Användningen av sekundära råvaror vid bearbetning av polymerer. Rubrik "Sekundära polymerer". Avfallshantering av polystyrenplast

Som en del av CREON-gruppen

Polymeråtervinning, som är så utvecklad i europeiska länder, är fortfarande i sin linda i Ryssland: separat insamling av avfall har inte etablerats, det finns inget regelverk, det finns ingen infrastruktur och det finns inget medvetande bland majoriteten av befolkningen. Marknadsaktörerna ser dock på framtiden med optimism och sätter sitt hopp till Ekologiåret, som tillkännagavs i landet 2017 genom presidentdekret.

Den tredje internationella konferensen "Polymer Recycling 2017", anordnad av INVENTRA, ägde rum i Moskva den 17 februari. Parterna till evenemanget var Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema och Moretto; stöd gavs av Nordson, DAK Americas och PETplanet. Informationssponsor för konferensen är tidningen Polymer Materials.

"Nu är situationen inte inspirerande, men förbättringen är en tidsfråga", sa Sergey Stolyarov, VD för CREON Group, i sitt välkomsttal. – Med höga priser på primära råvaror kommer efterfrågan på återvunna polymerer och produkter från dem att växa. Samtidigt kommer uppkomsten av inhemska råvaror att flytta strukturen för primär PET-konsumtion mot fibrer och filmer. I detta avseende blir användningen av sekundära polymerer särskilt lovande."

I slutet av 2016 uppgick den globala insamlingen av PET för återvinning till 11,2 miljoner ton, säger Helen McGee, konsult på PCI Wood Mackenzie. Huvudandelen föll på länderna i Asien - 55%, i Västeuropa samlades 17% av världsvolymen in, i USA - 13%. Enligt expertens prognos kommer insamlingen av PET för återvinning år 2020 att överstiga 14 miljoner ton, och i procent kommer insamlingsnivån att nå 56 % (nu 53 %). Den största tillväxten förväntas på bekostnad av asiatiska länder, i synnerhet Kina.

För närvarande observeras den högsta nivån av insamling i Kina, den är 80%, och andra asiatiska länder har nått ungefär samma siffra. Enligt McGee, av PET som samlades in 2016 (och detta, vi minns, 11,2 miljoner ton), uppgick produktionsförlusterna till 2,1 miljoner ton respektive 9,1 miljoner ton flingor. Den huvudsakliga riktningen för vidare bearbetning är fibrer och trådar (66 %).

År 2025 kommer 60 % av hushållsavfallet att återvinnas i Europa, 2030 kommer denna siffra att växa till 65 %. Sådana ändringar är planerade i ramdirektivet för avfall, säger Kaspars Fogelmanis, styrelseordförande för Nordic Plast. Nu är återvinningsgraden mycket lägre - i Lettland, till exempel, är den bara 21%, i genomsnitt i Europa - 44%. Samtidigt växer volymerna av plastförpackningar som produceras i Baltikum för varje år, de vanligaste återvinningsbara polymererna är LDPE, HDPE och PP-film.

I Ryssland uppgick 2016 förbrukningen av återvunnen PET (rePET) till cirka 177 tusen ton, varav 90% föll till inhemsk insamling. Enligt Konstantin Rzayev, styrelseordförande för EcoTechnologies Group, föll nästan 100 % av importen på PET-flingor för produktion av polyesterfiber. De största leverantörsländerna är Ukraina (mer än 60 %), samt Kazakstan, Vitryssland, Azerbajdzjan, Litauen och Tadzjikistan.

Konstantin Rzayev noterade att förra året översteg insamlingsgraden för första gången 25%, och detta gör att vi kan tala om uppkomsten i Ryssland av en fullfjädrad industri som redan är av intresse för investeringar. Idag är huvudkonsumenten (62 % av den totala volymen) och prisdrivaren fortfarande segmentet återvunnen PET-fiber. Men förändringar i lagstiftningen och trenden mot prioriterad användning av återvunnet material som en del av strategierna för hållbar utveckling av multinationella konsumentvaruföretag ger grogrund för utvecklingen av ett annat nyckelsegment av rePET-konsumtion - flaska-till-flaska.

