ciekłym azocie lub innym medium chłodzącym oraz w normalnych temperaturach w środowisku składników rozdrabniających, które są mniej energochłonne.

Następnie rozdrobnione odpady są podawane do pralki w celu wyprania. 3 . Pranie odbywa się w kilku etapach za pomocą specjalnych mieszanek detergentów. wyżęty w wirówce 4 masa o wilgotności 10 ... 15% jest podawana do ostatecznego odwodnienia w suszarni 5 , aż wilgotność resztkowa wyniesie 0,2%, a następnie do granulatora 6 (rys. 1.1).

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

Ryż. 1.1 Schemat recyklingu poliolefin do granulatu:

1 - sortownia odpadów; 2 - kruszarka; 3 - pralka; 4 - wirówka; 5 - suszarnia; 6 - granulator

Suszarki służą do suszenia odpadów. różne rodzaje: półka, pas, wiadro, złoże fluidalne, wir itp.

Za granicą produkowane są rośliny, w których znajdują się urządzenia zarówno do mycia, jak i suszenia o wydajności do 350…500 kg/h. W takiej instalacji rozdrobniony odpad ładowany jest do wanny, którą napełnia się roztworem myjącym. Film miesza się mieszadłem łopatkowym, podczas gdy brud osiada na dnie, a wypłukany film pływa. Odwadnianie i suszenie folii odbywa się na przesiewaczu wibracyjnym oraz w separatorze wirowym. Wilgotność resztkowa jest mniejsza niż 0,1%.

Granulacja jest końcowym etapem przygotowania surowców wtórnych do dalszego przetwarzania na produkty. Ten etap jest szczególnie ważny dla HLDPE ze względu na jego małą gęstość nasypową i trudności w transporcie. Podczas procesu granulacji następuje zagęszczenie materiału, ułatwiona jest jego dalsza obróbka, uśrednia się charakterystykę surowców wtórnych, w wyniku czego otrzymuje się materiał, który można przerabiać na standardowych urządzeniach.

Do uplastycznienia rozdrobnionych i oczyszczonych produktów odpadowych najczęściej stosuje się wytłaczarki jednoślimakowe o długości (25…30). D wyposażone w filtr ciągły i posiadające strefę odgazowania. Na takich wytłaczarkach praktycznie wszystkie rodzaje wtórnych tworzyw termoplastycznych są przetwarzane dość skutecznie przy gęstości nasypowej kruszonego materiału w zakresie 50 ... 300 kg / m3. Jednak do przetwarzania odpadów zanieczyszczonych i zmieszanych wymagane są prasy ślimakowe o specjalnej konstrukcji, z krótkimi ślimakami wielonitkowymi (długość (3,5 ... 5) D) z cylindryczną dyszą w strefie wytłaczania.

Główną jednostką tego systemu jest ekstruder o mocy napędu 90 kW, średnicy ślimaka 253 mm i przełożeniu Ł/D= 3,75. Na wyjściu ekstrudera zaprojektowano dyszę karbowaną o średnicy 420 mm. Ze względu na ciepło generowane przez tarcie i ścinanie materiału polimerowego, topi się on w krótkim czasie i zapewnia szybką homogenizację.

stopić. Zmieniając szczelinę między dyszą stożkową a obudową, można regulować siłę ścinającą i siłę tarcia, jednocześnie zmieniając tryb obróbki. Ponieważ topnienie zachodzi bardzo szybko, nie obserwuje się termicznej degradacji polimeru. Instalacja wyposażona jest w instalację odgazowującą, która jest niezbędna do przerobu wtórnych surowców polimerowych.

Wtórne materiały ziarniste otrzymuje się w zależności od kolejności procesów cięcia i chłodzenia na dwa sposoby: granulację matrycową i granulację podwodną. Wybór metody granulacji zależy od właściwości obrabianego tworzywa termoplastycznego, a zwłaszcza od lepkości jego stopu i adhezji do metalu.

Podczas granulacji na głowicy roztopiony polimer jest wyciskany przez otwór w postaci cylindrycznych wiązek, które są odcinane przez noże przesuwające się po płycie dyszy przędzalniczej. Powstałe granulki odrzuca się nożem z głowicy i chłodzi. Cięcie i chłodzenie może odbywać się w powietrzu, w wodzie lub przez cięcie w powietrzu i chłodzenie w wodzie. Do oprogramowania, które ma wysoką przyczepność do metalu i zwiększona skłonność do sklejania, woda służy jako czynnik chłodzący.

Przy stosowaniu urządzeń o dużej pojemności jednostkowej stosuje się tzw. granulację podwodną. Dzięki tej metodzie stopiony polimer jest wyciskany w postaci pasm przez otwory płytki przędzalniczej na głowicy bezpośrednio do wody i cięty na granulki za pomocą obracających się noży. Temperatura wody chłodzącej utrzymywana jest w zakresie 50...70°C, co sprzyja intensywniejszemu odparowywaniu resztek wilgoci z powierzchni granulatu; ilość wody wynosi 20…40 m3 na 1 tonę granulatu.

Najczęściej w głowicy granulatora powstają pasma lub wstęgi, które po schłodzeniu w kąpieli wodnej są granulowane. Średnica otrzymanych granulek wynosi 2…5 mm.

Chłodzenie powinno odbywać się z optymalną szybkością, aby granulki nie odkształcały się, nie sklejały i zapewniały usunięcie resztkowej wilgoci.

Temperatura głowicy ma znaczący wpływ na rozkład wielkości granulek. Siatki są umieszczane między wytłaczarką a wylotami matrycy, aby zapewnić równomierną temperaturę stopu. Liczba otworów wylotowych w głowicy wynosi 20…300.

Wydajność procesu granulacji zależy od rodzaju wtórnego tworzywa termoplastycznego i jego właściwości reologicznych.

Badania granulatu HPE wskazują, że jego właściwości lepkie praktycznie nie odbiegają od właściwości pierwotnego PE, tj. może być przetwarzany w tych samych systemach wytłaczania i formowania wtryskowego, co pierwotny PE. Jednak powstałe produkty charakteryzują się niską jakością i trwałością.

Granulaty wykorzystywane są do produkcji opakowań na chemię gospodarczą, wieszaków, elementów budowlanych, narzędzi rolniczych, palet do transportu towarów, rur wydechowych, wykładzin kanałów odwadniających, rur bezciśnieniowych do melioracji i innych wyrobów. Produkty te otrzymywane są z „czystych” surowców wtórnych. Jednak bardziej obiecujący jest dodatek surowców wtórnych do pierwotnego w ilości 20…30%. Wprowadzenie plastyfikatorów, stabilizatorów i wypełniaczy do kompozycji polimerowej umożliwia zwiększenie tego wskaźnika do 40-50%. Poprawia to właściwości fizyczne i mechaniczne produktów, ale ich trwałość (podczas pracy w trudnych warunkach klimatycznych) wynosi tylko 0,6 ... 0,75 trwałości produktów wykonanych z pierwotnego polimeru. Bardziej wydajnym sposobem jest modyfikacja polimerów wtórnych, a także tworzenie wtórnych materiałów polimerowych o wysokim stopniu wypełnienia.

2.2.3 Metody modyfikacji poliolefin pochodzących z recyklingu

Wyniki badań mechanizmu procesów zachodzących podczas działania i przetwarzania oprogramowania oraz ich ilościowy opis pozwalają stwierdzić, że produkty pośrednie otrzymywane z surowców wtórnych powinny zawierać nie więcej niż 0,1…0,5 mola utlenionych grup aktywnych oraz mieć optymalną masę cząsteczkową i MWD oraz posiadać powtarzalne wskaźniki fizyczne, mechaniczne i technologiczne. Tylko w takim przypadku półprodukt może być wykorzystany do wytworzenia produktów o gwarantowanej żywotności w celu zastąpienia deficytowych surowców pierwotnych. Jednak obecnie produkowany granulat nie spełnia tych wymagań.

Niezawodnym sposobem rozwiązania problemu tworzenia wysokiej jakości materiałów i produktów polimerowych z oprogramowania wtórnego jest modyfikacja granulatu, której celem jest osłonięcie grup funkcyjnych. aktywne ośrodki metodami chemicznymi lub fizykochemicznymi oraz stworzenie materiału o jednorodnej strukturze i powtarzalnych właściwościach.

Metody modyfikacji wtórnego PO surowców można podzielić na chemiczne (sieciowanie, wprowadzanie różnych dodatków, głównie pochodzenia organicznego, obróbka płynami krzemoorganicznymi itp.) oraz fizyko-mechaniczne (wypełnianie wypełniaczami mineralnymi i organicznymi).

Na przykład maksymalną zawartość frakcji żelowej (do 80%) oraz najwyższe właściwości fizyczne i mechaniczne usieciowanego VLDPE uzyskuje się po wprowadzeniu 2–2,5% nadtlenku dikumylu na wałki w temperaturze 130°C przez 10 minut. Względne wydłużenie przy zerwaniu takiego materiału wynosi 210%, wskaźnik szybkości płynięcia 0,1…0,3 g/10 min. Stopień usieciowania zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury i wzrostem czasu walcowania w wyniku konkurencyjnego procesu degradacji. Pozwala to na dostosowanie stopnia usieciowania, właściwości fizycznych, mechanicznych i technologicznych modyfikowanego materiału.

Opracowano metodę formowania wyrobów z HLDPE poprzez wprowadzenie nadtlenku dikumylu bezpośrednio w procesie przetwórstwa i otrzymano prototypy rur i wyrobów formowanych zawierających 70...80% frakcji żelowej.

Wprowadzenie wosku i elastomeru (do 5 części masowych) znacznie poprawia przetwarzalność VPE, zwiększa właściwości fizyczne i mechaniczne (zwłaszcza wydłużenie przy zerwaniu i odporność na pękanie - odpowiednio o 10% i od 1 do 320 godzin) oraz zmniejsza ich rozpiętość, co świadczy o wzroście jednorodności materiału.

Modyfikacja HLDPE bezwodnikiem maleinowym w wytłaczarce tarczowej prowadzi również do zwiększenia jego wytrzymałości, żaroodporności, przyczepności oraz odporności na fotostarzenie. W tym przypadku efekt modyfikujący uzyskuje się przy niższym stężeniu modyfikatora i krótszym czasie trwania procesu niż przy wprowadzeniu elastomeru.

Obiecującym sposobem poprawy jakości materiałów polimerowych z wtórnego PO jest obróbka termomechaniczna związkami krzemoorganicznymi. Metoda ta pozwala na uzyskanie produktów z surowców wtórnych o zwiększonej wytrzymałości, elastyczności i odporności na starzenie. Mechanizmem modyfikacji jest formacja wiązania chemiczne między grupami siloksanowymi cieczy krzemoorganicznej i wiązaniami nienasyconymi a zawierającymi tlen grupami drugorzędowego PO.