Under det senaste året har det inte kommit några nya storskaliga produktioner som konsumerar rePET, men dess användning inom plåtsegmentet växer gradvis. Men redan 2017 förväntas man öppna nya produktionsanläggningar för återvunnen PET-fiber och utöka befintliga, vilket tillsammans med rubelns växelkurs kommer att vara den viktigaste faktorn som påverkar marknadsbalansen och priserna för rePET.

Det finns dock många andra områden - fortfarande outvecklade, men ganska lovande, där återvunnen PET också efterfrågas. Enligt ARPET:s hedersordförande Viktor Kernitsky handlar det om trådar för möbeltyger, bilklädsel och olika typer av geosyntet, skummaterial för värme- och ljudisolering, sorptionsmaterial för avloppsrening samt fibrer som förstärker bitumen för vägbyggen. Enligt experten finns det många nya bearbetningstekniker och applikationer, och målet för statens politik bör inte vara att begränsa användningen av PET, utan att samla in och rationellt använda dess avfall.

Ämnet fortsattes av Lyubov Melanevskaya, verkställande direktör för RusPEC Association, som talade om de första resultaten av införandet av utökat producentansvar (EPR) i Ryssland. Den trädde i kraft 2016, dess mål är att skapa en konstant, lösningsmedelsmässig och växande efterfrågan på återvinning av produkt- och förpackningsavfall. Efter ett år är det redan möjligt att dra några slutsatser, varav de viktigaste är att det finns ett antal problem på grund av vilka mekanismen för implementering av RPR ofta helt enkelt inte fungerar. Som Melanevskaya sa vid konferensen finns det ett behov av att ändra och komplettera den befintliga förordningen. I synnerhet när de deklarerade varor, inklusive förpackningar, stötte tillverkare på en avvikelse mellan koderna för förpackning av varor och koderna som specificerades i de antagna regleringsakterna, vilket ledde till att många tillverkare och importörer inte kunde lämna in deklarationer, eftersom. fann sig inte i reglering. Lösningen blev avslag på koder och ett förslag om att gå över till identifiering av förpackningar efter material.

I framtiden, enligt RusPEC, är det nödvändigt att anta en enda end-to-end-terminologi för alla delar av RPR och fastställa entydiga, begripliga och transparenta villkor för att ingå avtal med avfallshanteringsoperatörer. Sammantaget stödjer föreningen lagen om EPJ som nödvändig och positiv för branschen.

När man introducerar och populariserar PET-återvinning i landet är tillgången på modern teknik (som regel tillhandahålls av utländska företag) av stor betydelse. Till exempel erbjuder Polymetrix toppmoderna integrerade PET-återvinningslösningar, inklusive sin egen SSP-teknik, för återvinning av PET-flaskor till matflaska av polyetentereftalat. Nu finns det 21 sådana linjer i världen, sa Danil Polyakov, regional försäljningschef. Tekniken riktar sig till premiummarknaden och innebär förädling av flaskor till pellets för matbehållare. Det första steget är tvätten, där pappersfibrer och ytföroreningar tas bort helt, samt etiketter och lim. Därefter krossas flaskorna till flingor, som sorteras efter morfologi och färg. Sedan är det produktion av granulat och sedan - den slutliga fullständiga reningen och återställandet av polymerens egenskaper vid SSP-stadiet.

Viscotec erbjuder sina kunder tekniken för att omvandla PET-flaskor till ark, säger företagets talesman Gerhard Osberger. Till exempel är viscoSTAR och deCON fastfas polykondensationsreaktorerna utformade för att rena och öka viskositeten hos PET-pellets och -flingor. De används efter granulatorn, före proeller som en fristående enhet. ViscoSHEET-serien kan producera tejp gjord av 100 % återvunnen PET och helt livsmedelskvalitet.