Proces technologiczny otrzymywania modyfikowanego materiału obejmuje następujące etapy: sortowanie, rozdrabnianie i mycie odpadów; obróbka odpadów płynem krzemoorganicznym w temperaturze 90 ± 10 °С przez 4…6 h; suszenie odpadów zmodyfikowanych przez wirowanie; regranulacja odpadów modyfikowanych.

Oprócz metody modyfikacji w fazie stałej zaproponowano metodę modyfikacji VPE w roztworze, która umożliwia otrzymanie proszku VLDPE o wielkości cząstek nie większej niż 20 μm. Proszek ten może być stosowany do przetwarzania na produkty metodą formowania rotacyjnego oraz do powlekania metodą natrysku elektrostatycznego.

Ogromnym zainteresowaniem naukowym i praktycznym jest tworzenie wypełnionych materiałów polimerowych na bazie surowców polietylenowych pochodzących z recyklingu. Wykorzystanie materiałów polimerowych z surowców wtórnych zawierających do 30% wypełniacza pozwoli na uwolnienie do 40% surowców pierwotnych i skierowanie ich do produkcji wyrobów, których nie można uzyskać z surowców wtórnych (rury ciśnieniowe, folie opakowaniowe , transportu pojemników wielokrotnego użytku itp.). To znacznie zmniejszy niedobór pierwotnych surowców polimerowych.

Aby otrzymać napełniane materiały polimerowe z surowców wtórnych, można stosować napełniacze dyspersyjne i wzmacniające pochodzenia mineralnego i organicznego, a także napełniacze, które można otrzymać z odpadów polimerowych (rozdrobnione odpady termoutwardzalne i okruchy gumowe). Napełniać można prawie wszystkie odpady termoplastyczne, a także odpady zmieszane, co w tym celu jest również preferowane z ekonomicznego punktu widzenia.

Na przykład celowość stosowania ligniny wiąże się z obecnością w niej związków fenolowych, które przyczyniają się do stabilizacji VPEN podczas pracy; mika - przy produkcji wyrobów o niskim pełzaniu, podwyższonej odporności na ciepło i warunki atmosferyczne, a także charakteryzujących się niskim zużyciem urządzeń przetwórczych i niskimi kosztami. Kaolin, skała muszlowa, popiół łupkowy, kulki węglowe i żelazo są używane jako tanie wypełniacze obojętne.

Dzięki wprowadzeniu do WPE drobno zdyspergowanego fosfogipsu granulowanego w wosku polietylenowym uzyskano kompozycje o zwiększonym wydłużeniu przy zerwaniu. Efekt ten można wytłumaczyć uplastyczniającym działaniem wosku polietylenowego. Zatem wytrzymałość na rozciąganie VPE wypełnionego fosfogipsem jest o 25% wyższa niż VPE, a moduł sprężystości przy rozciąganiu jest o 250% wyższy.

Efekt wzmacniający po wprowadzeniu miki do HPE związany jest z cechami struktury krystalicznej wypełniacza, wysokim współczynnikiem charakterystycznym (stosunek średnicy płatków do grubości), a zastosowanie rozdrobnionego, sproszkowanego HPE umożliwiło aby zachować strukturę płatków przy minimalnym zniszczeniu.

Kompozycje zawierające ligninę, łupki, kaolin, kulki, odpady sapropelu mają stosunkowo niskie właściwości fizyko-mechaniczne, ale są najtańsze i mogą być stosowane w produkcji wyrobów budowlanych.

2.3 RECYKLING POLICHLOREKU WINYLU

Podczas przetwarzania polimery są narażone na działanie wysokich temperatur, naprężeń ścinających i utleniania, co prowadzi do zmiany struktury materiału, jego właściwości technologicznych i użytkowych. Na zmianę struktury materiału decydujący wpływ mają procesy termiczne i termooksydacyjne.

PVC jest jednym z najmniej stabilnych przemysłowych polimerów węglowych. Reakcja degradacji PVC – odchlorowodorowanie rozpoczyna się już w temperaturze powyżej 100°C, aw temperaturze 160°C reakcja przebiega bardzo szybko. W wyniku termicznego utleniania PVC zachodzą procesy agregacyjne i dezagregacyjne – sieciowanie i destrukcja.

Zniszczeniu PVC towarzyszy zmiana początkowego koloru polimeru w wyniku tworzenia się grup chromoforowych oraz znaczne pogorszenie właściwości fizycznych, mechanicznych, dielektrycznych i innych. Charakterystyka wydajności. Sieciowanie skutkuje przekształceniem liniowych makrocząsteczek w rozgałęzione, a ostatecznie w usieciowane struktury trójwymiarowe; jednocześnie znacznie pogarsza się rozpuszczalność polimeru i jego zdolność do przetwarzania. W przypadku uplastycznionego PVC sieciowanie zmniejsza kompatybilność plastyfikatora z polimerem, zwiększa migrację plastyfikatora i nieodwracalnie pogarsza właściwości użytkowe materiałów.

Oprócz uwzględnienia wpływu warunków eksploatacji i częstotliwości przetwarzania wtórnych materiałów polimerowych konieczna jest ocena racjonalnego stosunku surowców odpadowych i świeżych w składzie przeznaczonym do przetwórstwa.

Podczas wytłaczania produktów z mieszanych surowców istnieje ryzyko odrzucenia z powodu różnych lepkości stopu, dlatego proponuje się wytłaczanie pierwotnego i pochodzącego z recyklingu PCW na różnych maszynach, jednak sproszkowany PCW prawie zawsze można mieszać z polimerem pochodzącym z recyklingu.

Ważną cechą, która decyduje o fundamentalnych możliwościach recyklingu odpadów PCW (dopuszczalny czas przetwarzania, żywotność materiału lub produktu poddanego recyklingowi), a także o potrzebie dodatkowego wzmocnienia grupy stabilizującej, jest czas stabilności termicznej.

2.3.1 Metody unieszkodliwiania odpadów PCW

Homogeniczne odpady przemysłowe z reguły poddawane są recyklingowi, aw przypadkach, gdy tylko cienkie warstwy materiału poddawane są głębokiemu starzeniu.

W niektórych przypadkach zaleca się użycie narzędzia ściernego w celu usunięcia zdegradowanej warstwy z późniejszym przetwarzaniem materiału na produkty, które nie są gorsze właściwościami niż produkty uzyskane z oryginalnych materiałów.

Do oddzielenia polimeru od metalu (przewodów, kabli) stosuje się metodę pneumatyczną. Zazwyczaj izolowany plastyfikowany PCW może być stosowany jako izolacja przewodów niskiego napięcia lub produkty formowane wtryskowo. Do usuwania wtrąceń metalicznych i mineralnych można wykorzystać doświadczenia przemysłu młynarskiego oparte na wykorzystaniu metody indukcyjnej, metody separacji właściwościami magnetycznymi. Aby oddzielić folię aluminiową od tworzywa termoplastycznego, stosuje się ogrzewanie w wodzie o temperaturze 95–100 ° C.

Proponuje się zanurzanie nieużytecznych pojemników z etykietami w ciekłym azocie lub tlenie o temperaturze nieprzekraczającej -50°C, aby etykiety lub klej stały się kruche, co następnie umożliwi ich łatwe zgniecenie i oddzielenie jednorodnego materiału, takiego jak papier.

Energooszczędna metoda suchego przygotowania odpadów z tworzyw sztucznych za pomocą kompaktora. Metoda jest zalecana do przetwarzania odpadów skór syntetycznych (IR), linoleum PCV i obejmuje szereg operacji technologicznych: rozdrabnianie, rozdzielanie włókien tekstylnych, plastyfikację, homogenizację, zagęszczanie i granulację; można również dodawać dodatki. Włókna wykładziny rozdziela się trzykrotnie - po pierwszym zgnieceniu nożem, po zagęszczeniu i drugim zgnieceniu nożem. Otrzymuje się masę formierską nadającą się do przerobu metodą wtrysku, zawierającą jeszcze składniki włókniste, które nie przeszkadzają w przetwórstwie, ale służą jako wypełniacz wzmacniający materiał.

2.3.2 Metody recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych PCW

Formowanie wtryskowe

Głównymi rodzajami odpadów powstałych na bazie PCW niewypełnionego są plastizol nieżelatynizowany, odpady technologiczne oraz wyroby wadliwe. W przedsiębiorstwach przemysłu lekkiego w Rosji stosuje się następującą technologię przetwarzania odpadów plastizolowych metodami formowania wtryskowego.

Ustalono, że przy zastosowaniu technologii plastizolowej można otrzymać produkty z recyklingowanych materiałów PCW o zadowalającej jakości. Proces obejmuje rozdrabnianie odpadowych folii i arkuszy, przygotowanie pasty PVC w plastyfikatorze, formowanie nowego produktu metodą odlewania.

Podczas czyszczenia dozownika, mieszalnika, niezżelatynizowany plastizol zbierano w pojemnikach, poddawano żelatynizacji, następnie mieszano na walcach z odpadami technologicznymi i produktami wadliwymi, otrzymane arkusze obrabiano na szlifierkach rotacyjnych. Otrzymany w ten sposób okruch plastizolu poddano obróbce metodą formowania wtryskowego. Okruchy plastizolu w ilości 10...50% wag. h może być stosowany w kompozycji z kauczukiem w celu uzyskania mieszanek kauczukowych, co pozwala na wykluczenie z formulacji zmiękczaczy.

Do przetwarzania odpadów metodą wtrysku stosuje się z reguły maszyny typu intrusion, ze stale obracającym się ślimakiem, których konstrukcja zapewnia spontaniczne wychwytywanie i homogenizację odpadów.

Jedną z obiecujących metod wykorzystania odpadów PCW jest odlewanie wielokomponentowe. Dzięki tej metodzie przetwarzania produkt ma zewnętrzne i wewnętrzne warstwy z różnych materiałów. Zewnętrzna warstwa to zwykle komercyjne tworzywa sztuczne Wysoka jakość, stabilizowane, malowane, o dobrym wyglądzie. Warstwa wewnętrzna to surowce z polichlorku winylu pochodzące z recyklingu. Przetwarzanie tworzyw termoplastycznych tą metodą pozwala znacznie zaoszczędzić rzadkie surowce pierwotne, zmniejszając ich zużycie ponad dwukrotnie.

Wyrzucenie

Obecnie jedną z najskuteczniejszych metod przetwarzania odpadów materiałów polimerowych na bazie PCW w celu ich unieszkodliwienia jest metoda dyspersji sprężysto-odkształceniowej, oparta na zjawisku wielokrotnego niszczenia w warunkach połączonego oddziaływania materiału pod wysokim ciśnieniem i ścinania odkształcenie w podwyższonej temperaturze.