Christoph Wjoss, en representant för Erema, talade om in-line produktion av livsmedelsklassade plastflaskor från PET-flingor. VACUREMA® inline-systemet låter dig bearbeta flingor direkt till färdig termoformningsplåt, flaskförform, färdig förpackningstejp eller monofilament.

Som en sammanfattning av resultaten från konferensen identifierade deltagarna de viktigaste faktorerna som hindrar utvecklingen av polymeråtervinning i Ryssland. Den viktigaste de kallade bristen på reglerande dokument:

"Ändå finns det ytterligare en faktor som vi inte kan ignorera, och det är allmänhetens medvetande", säger Rafael Grigoryan, chef för konferensen. ”Tyvärr är vår mentalitet idag sådan att separat insamling av avfall upplevs mer som bortskämd än som norm. Och oavsett vilka framsteg vi ser på andra områden är det först och främst nödvändigt att förändra våra medborgares tänkande. Utan detta kommer även den modernaste infrastrukturen att vara värdelös.”

Introduktion

Återvinning av homogena polymerer är en relativt enkel uppgift om deras struktur bevaras och det inte förekom någon betydande nedbrytning vare sig under tillverkningen eller under primär användning (se t.ex. ). Naturligtvis leder förstörelseprocessen, som kan resultera i strukturella och morfologiska förändringar orsakade av en minskning av molekylvikten, bildandet av grenar, andra kemiska grupper, etc., till en betydande försämring av alla fysikaliska egenskaper. Medan återvunnet material som har behållit sina egenskaper kan användas i samma applikationer som jungfrupolymerer, kan återvunnet material med reducerade egenskaper endast användas i specifika applikationer. Därför, vid mekanisk återvinning av homogena polymerer, är utmaningen att undvika ytterligare nedbrytning under processen, d.v.s. undvika försämring av det slutliga materialets egenskaper. Detta kan uppnås genom rätt val av bearbetningsutrustning, bearbetningsförhållanden (se kapitel 4 och 8) och införande av stabilisatorer (se kapitel 3 och 7).

I det här kapitlet kommer vi att överväga förhållandet mellan egenskaperna hos homogena polymerer med deras bearbetningsförhållanden (i den ordning i vilken egenskaperna hos polymerer ändras med en ökning av antalet bearbetningssteg), såväl som med den typ av maskiner som används ; Dessutom studerar vi egenskapernas beroende av den initiala strukturen.

Återvinning av polyolefiner och PVC

Introduktion

Mekanisk återvinning av polyolefiner är ett mycket viktigt område inom återvinningsindustrin. Naturligtvis står råa polyolefiner för huvuddelen av detta, och ett motsvarande stort antal polyolefinprodukter produceras, och deras relativa lätthet att samla in leder till enkel och ekonomisk återvinning. Som med andra polymerer beror de slutliga egenskaperna och det ekonomiska värdet av polyolefiner på graden av nedbrytning under primär användning och på villkoren för återvinning. Dessutom är den kemiska strukturen hos polyolefiner mycket viktig för att forma egenskaperna hos den återvunna polymeren.

Polyetener

De olika strukturella typerna av kommersiella polyetener (PE) påverkar i hög grad återvinningsbeteendet hos dessa material. Naturligtvis påverkar förgrening (med korta eller långa kedjor) nedbrytningskinetiken, och sedan de slutliga egenskaperna hos det återvunna materialet som har genomgått flera steg i bearbetningen. Detta beteende är särskilt viktigt för de plaster som inte bara utsätts för termomekanisk nedbrytning under bearbetning, utan även för andra destruktiva influenser under fortsatt användning. Fotooxidation och andra typer av nedbrytning orsakar olika strukturella och morfologiska förändringar beroende på PE-strukturen.

PE-återvinning diskuteras i flera monografier och i många artiklar.

Förhållandet egenskap/bearbetningssteg kommer att diskuteras både i termer av de olika typerna av kommersiell PE och de olika typer av nedbrytning som upplevs av materialet som används.