Dyspersja sprężysto-odkształceniowa wstępnie grubo rozdrobnionych materiałów o wielkości cząstek 103 μm prowadzona jest w jednoślimakowym dyspergatorze obrotowym. Zużyte odpadowe plastyfikowane duplikaty materiałów foliowych na różnych podłożach (linoleum na bazie tkaniny poliestrowej, pianka na bazie papieru, sztuczna skóra na bazie tkaniny bawełnianej) są przetwarzane na rozproszony jednorodny materiał wtórny, który jest mieszanką tworzyw PCW z rozdrobnione podłoże o najbardziej prawdopodobnym rozmiarze cząstek 320…615 µm, przeważnie asymetryczne, o dużej powierzchni właściwej (2,8…4,1 m2/g). Optymalne warunki dyspersji, w których powstaje najbardziej zdyspergowany produkt, to temperatura w strefach dyspergujących 130…150…70°C; stopień obciążenia nie większy niż 60%; minimalna prędkość ślimaka 35 obr./min. Wzrost temperatury przetwórstwa tworzyw PCW prowadzi do niepożądanego nasilenia procesów degradacyjnych w polimerze, co wyraża się ciemnieniem produktu. Zwiększenie stopnia obciążenia i prędkości obrotowej ślimaka pogarsza dyspersję materiału.

Recykling bezpodstawnych odpadów plastyfikowanych materiałów PVC (folia rolnicza, folia izolacyjna, węże PVC) metodą dyspersji sprężysto-odkształcającej w celu uzyskania wysokiej jakości wysoce zdyspergowanego materiału wtórnego może być prowadzony bez trudności technologicznych przy większej różnorodności trybów dyspersji. Powstaje bardziej drobno zdyspergowany produkt o wielkości cząstek 240 ... 335 mikronów, głównie o kształcie kulistym.

Uderzenie sprężysto-odkształceniowe podczas dyspersji sztywnych materiałów PVC (materiał odporny na uderzenia na butelki na wodę mineralną, rury sanitarne PVC itp.) należy przeprowadzać w wyższych temperaturach (170 ... 180 ... minimalna prędkość obroty ślimaka 35 obr./min. Przy odstępstwach od określonych trybów dyspersji obserwuje się trudności technologiczne i pogorszenie jakości otrzymanego produktu wtórnego pod względem dyspersji.

W procesie przetwarzania odpadów PCW, równolegle z dyspersją, można przeprowadzić modyfikację materiału polimerowego poprzez wprowadzenie 1...3% wag. h stabilizatorów termicznych zawierających metal i 10 ... 30% wag. h plastyfikatory. Prowadzi to do zwiększenia marginesu stabilności termicznej przy zastosowaniu stearynianów metali o 15...50 min oraz poprawy szybkości płynięcia materiału przetwarzanego z plastyfikatorami estrowymi o 20...35%, a także poprawy w możliwości wytwarzania w procesie dyspersji.

Otrzymane wtórne materiały PVC, dzięki dużej dyspersji i rozwiniętej powierzchni cząstek, wykazują aktywność powierzchniową. Ta właściwość powstałych proszków z góry zdeterminowała ich bardzo dobra kompatybilność z innymi materiałami, co daje możliwość zastąpienia nimi (do 45% mas.) surowców w produkcji tych samych lub nowych materiałów polimerowych.

Wytłaczarki dwuślimakowe mogą być również wykorzystywane do przetwarzania odpadów PCW. Uzyskują znakomitą homogenizację mieszanki, a proces uplastycznienia prowadzony jest w łagodniejszych warunkach. Ponieważ wytłaczarki dwuślimakowe działają na zasadzie wypierania, czas przebywania w nich polimeru w temperaturze plastyfikacji jest jasno określony i wykluczone jest jego opóźnienie w strefie wysokiej temperatury. Zapobiega to przegrzaniu i termicznej degradacji materiału. Zapewnia równomierność przejścia polimeru przez cylinder dobre warunki do odgazowania w strefie niskiego ciśnienia, co pozwala na usunięcie wilgoci, produktów degradacji i utleniania oraz innych substancji lotnych z reguły zawartych w odpadach.

Do przetwarzania polimerowych materiałów kompozytowych, w tym IR, odpadów izolacji kabli, papierowych powłok termoplastycznych i innych, można zastosować metody oparte na połączeniu przygotowania do wytłaczania i formowania tłocznego. Aby wdrożyć tę metodę, proponuje się jednostkę składającą się z dwóch maszyn, z których każda ma wtrysk 10 kg. Udział materiałów niepolimerowych specjalnie wprowadzanych do odpadów może sięgać nawet 25%, a nawet zawartość miedzi może sięgać 10%.

Stosowana jest również metoda współwytłaczania świeżego tworzywa termoplastycznego tworzącego warstwy ścianki oraz polimeru odpadowego stanowiącego warstwę wewnętrzną, w wyniku czego można otrzymać produkt trójwarstwowy (np. folię). Inna metoda - formowanie z rozdmuchem jest proponowana w. W opracowanej konstrukcji wytłaczarki z rozdmuchem jako generator stopu przewidziano wytłaczarkę ślimakową z napędem nadmuchowym. Do produkcji butelek, pojemników i innych pustych wyrobów stosuje się formowanie z rozdmuchem mieszanki PCW pierwotnego i pochodzącego z recyklingu.

Kalandrowanie

Przykładem recyklingu odpadów poprzez kalandrowanie jest tzw. proces Regal, który polega na kalandrowaniu materiału i uzyskaniu płyt i arkuszy, które są wykorzystywane do produkcji pojemników i mebli. Wygoda takiego sposobu przetwarzania odpadów o różnym składzie polega na łatwości jego regulacji poprzez zmianę szczeliny między walcami kalandrującymi w celu uzyskania dobrego efektu ścinania i dyspergowania materiału. Dobre uplastycznienie i ujednorodnienie materiału podczas przetwarzania zapewnia wytwarzanie wyrobów o odpowiednio wysokich parametrach wytrzymałościowych. Metoda jest ekonomicznie korzystna dla tworzyw termoplastycznych plastyfikowanych w stosunkowo niskich temperaturach, głównie miękkiego PVC.

Do przygotowania odpadów IC i Lenoleum opracowano agregat składający się z kruszarki nożowej, bębna mieszającego i trójwalcowych walców rozdrabniających. W wyniku dużego tarcia, dużego nacisku docisku i mieszania się obracających się powierzchni składniki mieszanki ulegają dalszemu rozdrobnieniu, uplastycznieniu i ujednorodnieniu. Już w jednym przejściu przez maszynę materiał nabiera dość dobrej jakości.

Pilny

Jedną z tradycyjnych metod przetwarzania odpadów polimerowych jest prasowanie, w szczególności metodę Regal-Converter można nazwać najczęstszą. Odpady szlifierskie o jednorodnej grubości na przenośniku taśmowym podawane są do pieca i topione. Tak uplastyczniona masa jest następnie prasowana. Zaproponowana metoda przetwarza mieszanki tworzyw sztucznych o zawartości substancji obcych powyżej 50%.

Istnieje ciągły sposób recyklingu zużytych dywanów syntetycznych i IR. Jego istota jest następująca: zmielone odpady są podawane do mieszalnika, w którym dodaje się 10% spoiwa, pigmentów, wypełniaczy (do wzmocnienia). Z tej mieszanki prasowane są płytki w prasie dwutaśmowej. Płyty mają grubość 8…50 mm i gęstość około 650 kg/m3. Ze względu na porowatość płyty mają właściwości izolujące ciepło i dźwięk. Znajdują zastosowanie w budowie maszyn oraz w przemyśle motoryzacyjnym jako elementy konstrukcyjne. Dzięki jednostronnej lub dwustronnej laminacji płyty te mogą być stosowane w przemyśle meblarskim. W Stanach Zjednoczonych do produkcji grubych blach stosuje się proces prasowania.

Używany jest także inny metoda technologiczna, na bazie spieniania w formie. Opracowane warianty różnią się sposobem wprowadzania poroforów do surowców wtórnych oraz sposobem dostarczania ciepła. Porofory można wprowadzać do wewnętrznego mieszalnika lub wytłaczarki. Jednak metoda kształtowego spieniania jest bardziej wydajna, gdy proces tworzenia porów prowadzony jest w prasie.

Istotną wadą metody prasowania odpadów polimerowych jest słabe wymieszanie składników mieszaniny, co prowadzi do obniżenia właściwości mechanicznych otrzymanych materiałów.

Problem recyklingu odpadów tworzyw PCW jest obecnie intensywnie rozwijany, jednak istnieje wiele trudności związanych przede wszystkim z obecnością wypełniacza. Niektórzy twórcy obrali drogę izolacji polimeru z kompozytu z jego późniejszym zastosowaniem. Jednak te opcje technologiczne są często nieekonomiczne, czasochłonne i odpowiednie dla wąskiego zakresu materiałów.

Znane metody bezpośredniego kształtowania termicznego albo wymagają wysokich kosztów dodatkowych (operacje przygotowawcze, dodatek polimeru pierwotnego, plastyfikatorów, zastosowanie specjalnego sprzętu), albo nie pozwalają na przetwarzanie odpadów o dużej zawartości wypełniaczy, w szczególności tworzyw PCV.

2.4 UTYLIZACJA ODPADÓW TWORZYW STYROPIANOWYCH

Odpady polistyrenu gromadzone są w postaci przestarzałych wyrobów wykonanych z PS i jego kopolimerów (chlebaki, wazony, syrniki, różnego rodzaju naczynia, ruszty, słoje, wieszaki, okładziny, części wyposażenia handlowego, laboratoryjnego itp.), a także w postaci odpadów przemysłowych (technologicznych) PS ogólny cel, wysokoudarowy PS (UPS) i jego kopolimery.

Recykling tworzyw polistyrenowych może przebiegać w następujący sposób:

1. unieszkodliwianie silnie zanieczyszczonych odpadów przemysłowych;
2. utylizacja odpadów technologicznych tworzyw HIPS i ABS metodą wtrysku, wytłaczania i prasowania;
3. utylizacja zużytych produktów;
4. recykling odpadów styropianu (EPS);
5. unieszkodliwianie odpadów zmieszanych.

Silnie zanieczyszczone odpady przemysłowe powstają przy produkcji PS i tworzyw polistyrenowych podczas czyszczenia reaktorów, wytłaczarek i linii produkcyjnych w postaci kawałków o różnych rozmiarach i kształtach. Ze względu na zanieczyszczenie, niejednorodność i niską jakość odpady te są niszczone głównie przez spalanie. Możliwa jest ich utylizacja poprzez zniszczenie, z wykorzystaniem powstałych produktów płynnych jako paliwa.

Możliwość przyłączania grup jonogennych do pierścienia benzenowego polistyrenu umożliwia otrzymywanie na jego bazie wymieniaczy jonowych. Rozpuszczalność polimeru podczas przetwarzania i eksploatacji również się nie zmienia. Dlatego, aby uzyskać mocne mechanicznie wymieniacze jonowe, możliwe jest wykorzystanie odpadów technologicznych i zużytych produktów polistyrenowych, których masa cząsteczkowa jest doprowadzona do wartości wymaganych przez warunki syntezy wymieniaczy jonowych (40 ... 50 tys.) przez zniszczenie termiczne. Późniejsza chlorometylacja otrzymanych produktów prowadzi do powstania związków rozpuszczalnych w wodzie, co wskazuje na możliwość wykorzystania wtórnych surowców polistyrenowych do otrzymania rozpuszczalnych polielektrolitów.

Odpady technologiczne PS (a także oprogramowanie) swoimi właściwościami fizycznymi, mechanicznymi i technologicznymi nie odbiegają od surowców pierwotnych. Odpady te nadają się do recyklingu iw większości

są wykorzystywane w przedsiębiorstwach, w których powstają. Mogą być dodawane do pierwotnego PS lub wykorzystywane jako niezależne surowce do produkcji różnych produktów.

Znaczna ilość odpadów technologicznych (nawet do 50%) powstaje podczas przetwórstwa tworzyw polistyrenowych metodą wtrysku, wytłaczania i formowania próżniowego, których zawrócenie do procesów przetwórstwa technologicznego może znacznie zwiększyć efektywność wykorzystania materiałów polimerowych i stworzyć bezodpadową produkcję w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Tworzywa ABS są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji dużych części samochodowych, w produkcji urządzeń sanitarnych, rur, towarów konsumpcyjnych itp.

W związku ze wzrostem zużycia tworzyw styrenowych rośnie również ilość odpadów, których wykorzystanie jest ekonomicznie i środowiskowo uzasadnione, biorąc pod uwagę wzrost kosztów surowców i spadek ich zasobów. W wielu przypadkach materiały pochodzące z recyklingu można zastąpić materiałami pierwotnymi.

Ustalono, że podczas wielokrotnej obróbki polimeru ABS zachodzą w nim dwa konkurujące ze sobą procesy: z jednej strony częściowe niszczenie makrocząsteczek, z drugiej strony częściowe sieciowanie międzycząsteczkowe, które nasilają się wraz ze wzrostem liczby cykli przetwórczych .

Przy wyborze metody przetwórstwa wytłaczanego ABS wykazano fundamentalną możliwość formowania wyrobów metodą bezpośredniego prasowania, wytłaczania i wtrysku.

Efektywnym etapem technologicznym przetwarzania odpadów ABS jest suszenie polimeru, które umożliwia doprowadzenie w nim wilgoci do poziomu nieprzekraczającego 0,1%. W tym przypadku eliminowane jest powstawanie takich defektów w materiale wynikających z nadmiaru wilgoci, takich jak łuszcząca się powierzchnia, srebrzystość, rozwarstwienie produktów na grubość; Suszenie wstępne poprawia właściwości materiału o 20…40%.

Metoda bezpośredniego prasowania okazuje się jednak nieefektywna, a wytłaczanie polimeru jest utrudnione ze względu na jego dużą lepkość.

Przetwarzanie odpadów technologicznych polimeru ABS metodą wtrysku wydaje się obiecujące. W takim przypadku, aby poprawić płynność polimeru, konieczne jest wprowadzenie dodatków technologicznych. Dodatek do polimeru ułatwia obróbkę polimeru ABS, gdyż prowadzi do zwiększenia ruchliwości makrocząsteczek, elastyczności polimeru oraz zmniejszenia jego lepkości.

Produkty otrzymane tą metodą nie ustępują produktom z polimeru pierwotnego pod względem wskaźników wydajności, a czasem nawet je przewyższają.

Wadliwe i zużyte produkty można utylizować poprzez rozdrabnianie, a następnie formowanie powstałego miękiszu w mieszaninie z materiałami pierwotnymi lub jako samodzielny surowiec.

Znacznie trudniejsza sytuacja występuje w zakresie recyklingu zużytych wyrobów PS, w tym spienionych tworzyw sztucznych. Za granicą głównymi sposobami ich unieszkodliwiania są piroliza, spalanie, foto- lub biodegradacja oraz zakopywanie. Zamortyzowane produkty na cele kulturalne i społeczne, a także przemysł polimerowy, budowlany, materiałów termoizolacyjnych i inne, mogą zostać poddane recyklingowi na produkty. Dotyczy to głównie wyrobów wykonanych z odpornego na uderzenia PS.

Blok PS musi być połączony z PS odpornym na uderzenia (stosunek 70:30), zmodyfikowany w inny sposób lub poddany recyklingowi z jego kopolimerem z akrylonitrylem, metakrylanem metylu (MS) lub terpolimerami z MS i akrylonitrylem (MSN) przed ponownym przetworzeniem. Kopolimery MC i MCH charakteryzują się wyższą odpornością na starzenie atmosferyczne (w porównaniu z kompozycjami udaroodpornymi), co ma duże znaczenie w dalszym przetwarzaniu. Wtórny PS można dodać do PE.

W celu przetworzenia odpadowych folii polistyrenowych na wtórne surowce polimerowe poddaje się je aglomeracji w aglomeratorach obrotowych. Niska udarność PS powoduje szybkie szlifowanie (w porównaniu z innymi tworzywami termoplastycznymi). Jednak wysoka zdolność adhezyjna PS prowadzi, po pierwsze, do sklejania się cząstek materiału i tworzenia się dużych agregatów, zanim (80°C) materiał stanie się plastyczny (130°C), a po drugie, do adhezji materiał do sprzęt do przetwarzania. To sprawia, że ​​PS jest znacznie trudniejszy do aglomeracji niż PE, PP i PVC.

Odpady PPS można rozpuścić w styrenie, a następnie spolimeryzować w mieszaninie zawierającej pokruszoną gumę i inne dodatki. Otrzymane w ten sposób kopolimery charakteryzują się odpowiednio wysoką udarnością.

Obecnie przed przemysł przetwórczy istnieje problem recyklingu zmieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. Technologia przetwarzania odpadów zmieszanych obejmuje sortowanie, rozdrabnianie, mycie, suszenie i homogenizację. Recykling PS uzyskany ze zmieszanych odpadów ma wysokie właściwości fizyczne i mechaniczne, może być dodawany do asfaltu i bitumu w stanie stopionym. Jednocześnie ich koszt jest zmniejszony, a charakterystyka wytrzymałościowa wzrasta o około 20%.

Aby poprawić jakość surowców polistyrenowych pochodzących z recyklingu, jest on modyfikowany. W tym celu konieczne jest zbadanie jego właściwości w procesie starzenia termicznego i eksploatacji. Starzenie się tworzyw PS ma swoją specyfikę, co wyraźnie widać zwłaszcza w przypadku materiałów udaroodpornych, które oprócz PS zawierają gumy.

Podczas obróbki cieplnej materiałów PS (w temperaturze 100–200°C) jego utlenianie przebiega poprzez tworzenie grup wodoronadtlenkowych, których stężenie gwałtownie wzrasta w początkowej fazie utleniania, a następnie tworzą się grupy karbonylowe i hydroksylowe.

Grupy wodoronadtlenkowe inicjują procesy fotoutleniania, które zachodzą podczas eksploatacji wyrobów wykonanych z PS pod wpływem promieniowania słonecznego. Fotodegradację inicjują również grupy nienasycone zawarte w kauczuku. Konsekwencją łącznego działania grup wodoronadtlenkowych i nienasyconych we wczesnych stadiach utleniania oraz grup karbonylowych w późniejszych etapach jest mniejsza odporność na degradację fotooksydacyjną produktów PS w porównaniu z PO. Obecność wiązań nienasyconych w kauczukowym składniku HIPS podczas jego ogrzewania prowadzi do autoprzyspieszenia procesu degradacji.

Podczas fotostarzenia PS modyfikowanego kauczukiem zrywanie łańcucha przeważa nad tworzeniem wiązań poprzecznych, zwłaszcza przy dużej zawartości wiązań podwójnych, co ma istotny wpływ na morfologię polimeru, jego właściwości fizyko-mechaniczne i reologiczne.

Wszystkie te czynniki należy wziąć pod uwagę podczas recyklingu produktów PS i HIPS.

2.5 RECYKLING ODPADOWYCH POLIAMIDÓW

Wśród stałych odpadów polimerowych znaczące miejsce zajmują odpady poliamidowe powstające głównie podczas produkcji i przetwarzania wyrobów włóknistych (nylon i anid) oraz wyroby przestarzałe. Ilość odpadów w produkcji i przetwarzaniu włókien sięga 15% (z czego w produkcji - 11 ... 13%). Ponieważ PA jest drogim materiałem o wielu cennych właściwościach chemicznych i fizyko-mechanicznych, szczególne znaczenie ma racjonalne zagospodarowanie jego odpadów.

Różnorodność rodzajów PA wtórnych wymaga stworzenia specjalnych metod przetwarzania, a jednocześnie otwiera szerokie możliwości ich selekcji.

Odpady PA-6,6 charakteryzują się najbardziej stabilnymi wskaźnikami, co jest warunkiem koniecznym do stworzenia uniwersalnych metod ich przetwarzania. Szereg odpadów (sznurek gumowany, skrawki, zużyte wyroby pończosznicze) zawiera składniki niepoliamidowe i wymaga specjalnego podejścia do przetwarzania. Zużyte produkty są zanieczyszczone, a ilość i skład zanieczyszczeń określają warunki eksploatacji produktów, organizacja ich odbioru, przechowywania i transportu.

Główne obszary przetwarzania i wykorzystania odpadów PA to rozdrabnianie, termoformowanie w stanie stopionym, depolimeryzacja, wytrącanie z roztworu, różne metody modyfikacje i obróbkę tekstyliów w celu uzyskania materiałów o strukturze włóknistej. O możliwości, celowości i efektywności wykorzystania niektórych odpadów decydują przede wszystkim ich właściwości fizyczne i chemiczne.

Ogromne znaczenie ma masa cząsteczkowa odpadów, która wpływa na wytrzymałość materiałów i produktów pochodzących z recyklingu, a także właściwości technologiczne przetworzonego PA. Zawartość związków niskocząsteczkowych w PA-6 ma istotny wpływ na wytrzymałość, stabilność termiczną oraz warunki przetwórstwa. Najbardziej stabilny termicznie w warunkach przetwarzania jest PA-6.6.

Aby wybrać metody i tryby przetwarzania, a także kierunki wykorzystania odpadów, ważne jest zbadanie termicznego zachowania wtórnego PA. W tym przypadku istotną rolę mogą odgrywać cechy strukturalne i chemiczne materiału oraz jego prehistoria.