Högdensitetspolyeten

Huvudkällan för återvunnen högdensitetspolyeten (HDPE) är vätskebehållare och förpackningsfilm; dessutom växer volymen återvinningsbehållare från fordonsbränsle. I alla fall förblir molekylvikten för dessa använda HDPE-artiklar mycket hög eftersom nedbrytningen som upplevs av denna typ av material är mycket låg vid korttidsanvändning. Den senare omständigheten tyder på att egenskaperna hos det återvunna materialet ligger nära egenskaperna hos den ursprungliga polymeren. I tabell. Tabell 5.1 jämför prover av HDPE gjorda av återvunna flaskor och ny polymer. Det syns tydligt att de flesta fastigheterna ligger väldigt nära. Som nämnts ovan är detta resultatet av kortvarig användning av flaskorna och avsaknaden av betydande nedbrytning, även om vissa strukturella förändringar fortfarande kan ha skett under återvinningen; detta indikeras av expansionen av molekylviktsfördelningen. Dessutom skiljer sig elasticitetsmodulen och brottöjningen avsevärt, och det återvunna materialet har en något högre draghållfasthet.

Dessa skillnader kan vara resultatet av små förändringar i struktur och morfologi. I synnerhet under bearbetningen av PE-smältan kan både kedjebrott (med en minskning av molekylvikten) och förgrening (ökning i molekylvikt) inträffa, mot vilka tvärbindningsreaktioner är svåra att bestämma från molekylviktsmätningar, och de kan ändra de slutliga egenskaperna hos det återvunna materialet.

Återvunna polymerer går igenom minst två eller tre återvinningscykler, och i var och en av dem orsakar smältning ytterligare nedbrytning av materialet. Dessutom leder ökningen av mängden återvunna polymerer och användningen av blandningar av återvunna och jungfruliga material (se kapitel 6) till att en betydande andel av den återvunna plasten återvinns gång på gång. Detta innebär att egenskaperna hos sådana upprepade bearbetade polymermaterial ständigt förändras med en ökning av antalet bearbetningscykler i riktning mot deras försämring. Till exempel i tabell. Figur 5.2 visar förändringen i vissa egenskaper hos ett HDPE-prov (bränslebehållare) efter 15 återvinningscykler för formsprutning.

Det är tydligt att förändringarna i mekaniska egenskaper är relativt små, även om smältflödeshastigheten minskar avsevärt. Den senare omständigheten kan förklaras av viskositetens starka beroende av molekylvikten och detta innebär att materialets bearbetbarhet har förändrats avsevärt.

Resultatet visar tydligt att egenskaperna hos den återvunna HDPE beror inte bara på egenskaperna hos de återvunna produkterna, utan också på arten och antalet återvinningscykler. Dessutom påverkas både smältornas egenskaper, som bestämmer polymerens bearbetbarhet, och det fasta materialets egenskaper i viss mån av återvinning.

Det är därför nödvändigt att känna till förhållandet mellan egenskaper och återvinningscykler för att i viss mån kunna förutse de sannolika egenskaperna hos återvunnen plast och därför för att fastställa vilka applikationer som finns tillgängliga för dessa material. Naturligtvis kommer de slutliga egenskaperna att bero inte bara på antalet bearbetningscykler, utan också på egenskaperna hos de återvunna materialen, på bearbetningens natur och dess förhållanden.