2.5.1 Metody unieszkodliwiania odpadów PA

Istniejące metody przetwarzania odpadów PA można podzielić na dwie główne grupy: mechaniczne, niezwiązane z przemianami chemicznymi oraz fizykochemiczne. Metody mechaniczne obejmują rozdrabnianie oraz różne techniki i metody stosowane w przemyśle włókienniczym w celu uzyskania produktów o strukturze włóknistej.

Wlewki, taśma pozagatunkowa, odpady odlewnicze, częściowo rozciągnięte i niewyciągnięte włókna mogą być poddane obróbce mechanicznej.

Rozdrabnianie to nie tylko operacja towarzysząca większości procesów technologicznych, ale także samodzielna metoda przetwarzania odpadów. Szlifowanie pozwala uzyskać materiały sypkie i wióry do formowania wtryskowego z wlewków, pasków, szczeciny. Charakterystyczne jest, że podczas mielenia właściwości fizykochemiczne surowca praktycznie się nie zmieniają. Do uzyskania produktów sproszkowanych stosuje się w szczególności procesy rozdrabniania kriogenicznego.

Włókna odpadowe i szczeciny są wykorzystywane do produkcji żyłek wędkarskich, myjek, torebek itp., jednak wymaga to znacznych nakładów pracy fizycznej.

Spośród mechanicznych metod przetwarzania odpadów najbardziej obiecujące i szeroko stosowane jest wytwarzanie materiałów włókninowych, wykładzin podłogowych oraz materiałów ciętych. Szczególnie cenne dla tych celów są odpadowe włókna poliamidowe, które łatwo poddają się obróbce i barwieniu.

Fizyko-chemiczne metody przetwarzania odpadów PA można podzielić na:

1. depolimeryzacja odpadów w celu uzyskania monomerów nadających się do produkcji włókien i oligomerów z późniejszym wykorzystaniem ich do produkcji klejów, lakierów i innych wyrobów;
2. przetapianie odpadów w celu uzyskania granulatu, aglomeratu i wyrobów metodą wytłaczania i wtrysku;
3. wytrącanie z roztworów w celu uzyskania proszków do powlekania;
4. otrzymywanie materiałów kompozytowych;
5. modyfikacja chemiczna do produkcji materiałów o nowych właściwościach (otrzymywanie lakierów, klejów itp.).

Depolimeryzacja jest szeroko stosowana w przemyśle do uzyskiwania wysokiej jakości monomerów z niezanieczyszczonych odpadów procesowych.

Depolimeryzację prowadzi się w obecności katalizatorów, którymi mogą być związki obojętne, zasadowe lub kwasowe.

Metoda wielokrotnego topienia odpadów PA, która jest prowadzona głównie w aparatach pionowych przez 2-3 godziny oraz w wytłaczarkach, stała się powszechna w kraju i za granicą. Przy przedłużonej ekspozycji termicznej specyficzna lepkość Roztwór PA-6 w kwasie siarkowym zmniejsza się o 0,4...0,7%, a zawartość związków małocząsteczkowych wzrasta z 1,5 do 5–6%. Topienie w parze przegrzanej, nawilżanie i topienie w próżni poprawiają właściwości regenerowanego polimeru, ale nie rozwiązują problemu uzyskania produktów o odpowiednio dużej masie cząsteczkowej.

W procesie przetwarzania przez wytłaczanie PA utlenia się znacznie mniej niż podczas długotrwałego topienia, co przyczynia się do zachowania wysokich właściwości fizycznych i mechanicznych materiału. Zwiększenie zawartości wilgoci w surowcu (w celu zmniejszenia stopnia utlenienia) prowadzi do pewnego zniszczenia PA.

Otrzymywanie proszków z odpadów PA metodą wytrącania z roztworów jest metodą oczyszczania polimerów, uzyskiwania ich w postaci dogodnej do dalszego przetwarzania. Proszki mogą być stosowane np. do mycia naczyń, jako składnik kosmetyki itd.

Powszechnie stosowaną metodą regulacji właściwości mechanicznych PA jest wypełnianie ich materiałami włóknistymi (włókno szklane, włókno azbestowe itp.).

Przykładem wysoce efektywnego wykorzystania odpadów PA jest stworzenie na ich bazie materiału ATM-2, który charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, odpornością na ścieranie i stabilnością wymiarową.

Obiecującym kierunkiem poprawy właściwości fizycznych, mechanicznych i użytkowych wyrobów z recyklingowanego PCA jest fizyczna modyfikacja wyprasek poprzez objętościową obróbkę powierzchni. Obróbka objętościowo-powierzchniowa próbek z recyklingowanego PCA wypełnionego kaolinem i uplastycznionego zmiękczaczem łupków w podgrzanej glicerynie prowadzi do wzrostu udarności o 18%, naprężenia niszczącego przy zginaniu o 42,5%, co można wytłumaczyć powstawaniem bardziej doskonała struktura materiału i usuwanie naprężeń szczątkowych.

2.5.2 Procesy recyklingu odpadów PA

Główne procesy stosowane do odzyskiwania surowców polimerowych pochodzących z recyklingu z odpadów PA to:

1. regeneracja PA poprzez wytłaczanie zużytych materiałów siatkowych nylonowych i odpadów technologicznych do uzyskania produktów ziarnistych nadających się do przetworzenia na wyroby metodą wtrysku;
2. regeneracja PA ze zużytych produktów i odpadów technologicznych nylonu zawierających włókniste zanieczyszczenia (nie poliamidy) poprzez rozpuszczenie, przefiltrowanie roztworu i późniejsze wytrącenie PA w postaci produktu proszkowego.

Procesy technologiczne Przetwarzanie zużytych produktów różni się od przetwarzania odpadów technologicznych obecnością wstępnego etapu przygotowania, który obejmuje demontaż surowców, ich mycie, mycie, wyciskanie i suszenie surowców wtórnych. Wstępnie przygotowane zużyte produkty i odpady technologiczne kierowane są do rozdrabniania, po czym trafiają do ekstrudera w celu granulacji.

Recyklingowe włókniste surowce poliamidowe zawierające materiały niepoliamidowe są przetwarzane w reaktorze w temperaturze pokojowej roztwór wodny kwasu solnego, przesączono w celu usunięcia wtrąceń innych niż poliamid. Sproszkowany poliamid wytrąca się wodnym roztworem metanolu. Wytrącony produkt rozdrabnia się, a otrzymany proszek dysperguje.

Obecnie w naszym kraju odpady technologiczne powstające przy produkcji włókna nylonowego są dość skutecznie wykorzystywane do produkcji włóknin, wykładzin podłogowych oraz granulatów do odlewania i wytłaczania. Główną przyczyną niedostatecznego wykorzystania nieudanych produktów PA ze źródeł kompaktowych jest brak wysokowydajnych urządzeń do ich pierwotnego przetwarzania i przetwarzania.

Opracowanie i przemysłowe wdrożenie procesów przetwarzania zużytych wyrobów z włókna nylonowego (wyroby pończosznicze, materiały siatkowe itp.) na surowce wtórne pozwoli na zaoszczędzenie znacznych ilości surowców i skierowanie ich do najbardziej efektywnych obszarów zastosowań.

2.6 RECYKLING ODPADÓW Z TEREFTALANU POLIETYLENU

Recykling włókien lavsan i zużytych produktów PET jest podobny do recyklingu odpadów poliamidowych, dlatego w tej sekcji rozważymy recykling butelek PET.

Według niektórych szacunków przez ponad 10 lat masowej konsumpcji w Rosji napojów w opakowaniach PET na składowiskach zgromadziło się ponad 2 mln ton zużytych plastikowych pojemników, które są cennymi surowcami chemicznymi.

Gwałtowny wzrost produkcji preform do butelek, wzrost światowych cen ropy naftowej i odpowiednio pierwotnego PET wpłynęły na aktywne tworzenie się w Rosji w 2000 r. rynku przetwórstwa zużytych butelek PET.

Istnieje kilka metod recyklingu zużytych butelek. Jedną z ciekawych metod jest głęboka obróbka chemiczna recyklingowanego PET z produkcją tereftalanu dimetylu w procesie metanolizy lub kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego w szeregu procesów hydrolitycznych. Jednak takie metody przetwarzania mają istotną wadę - wysoki koszt procesu depolimeryzacji. Dlatego obecnie coraz częściej stosuje się dość dobrze znane i rozpowszechnione mechanochemiczne metody przetwórcze, podczas których ze stopionego polimeru formowane są produkty końcowe. Opracowano znaczącą gamę asortymentową produktów otrzymywanych z recyklingowanego butelkowanego politereftalanu etylenu. Główną produkcją na dużą skalę jest produkcja włókien lavsan (głównie staplowych), produkcja syntetycznych winterizerów i materiałów włókninowych. Duży segment rynku zajmuje wytłaczanie arkuszy do termoformowania na ekstruderach z głowicami arkuszowymi, wreszcie za najbardziej obiecującą metodę przetwórczą powszechnie uznaje się otrzymywanie granulatu nadającego się do kontaktu z żywnością, tj. pozyskiwania materiału do ponownego odlewania preform.

Półprodukt butelki może być wykorzystany do celów technicznych: w procesie przetwarzania na produkty PET z recyklingu może zostać dodany do materiału pierwotnego; mieszanie – przetworzony PET można łączyć z innymi tworzywami sztucznymi (np. poliwęglanem, WPE) i wypełniać włóknami w celu wytworzenia części technicznych; otrzymywanie barwników (superkoncentratów) do produkcji kolorowych wyrobów z tworzyw sztucznych.

Również oczyszczone płatki PET mogą być bezpośrednio wykorzystane do produkcji szerokiej gamy produktów: włókien tekstylnych; wypełnienie i włókna cięte - winterizer syntetyczny (ocieplenie kurtek zimowych, śpiworów itp.); materiały dachowe; folie i arkusze (malowane, metalizowane); opakowania (pudełka na jajka i owoce, opakowania na zabawki, artykuły sportowe itp.); formowane produkty konstrukcyjne dla przemysłu motoryzacyjnego; części oświetlenia i sprzętu AGD itp.

W każdym razie surowcem do depolimeryzacji lub przetwarzania na produkty nie są odpady butelkowe, które mogłyby leżeć przez jakiś czas na wysypisku, a które są bezkształtnymi, mocno zanieczyszczonymi przedmiotami, ale czyste płatki PET.

Rozważ proces recyklingu butelek na czyste plastikowe płatki.

Jeśli to możliwe, butelki powinny być już zebrane w posortowanej formie, bez mieszania z innymi tworzywami sztucznymi i zanieczyszczającymi przedmiotami. Optymalnym przedmiotem recyklingu jest sprasowana bela bezbarwnych butelek PET (kolorowe butelki należy sortować i przetwarzać osobno). Butelki należy przechowywać w suchym miejscu. Plastikowe torby z butelkami PET luzem są opróżniane do leja załadowczego. Następnie butelki trafiają do podajnika. Podajnik bel służy zarówno jako zasobnik z równomiernym systemem podawania, jak i jako łamacz bel. Przenośnik umieszczony na dnie leja samowyładowczego przesuwa belę do trzech obracających się ślimaków, które rozbijają aglomeraty na pojedyncze butelki i podają je na przenośnik wyładowczy. Tutaj konieczne jest oddzielenie butelek wykonanych z kolorowego i niebarwionego PET, a także usunięcie ciał obcych, takich jak guma, szkło, papier, metal i inne rodzaje tworzyw sztucznych.

W kruszarce jednowirnikowej wyposażonej w popychacz hydrauliczny butelki PET są kruszone, tworząc duże frakcje o wielkości do 40 mm.

Rozdrobniony materiał przechodzi przez pionowy klasyfikator powietrzny. Ciężkie cząstki (PET) spadają pod prąd powietrza na wibrujący ekran separatora. Lekkie cząsteczki (etykiety, folia, kurz itp.) są wydmuchiwane przez strumień powietrza i gromadzone w specjalnym odpylaczu pod cyklonem. Na sicie wibracyjnym separatora cząstki rozdzielane są na dwie frakcje: duże cząstki PET „przepływają” przez sito, a cząstki drobne (głównie ciężkie frakcje zanieczyszczeń) przechodzą wewnątrz sita i gromadzą się w pojemnikach pod separatorem.

Zbiornik flotacyjny służy do oddzielania materiałów o różnych gęstościach względnych. Cząsteczki PET opadają na pochyłe dno, a ślimak w sposób ciągły wyładowuje PET na sito oddzielające wodę.

Sito służy zarówno do oddzielania wody pompowanej wraz z PET z flotatora jak i do oddzielania drobnych frakcji zanieczyszczeń.

Wstępnie rozdrobniony materiał jest skutecznie myty w nachylonym dwustopniowym obrotowym bębnie z perforowanymi ścianami.

Suszenie płatków odbywa się w obrotowym bębnie wykonanym z blachy perforowanej. Materiał jest obracany w prądach gorącego powietrza. Powietrze jest ogrzewane grzałkami elektrycznymi.

Następnie płatki trafiają do drugiej kruszarki. Na tym etapie duże cząstki PET są mielone na płatki o wielkości około 10 mm. Należy zauważyć, że idea przetwarzania polega na tym, że materiał nie jest rozdrabniany na płatki produktu handlowego w pierwszym etapie mielenia. Ten proces pozwala uniknąć strat materiału w systemie, zapewnia optymalną separację etykiet, poprawia wydajność czyszczenia i zmniejsza zużycie noży w drugiej kruszarce, ponieważ szkło, piasek i inne materiały ścierne są usuwane przed etapem wtórnego mielenia.

Końcowy proces jest podobny do procesu klasyfikacji powietrza pierwotnego. Resztki etykiet i pył PET są usuwane wraz z przepływem powietrza. Produkt finalny - czyste płatki PET - rozsypywany jest do beczek.

W ten sposób możliwe jest rozwiązanie poważnego problemu recyklingu plastikowych pojemników z recyklingu z odbiorem produktu.

Obiecującym sposobem recyklingu PET jest produkcja butelek z butelek.

Główne etapy klasycznego procesu recyklingu dla realizacji schematu „od butelki do butelki” to: zbiórka i sortowanie surowców wtórnych; pakowanie surowców wtórnych; szlifowanie i mycie; separacja kruszonego kamienia; wytłaczanie w celu uzyskania granulatu; przetwarzanie granulatu w aparacie ślimakowym w celu zwiększenia lepkości produktu oraz zapewnienia sterylizacji produktu do bezpośredniego kontaktu z żywnością. Ale do wdrożenia tego procesu wymagane są poważne inwestycje kapitałowe, ponieważ nie można przeprowadzić tego procesu na standardowym sprzęcie.

2.7 PALENIE

Wskazane jest spalanie tylko niektórych rodzajów tworzyw sztucznych, które utraciły swoje właściwości w celu uzyskania energii cieplnej. Na przykład elektrociepłownia w Wolvergemton (Wielka Brytania) po raz pierwszy na świecie pracuje nie na gazie czy oleju opałowym, ale na starych opony samochodowe. Brytyjskie Biuro ds. Recyklingu Paliw Niekopalnych pomogło w realizacji tego wyjątkowego projektu, który zaopatruje w energię elektryczną 25 000 budynków mieszkalnych.

Spalaniu niektórych rodzajów polimerów towarzyszy powstawanie toksycznych gazów : chlorowodór, tlenki azotu, amoniak, związki cyjankowe itp., co powoduje konieczność podjęcia działań w celu ochrony powietrza atmosferycznego. Ponadto efektywność ekonomiczna tego procesu jest najniższa w porównaniu z innymi procesami recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych. Niemniej jednak względna prostota organizacji spalania decyduje o jego dość powszechnym zastosowaniu w praktyce.

2.8 RECYKLING ODPADÓW RTI

Według najnowszych statystyk w Europie Zachodniej rocznie produkuje się około 2 milionów ton zużytych opon, w Rosji około 1 miliona ton opon i tyle samo starej gumy wytwarzają techniczne wyroby gumowe (RTI). Fabryki opon i wyrobów gumowych wytwarzają wiele odpadów, z których duża część nie jest ponownie wykorzystywana, takich jak zużyte membrany butylowe z fabryk opon, odpady etylenu, propylenu itp.

Ze względu na dużą ilość starej gumy spalanie nadal zajmuje dominującą pozycję w recyklingu, podczas gdy recykling materiałów nadal stanowi niewielki udział, pomimo znaczenia tego konkretnego recyklingu dla poprawy środowiska i ochrony surowców. Recykling materiałowy nie był powszechnie stosowany ze względu na duże zużycie energii oraz wysokie koszty pozyskiwania drobnych proszków gumowych i surowców wtórnych.

Bez regulacji ekonomicznych ze strony państwa recykling opon pozostaje nieopłacalny. W Federacja Rosyjska nie ma systemu zbierania, składowania i recyklingu zużytych opon i wyrobów gumowych. Nie zostały wypracowane metody prawnej i ekonomicznej regulacji oraz stymulowania rozwiązywania tego problemu. W większości zużyte opony gromadzą się na parkingach lub są wywożone do lasów i kamieniołomów. Obecnie duże ilości produkowanych rocznie zużytych opon stanowią duży problem środowiskowy dla wszystkich regionów kraju.

Jak pokazuje praktyka, rozwiązanie tego problemu na poziomie regionalnym jest bardzo trudne. W Rosji należy opracować i wdrożyć federalny program utylizacji opon i wyrobów gumowych. Program powinien określać prawne i ekonomiczne mechanizmy zapewniające przemieszczanie zużytych opon zgodnie z proponowanym schematem.

Jako ekonomiczny mechanizm funkcjonowania systemu recyklingu opon w naszym kraju dyskutowane są dwa podstawowe podejścia:

1. recykling opon jest opłacany bezpośrednio przez ich właściciela – „zanieczyszczający płaci”;
2. za recykling opon płaci producent lub importer opon – „producent płaci”.

Zasada „zanieczyszczający płaci” jest częściowo realizowana w takich regionach jak Tatarstan, Moskwa, Sankt Petersburg itp. Realistycznie oceniając poziom ekologicznego i gospodarczego nihilizmu naszych współobywateli, można uznać skuteczne stosowanie zasady „zanieczyszczający płaci” nie obiecujący.

Najlepsze dla naszego kraju byłoby wprowadzenie zasady „producent płaci”. Zasada ta sprawdza się z powodzeniem w krajach skandynawskich. Na przykład jego zastosowanie w Finlandii umożliwia recykling ponad 90% opon.

2.8.1 Zgniatanie zużytych opon i dętek

Początkowy etap pozyskiwania regeneruje się poprzez istniejące metody przemysłowe ze zużytych wyrobów gumowych (opony, komory itp.) - ich szlifowanie.

Rozdrabnianiu gumy opon towarzyszy pewna destrukcja sieci wulkanizacyjnej gumy, której wartość, oszacowana na podstawie zmiany stopnia pęcznienia równowagowego, ceteris paribus, jest tym większa, im mniejszy jest rozmiar cząstek powstałej okruchy gumy. Ekstrakt chloroformowy z kauczuku zmienia się w tym przypadku bardzo mało. Równocześnie dochodzi do niszczenia struktur węglowych. Zgniataniu kauczuków zawierających sadzę aktywną towarzyszy destrukcja struktur łańcuchowych wzdłuż wiązań węgiel-węgiel; w przypadku sadzy niskoaktywnej (termicznej) liczba styków między cząstkami węgla nieco wzrasta. Generalnie zmiany sieci wulkanizacyjnej i struktury węglowej kauczuków podczas kruszenia powinny, jak w przypadku każdego procesu mechanochemicznego, zależeć od rodzaju polimeru, rodzaju i ilości napełniacza zawartego w kauczuku, charakteru usieciowania oraz gęstość sieci wulkanizacyjnej, temperaturę procesu, a także stopień rozdrobnienia gumy oraz rodzaj zastosowanego sprzętu. Wielkość cząstek powstałej okruchy gumy jest określona metodą dewulkanizacji gumy, rodzajem pokruszonej gumy oraz wymaganiami jakościowymi stawianymi produktowi końcowemu – regeneratowi.

Im mniejszy rozmiar miękiszu, tym szybciej i bardziej równomiernie rozkłada się materiał, zmniejsza się zawartość niedostatecznie zdewulkanizowanej cząstki gumy („kaszy”) w dewulkanizacie i w efekcie uzyskuje się bardziej jednorodną jakość regeneratu, ilość odpadów rafineryjnych i zwiększenie wydajności urządzeń rafineryjnych. Jednak wraz ze zmniejszaniem się wielkości cząstek okruchów gumy wzrasta koszt jej produkcji.

W związku z tym, przy obecnie istniejących sposobach wytwarzania okruchów gumowych, wykorzystanie okruchów gumowych opon o wielkości cząstek 0,5 mm lub mniejszej do otrzymywania regeneratu gumowego jest z reguły niewykonalne ekonomicznie. Ponieważ zużyte opony wraz z gumą zawierają inne materiały - tekstylia i metal, podczas zgniatania opon materiały te są jednocześnie usuwane z gumy. Jeżeli obecność metalu w okruchach gumowych jest niedopuszczalna, to ewentualna zawartość w nich pozostałości włókienniczych zależy od późniejszej metody dewulkanizacji okruchów gumowych oraz rodzaju tekstyliów.