På fig. 5.1 visar flödeskurvorna för ett HDPE-prov (kapsel). Uppgifterna avser prover som har genomgått flera bearbetningscykler på en enskruvsextruder. Viskositeten minskar med en ökning av antalet återvinningscykler över hela området av skjuvhastigheter. Detta innebär att vid upprepade extruderingar orsakar termomekaniska spänningar som verkar på smältan en viss nedbrytning av polymeren. Detta är ett enkelt schema, men det är i konflikt med vad som observerades för samma prov som passerade genom en dubbelskruvextruder (Fig. 5.2). I detta fall är situationen mycket mer komplicerad, eftersom en liten minskning av viskositeten endast inträffar vid höga skjuvhastigheter, och vid låga hastigheter, är effekten omvänd.Termomekanisk stress orsakar både kedjebrott och molekylär tillväxt, främst på grund av bildandet av långa sidogrenar och sömmar. Den slutliga molekylstrukturen beror på det relativa bidraget från dessa två processer. Speciellt är en ökning av temperatur och bearbetningstid (på en enskruvsextruder) gynnsam för kedjebrytning, varigenom den slutliga smältans viskositet minskar. Dessutom kan karaktären av konkurrensen mellan de två mekanismerna förändras med ett överskott av syre under bearbetning eller beroende på den specifika molekylära strukturen hos HDPE-provet. Det har till exempel visat sig att hög

innehållet av vinylgrupper leder till en signifikant ökning av smältans viskositet - en minskning av molekylvikten - och långkedjig förgrening. Vlachopoulos et al. fann att kedjebrott dominerar i sampolymerer (vilket visar sig i kedjeförgrening), medan tvärbindning är den huvudsakliga nedbrytningsmekanismen i homopolymerer. Ökningen av extruderingstrycket när antalet bearbetningscykler för det sista provet ökar, och minskningen av sampolymerprovet sker på grund av ökningen och minskningen av molekylvikten, vilket bekräftar dessa mekanismer. Detta betyder att det är mycket svårt att förutsäga förändringen i strukturen hos återvunnen HDPE och därmed dess reologiska och mekaniska egenskaper, eftersom detta material är sammansatt av sampolymerer och homopolymerer. Dessutom kan homopolymerer innehålla varierande mängder vinylgrupper. Extruderingskvaliteten på flaskåtervinningsmaterial som testades i samma arbete var verkligen oberoende av passagen genom extrudern, vilket indikerar att båda mekanismerna spelar samma roll och att det återvunna materialet är, som redan antagits, en blandning av sampolymer och homopolymer HDPE.

Dessa data visar att typen av återvinningsmaskin och bearbetningsförhållandena väsentligt, och ibland avgörande, påverkar det återvunna materialets slutliga egenskaper - i detta fall HDPE-provet. Som ett exempel, i fig. Figurerna 5.3 och 5.4 visar modul och brottöjning som en funktion av antalet passager genom extrudern. De mekaniska egenskaperna hos de två proverna förändrades helt olika.

Elasticitetsmodulkurvan går upp med antalet bearbetningssteg, medan brottöjningen visar den motsatta trenden. Dessutom är modulkurvan för ett prov som bearbetats i en enkelskruvsextruder högre än för ett prov extruderat i en dubbelskruvextruder, men dess brottöjningsvärden är lägre. Det oväntade förloppet av modulens beroende av antalet bearbetningscykler förklarades av en ökning i kristallinitet med en minskning av molekylvikten. Samma orsak som orsakar en minskning av molekylvikten orsakar en minskning av töjningen vid brott. En mer uttalad ökning av modulen och en minskning av töjningen vid brott av provet som bearbetats på en enkelskruvextruder återspeglar det faktum att smältan förstörs mer signifikant i denna maskin. Detta beror främst på den längre handläggningstiden.

Effekten av struktur på de mekaniska egenskaperna hos återvunnen HDPE blir tydligare när man tittar på spänningsbrottseghetsvärdena som visas i Tabell 1. 5.3. Uppgifterna avser homopolymer- och sampolymerprover, såväl som ett prov från använt material efter att 0 och 4 passerat genom en enskruvsextruder.

De två initiala proven visar försämring av sprickbeständighet under yttre påkänning, men minskningen av egenskaperna hos sampolymeren efter upprepad återvinning är katastrofal. Sprickmotståndsvärdet för det återvunna materialet efter fyra passeringar genom extrudern reduceras med

20 %, även om den huvudsakligen består av en sampolymer. En signifikant förändring i värdet av sprickbeständigheten hos sampolymeren balanseras uppenbarligen av en förbättring i beteendet hos homopolymerfraktionen.