Do rozdrabniania zużytych wyrobów gumowych najczęściej stosuje się młyny walcowe (w Federacji Rosyjskiej, Polsce, Anglii, USA) i tarczowe (w Niemczech, na Węgrzech, w Czechach). Korzystają również z kruszarek udarowych (młotowych), szlifierek obrotowych np. instalacje Novorotor. Gumę rozdrabnia się również metodą wytłaczania, polegającą na niszczeniu gumy w warunkach wszechstronnego ściskania i ścinania.

Zaproponowano urządzenie, w którym materiał przeznaczony do rozdrabniania przechodzi pomiędzy wirnikiem a ścianką obudowy. Efekt szlifowania jest wzmacniany poprzez zmianę wielkości i kształtu szczeliny pomiędzy rotorem a ścianką obudowy podczas obrotu rotora. Porównanie szeregu istniejących schematów rozdrabniania zużytych opon wykazało, że pod względem wydajności sprzętu, energii i pracochłonności procesu, schemat oparty na zastosowaniu walców ma lepsze wskaźniki niż na zastosowaniu młynów tarczowych lub obrotowego maszyna.

Istniejąca w krajowych zakładach recyklingowych technologia szlifowania zużytych opon umożliwia uzyskanie okruchów gumowych z opon z kordem tekstylnym.

Fragmenty tutorialu

„Utylizacja i recykling materiałów polimerowych”

Klinkow A.S., Belyaev P.S., Sokolov M.V.

Dostarczone przez INVENTRA, członka Grupy CREON, która zorganizowała to wydarzenie, które zgromadziło czołowych przedstawicieli branży w stolicy Rosji 17 lutego.

Recykling polimerów, który jest tak rozwinięty w krajach europejskich, w Rosji jest wciąż w powijakach: nie ustanowiono selektywnej zbiórki odpadów, baza normatywna brakuje, nie ma infrastruktury, tak jak nie ma świadomości większości społeczeństwa. Rynkowi gracze patrzą jednak w przyszłość z optymizmem, pokładając nadzieje w Roku Ekologii, który został ogłoszony w kraju w 2017 roku dekretem prezydenta.

Trzeci Międzynarodowa Konferencja „Recykling Polimerów 2017”, zorganizowana przez firmę INVENTRA, odbyła się 17 lutego w Moskwie. Partnerami wydarzenia byli Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema i Moretto; wsparcie zapewniły firmy Nordson, DAK Americas i PETplanet. Sponsorem informacyjnym konferencji jest magazyn Polymer Materials.

„Teraz sytuacja nie jest porywająca, ale jej poprawa jest kwestią czasu” – powiedział w przemówieniu powitalnym Dyrektor Zarządzający Grupy CREON. Siergiej Stolyarow. – Przy wysokich cenach surowców pierwotnych będzie rósł popyt na polimery pochodzące z recyklingu i produkty z nich wytwarzane. Jednocześnie pojawienie się krajowych surowców spowoduje przesunięcie struktury zużycia pierwotnego w kierunku włókien i folii. Pod tym względem zastosowanie polimerów wtórnych staje się szczególnie obiecujące”.

Według konsultanta PCI, Wooda Mackenzie, na koniec 2016 roku światowa zbiórka PET do recyklingu wyniosła 11,2 mln ton Helen McGee. Główny udział przypadł na kraje Azji – 55%, w Europie Zachodniej zebrano 17% światowego wolumenu, w USA – 13%. Według prognozy eksperta do 2020 roku zbiórka PET do recyklingu przekroczy 14 mln ton, aw ujęciu procentowym poziom zbiórki sięgnie 56% (obecnie 53%). Główny wzrost spodziewany jest kosztem krajów azjatyckich, w szczególności Chin.

W tej chwili najwyższy poziom zbierania obserwuje się w Chinach, wynosi on 80%, a inne kraje azjatyckie osiągnęły mniej więcej ten sam poziom.

Jak poinformowała pani McGee, z PET zebranego w 2016 r. (a to, jak pamiętamy, 11,2 mln t) straty produkcyjne wyniosły odpowiednio 2,1 mln t, uzyskano 9,1 mln t płatków.Głównym kierunkiem dalszego przetwarzania są włókna i nici (66 %).

Do 2025 r. 60% odpadów z gospodarstw domowych w Europie będzie poddawanych recyklingowi, w 2030 r. liczba ta wzrośnie do 65%. Takie zmiany są planowane w Ramowej Dyrektywie Odpadowej – powiedział Kasparsa Fogelmanisa, Prezes Zarządu Nordic Plast. Teraz poziom recyklingu jest znacznie niższy - na przykład na Łotwie to tylko 21%, średnio w Europie - 44%.

Jednocześnie ilość opakowań z tworzyw sztucznych produkowanych w krajach bałtyckich rośnie z roku na rok, a najczęstszymi polimerami nadającymi się do recyklingu są folia LDPE, HDPE i PP.

W Rosji w 2016 r. zużycie PET z recyklingu (rePET) wyniosło około 177 tys. ton, z czego 90% przypadło na zbiórkę krajową. Jak donosi Konstanty Rzejew, Prezesa Zarządu Grupy EcoTechnologies, prawie 100% importu stanowiły płatki PET do produkcji włókna poliestrowego. Największymi dostawcami są Ukraina (ponad 60%), a także Kazachstan, Białoruś, Azerbejdżan, Litwa i Tadżykistan.

Konstantin Rzajew zauważył, że w ubiegłym roku wskaźnik poboru po raz pierwszy przekroczył 25%, co pozwala mówić o powstaniu w Rosji pełnoprawnego przemysłu, który już jest interesujący dla inwestycji. Obecnie głównym konsumentem (62% całkowitego wolumenu) i czynnikiem kształtującym ceny jest nadal segment włókna PET pochodzącego z recyklingu. Jednak zmiany w ustawodawstwie i tendencja do priorytetowego wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu w ramach strategii zrównoważonego rozwoju międzynarodowych firm produkcyjnych (MNC) stwarzają podatny grunt dla rozwoju innego kluczowego segmentu konsumpcji rePET - od butelki do butelki.

W minionym roku nie było nowych wielkoseryjnych produkcji zużywających rePET, ale jego zastosowanie w segmencie arkuszy sukcesywnie rośnie.

Jednak już w 2017 roku planowane jest otwarcie nowych zakładów produkcyjnych recyklingowanego włókna PET oraz rozbudowa istniejących, co wraz z kursem rubla będzie głównym czynnikiem wpływającym na równowagę rynkową i ceny rePET.

Istnieje jednak wiele innych obszarów, wciąż niezagospodarowanych, ale całkiem obiecujących, w których PET z recyklingu jest również poszukiwany. Jak powiedział honorowy prezes ARPET Wiktor Kernicki, są to nici do tkanin meblowych, tapicerki samochodowej oraz różnego rodzaju geosyntetyki, materiały spienione do izolacji cieplnej i akustycznej, materiały sorpcyjne do oczyszczania ścieków, a także bitumiczne włókna wzmacniające do budowy dróg.

Zdaniem eksperta pojawia się wiele nowych technologii przetwórczych i zastosowań, a celem polityki państwa nie powinno być ograniczanie wykorzystania PET, ale zbieranie i racjonalne wykorzystanie jego odpadów.

Temat był kontynuowany Ljubow Mełaniewskaja, Dyrektor Wykonawczy Stowarzyszenia RusPEC, który opowiedział o pierwszych efektach wprowadzenia Rozszerzonej Odpowiedzialności Producenta (EPR) w Rosji. Weszła w życie w 2016 roku, jej celem jest stworzenie stałego, wypłacalnego i rosnącego zapotrzebowania na recykling odpadów produktowych i opakowaniowych. Po roku można już wyciągnąć pewne wnioski, z których głównym jest to, że istnieje szereg problemów, przez które mechanizm wdrażania RPR często po prostu nie działa. Jak powiedziała na konferencji pani Melanevskaya, istnieje potrzeba zmiany i uzupełnienia istniejącego rozporządzenia. W szczególności przy zgłaszaniu towarów, w tym opakowań, producenci napotykali na rozbieżność między kodami opakowań towarów a kodami określonymi w przyjętych aktach prawnych, w wyniku czego wielu producentów i importerów nie mogło składać deklaracji, ponieważ. nie znalazły się w regulaminie. Rozwiązaniem było odrzucenie kodów i propozycja przejścia na identyfikację opakowań po materiałach.

W przyszłości, zdaniem RusPEC, konieczne jest przyjęcie jednolitej terminologii end-to-end dla wszystkich elementów RPR oraz ustalenie jednoznacznych, zrozumiałych i przejrzystych warunków zawierania umów z operatorami gospodarki odpadami. Ogólnie rzecz biorąc, stowarzyszenie popiera ustawę o EPR jako niezbędną i pozytywną dla branży.

Przy wprowadzaniu i upowszechnianiu recyklingu PET w kraju duże znaczenie ma dostępność nowoczesnych technologii (z reguły dostarczają je firmy zagraniczne). Tak więc Polymetrix oferuje nowoczesne rozwiązania do recyklingu PET, w szczególności technologii SSP do recyklingu politereftalanu etylenu butelkowanego do żywności. Obecnie na świecie jest 21 takich linii – powiedział Danił Poliakow, Menedżer sprzedaży regionalnej. Technologia polega na przetwarzaniu butelek na pellet do pojemników na żywność. Pierwszym etapem jest mycie, podczas którego całkowicie usuwane są włókna papieru i zanieczyszczenia powierzchniowe, a także etykiety i klej. Następnie butelki są kruszone na płatki, które są sortowane według koloru. Następnie następuje usuwanie zanieczyszczeń (drewno, metal, guma, kolorowe płatki) do poziomu poniżej 20 ppm.

Według pana Polyakova w procesie wytłaczania można otrzymać różne granulki: cylindryczne lub kuliste, amorficzne lub skrystalizowane.

Viscotec oferuje swoim klientom technologię przetwarzania butelek PET na arkusze – mówi przedstawiciel firmy Gerharda Osbergera. Na przykład reaktory do polikondensacji w fazie stałej viscoSTAR i deCON są przeznaczone do oczyszczania i zwiększania lepkości peletów i płatków PET. Stosowane są za granulatorem, przed urządzeniami do ekstruzji produkcyjnej lub jako samodzielna jednostka.

Linia ViscoSHEET jest w stanie wyprodukować taśmę wykonaną w 100% z PET pochodzącego z recyklingu iw pełni nadającego się do kontaktu z żywnością.

Przedstawiciel firmy Erema Krzysztof Wioss mówił o in-line produkcji plastikowych butelek do żywności z płatków PET. System inline VACUREMA® umożliwia przetwarzanie płatków bezpośrednio na gotowy arkusz do termoformowania, preformę butelki, gotową taśmę opakowaniową lub monofilament.

Podsumowując wyniki konferencji, jej uczestnicy zidentyfikowali główne czynniki hamujące rozwój recyklingu polimerów w Rosji. Główny, który nazwali brakiem dokumentów regulacyjnych:

– Jest jednak jeszcze jeden czynnik, którego nie możemy zignorować, a jest nim świadomość społeczna – mówi dyrektor konferencji. Rafał Grigorian. „Niestety, nasza dzisiejsza mentalność jest taka, że ​​selektywna zbiórka odpadów jest postrzegana bardziej jako rozpieszczanie niż jako norma. I niezależnie od tego, jaki postęp obserwujemy w innych dziedzinach, konieczna jest przede wszystkim zmiana myślenia naszych współobywateli. Bez tego nawet najnowocześniejsza infrastruktura będzie bezużyteczna.”

Takie były wyniki branżowej konferencji „Polymer Recycling 2017”. Szczegółową listę znajdziesz w naszym kalendarium.

Zauważyłeś błąd? Wybierz go i naciśnij Ctrl + Enter

Wywóz, przetwarzanie i unieszkodliwianie odpadów od 1 do 5 klasy zagrożenia

Współpracujemy ze wszystkimi regionami Rosji. Ważna licencja. Pełen komplet dokumentów zamknięcia. Indywidualne podejście do klienta i elastyczna polityka cenowa.

Za pomocą tego formularza możesz zostawić zapytanie o wykonanie usługi, poprosić o ofertę handlową lub uzyskać bezpłatną konsultację od naszych specjalistów.

Wysłać

W Rosji poziom produkcji i zużycia materiałów polimerowych jest stosunkowo niski w porównaniu z innymi rozwiniętymi krajami świata. Recykling polimerów odbywa się tylko w 30% całkowitej objętości materiału. To bardzo mało, biorąc pod uwagę ogólną ilość odpadów tego typu.

Trochę o produktach polimerowych

Prawie połowa wszystkich polimerów znajduje się w opakowaniach. O takim zastosowaniu materiałów polimerowych decyduje nie tylko estetyczny wygląd produktu, ale również bezpieczeństwo produktu w opakowaniu. Odpady polimerowe powstają w znacznych ilościach - około 3,3 mln ton. Liczba ta wzrasta o około 5% rocznie.

Główne rodzaje odpadów polimerowych są reprezentowane przez następujące materiały:

• Materiały polietylenowe - 34%
• PET - 20%
• Papier laminowany - 17%
• PCW - 14%. Polistyren - 8%
• Polipropylen - 7%

Utylizacja głównej objętości plastiku polega na zakopaniu w ziemi lub spaleniu. Jednak takie metody są niedopuszczalne z ekologicznego punktu widzenia. Podczas zakopywania materiałów dochodzi do zatrucia gleby z powodu obecności szkodliwych substancji w kompozycji. Ponadto podczas spalania do atmosfery uwalniane są toksyczne substancje, które następnie oddychają wszystkimi żywymi istotami.

Przetwarzanie materiałów polimerowych z wykorzystaniem nowych technologii rozwija się słabo z następujących powodów:

1. Brak w stanie niezbędnych warunków regulacyjnych i technicznych oraz urządzeń produkcyjnych do tworzenia wysokiej jakości surowców wtórnych. Z tego powodu wtórne surowce polimerowe powstające z odpadów charakteryzują się niską jakością.
2. Powstałe produkty mają niską konkurencyjność.
3. Wysoki koszt recyklingu tworzyw sztucznych – kosztorys tej czynności wykazał, że na przetworzenie potrzeba około 8 razy więcej pieniędzy niż na odpady z gospodarstw domowych.
4. Niski poziom gromadzenia i przetwarzania tego materiału ze względu na brak warunków ekonomicznych i wsparcia legislacyjnego.
5. Brak bazy informacyjnej dotyczącej problematyki recyklingu i osobna kolekcjaśmieci. Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że recykling polimerów jest świetną alternatywą dla ropy naftowej w produkcji.

Klasyfikacja

Istnieją 3 główne rodzaje odpadów polimerowych:

1. Technologiczne - obejmują dwie grupy: usuwalną i nieusuwalną. Pierwszy rodzaj to produkty wadliwe, które następnie są natychmiast przetwarzane na inny produkt. Drugi rodzaj to wszelkiego rodzaju odpady powstające przy produkcji polimerów, są one również eliminowane poprzez przetwarzanie i wytwarzanie nowych wyrobów.
2. Odpady konsumpcyjne – wszelkie śmieci związane z codziennym życiem ludzi, które zazwyczaj są wyrzucane Marnowanie jedzenia. Wprowadzenie zwyczaju zbierania śmieci do osobnych worków, a także wyrzucania ich osobno mogłoby znacznie ułatwić rozwiązanie problemu recyklingu.
3. Przemysłowe odpady konsumpcyjne - tego typu zawierają polimery wtórne nadające się do przetwórstwa ze względu na niski poziom zanieczyszczeń. Należą do nich wszystkie produkty opakowaniowe, torby, opony itp. - wszystko to jest odpisywane z powodu deformacji lub awarii. Są chętnie akceptowane przez przedsiębiorstwa przetwórcze.

Łańcuch odzysku i recyklingu

Wydobycie i przetwarzanie odpadów polimerowych odbywa się według określonego łańcucha technologicznego:

1. Organizacja punktów przyjmujących wtórne surowce polimerowe. W punktach tych przeprowadzane jest wstępne sortowanie, a także prasowanie surowców.
2. Gromadzenie na składowiskach materiałów legalnie lub nielegalnie zajmujących się przetwarzaniem surowców wtórnych.
3. Wejście surowców na rynek po wstępnym sortowaniu w specjalnych punktach przetwarzania odpadów.
4. Zakup przez firmy przetwórcze materiału z dużych centrów handlowych. Takie surowce wtórne są mniej zanieczyszczone i podlegają drobnemu sortowaniu.
5. Zbiórka surowców wtórnych poprzez realizację programu wymaganego do selektywnej zbiórki odpadów. Program jest realizowany na niskim poziomie ze względu na brak aktywności obywateli. Ludzie bez pewne miejsce mieszkań dokonują aktów wandalizmu, polegających na rozbijaniu pojemników przeznaczonych do selektywnej zbiórki odpadów.
6. Wstępna obróbka polimerów odpadowych.

Przetwarzanie polimerów rozpoczyna się w przemyśle przetwórczym. Składa się z szeregu działań:

• Przeprowadź sortowanie zgrubne dla odpadów zmieszanych.
• Dalsze mielenie surowców wtórnych.
• Wykonywanie segregacji odpadów zmieszanych.
• Mycie.
• Wysuszenie.
• proces granulacji.

Nie wszyscy mieszkańcy Federacji Rosyjskiej są świadomi korzyści płynących z recyklingu. Materiały polimerowe nie tylko przyniosą niewielki dochód, jeśli będą regularnie przekazywane zakładom przetwórczym, ale także uratują środowisko przed niebezpiecznymi substancjami uwalnianymi podczas rozkładu materiałów polimerowych.

Urządzenia do przetwarzania odpadów polimerowych

Cały kompleks do przetwarzania niezbędnych surowców obejmuje:

1. Sznur do wieszania prania.
2. wytłaczarka.
3. Niezbędne przenośniki taśmowe.
4. Rozdrabniacze - mielą prawie wszystkie rodzaje produktów polimerowych, należą do pierwszego etapu.
5. Rozdrabniacze - zaliczane są do drugiego stopnia rozdrabniaczy, stosuje się je po użyciu rozdrabniacza.
6. Miksery i dozowniki.
7. Aglomeratory.
8. Zamienniki sita.
9. Linie granulacyjne lub granulatory.
10. Maszyna do obróbki końcowej gotowego produktu.
11. Suszarka.
12. Urządzenie dozujące.
13. Lodówki.
14. Naciskać.
15. Moika.

Obecnie szczególnie ważna jest produkcja rozdrobnionych materiałów polimerowych, tzw. „płatków”. Do ich produkcji wykorzystywana jest nowoczesna instalacja - kruszarka do polimerów. Większość przedsiębiorców nawet nie myśli o zakupie sprzętu do obróbki, uznając tę ​​usługę za kosztowną. Jednak w rzeczywistości zwraca się całkowicie po około 2-3 latach użytkowania.

Technologia recyklingu

Najbardziej powszechną technologią przetwarzania polimerów odpadowych jest ekstruzja. Metoda ta polega na ciągłym przetłaczaniu stopionego surowca przez specjalną głowicę formującą. Za pomocą kanału wyjściowego określa się profil przyszłego produktu.

Dzięki wdrożeniu przetwarzania w ten sposób, z surowców wtórnych otrzymują:

• Węże.
• Rury.
• Bocznica.
• Izolacja przewodów.
• naczynia włosowate.
• Wytłoczki wielowarstwowe.

Poprzez ekstruzję przeprowadzany jest recykling surowców polimerowych, a także granulacja. Granulacja polimerów pozwala na efektywne wykorzystanie surowców wtórnych w różnych dziedzinach działalności człowieka. Polimery odpadowe przyczyniają się do wprowadzania na rynek dużej liczby nowych produktów wytwarzanych w drodze recyklingu. Do realizacji procesu ekstruzji wykorzystuje się specjalne urządzenie - wytłaczarkę ślimakową.

Technologia przetwarzania polimerów odpadowych jest następująca:

• Topienie materiału polimerowego w ekstruderze.
• Plastyfikowanie.
• Zastrzyk w głowę.
• Wyjdź przez głowicę formującą.

Do przetwarzania tworzyw sztucznych w produkcji stosuje się różne rodzaje urządzeń do wytłaczania:

1. Bezśrubowy. Masę wciska się w głowicę za pomocą specjalnie wyprofilowanego krążka.
2. Dysk. Stosuje się je, gdy konieczne jest uzyskanie lepszego wymieszania składników składowych mieszaniny.
3. Wytłaczarki kombinowane. Urządzenie robocze łączy części śrubowe i tarczowe mechanizmu. Znajduje zastosowanie przy tworzeniu produktów wymagających dużej dokładności wymiarów geometrycznych.

Wykorzystanie odpadowych materiałów polimerowych jako surowca wtórnego pozwala nie tylko na zmniejszenie ilości odpadów składowanych na składowiskach, ale także znacząco ogranicza ilość zużywanej energii elektrycznej oraz produktów ropopochodnych wykorzystywanych do produkcji wyrobów polimerowych.

Aby skutecznie rozwiązać ten problem, władze muszą informować obywateli o korzyściach płynących z selektywnej zbiórki i przetwarzania wszelkiego rodzaju odpadów w celu dalszego wytwarzania produktów niezbędnych do różnych celów, w tym domowych.