De presenterade data visar tydligt inverkan av HDPE-strukturen och bearbetningsutrustningens natur på den återvunna polymerens slutliga egenskaper.

De huvudsakliga användningsområdena för återvunnen HDPE är vätskebehållare (bl.a. flerskiktsflaskor med en återvunnen HDPE-kärna), dräneringsrör, granulat och filmer för påsar och soppåsar.

11.08.2015 16:09

Avfallsklassificering

Avfall genereras under bearbetning av polymerer och tillverkning av produkter från dem - detta är tekniskt avfall, delvis återfört till processen. Det som återstår efter användningen av plastprodukter – olika filmer (växthus, konstruktion etc.), containrar, hushålls- och storskaliga förpackningar – är hushålls- och industriavfall.

Teknologiskt avfall utsätts för termisk verkan i smältan och sedan, under krossning och agglomerering, för intensiv mekanisk påfrestning. I huvuddelen av polymeren fortskrider processerna för termisk och mekanisk nedbrytning intensivt med förlust av ett antal fysikaliska och mekaniska egenskaper och kan, med upprepad bearbetning, negativt påverka produktens egenskaper. Så när man återgår till huvudprocessen, som vanligt, 10-30 procent av sekundärt avfall, går en betydande mängd material genom upp till 5 cykler av extrudering och krossning.

Hushålls- och industriavfall återvinns inte bara flera gånger vid höga temperaturer, utan utsätts även för långvarig exponering för direkt solljus, syre och fukt i luften. Växthusfilmer kan också komma i kontakt med bekämpningsmedel, bekämpningsmedel, järnjoner, som bidrar till nedbrytningen av polymeren. Som ett resultat ackumuleras en stor mängd aktiva föreningar i polymermassan, vilket påskyndar nedbrytningen av polymerkedjor. Tillvägagångssättet för återvinning av sådana olika avfall bör följaktligen vara annorlunda, med hänsyn till polymerens historia. Men låt oss först titta på sätt att minska mängden avfall som genereras.

Minska mängden processavfall

Mängden teknikavfall, främst startavfall, kan minskas genom att använda värmestabilisatorer innan man stoppar extrudern eller formsprutningsenheten, i form av det så kallade stoppkoncentratet, som många glömmer eller försummar. När utrustningen stannar för ett enkelt material i extrudercylindern eller formsprutningsmaskinen, är den under inverkan av hög temperatur under ganska lång tid vid kylning och sedan uppvärmning av cylindern. Under denna tid fortsätter processerna för tvärbindning, sönderdelning och förbränning av polymeren aktivt i cylindern, produkter ackumuleras, som efter uppstart kommer ut under lång tid i form av geler och färgade inneslutningar (brännskador) . Termiska stabilisatorer förhindrar dessa processer, vilket gör det enklare och snabbare att rengöra utrustningen efter uppstart. För att göra detta, innan du stoppar, införs 1-2 procent av stoppkoncentratet i maskinens cylinder i 15-45 minuter. till ett stopp vid en deplacementhastighet på 5-7 cylindervolymer.

Bearbetning (extrusion) tillsatser som ökar tillverkningsbarheten av processen gör det också möjligt att minska mängden avfall. Till sin natur är dessa tillsatser, till exempel Dynamar från Dyneon, Viton från DuPont, derivat av fluorgummi. De är dåligt kompatibla med basiska polymerer och på platser med största skjuvkrafter (munstycken, inlopp, etc.) fälls ut från smältan på metallytan, vilket skapar ett nära vägg smörjande lager på den, längs vilken smältan glider under formningen. Användningen av bearbetningstillsatsen i de minsta kvantiteterna (400-600 ppm) gör det möjligt att lösa många tekniska problem - minska vridmomentet och trycket på extruderhuvudet, öka produktiviteten samtidigt som energikostnaderna minskar, eliminera utseendedefekter och reducera extruderingstemperaturen för polymerer och kompositioner som är känsliga för förhöjda temperaturer, ökar produktens jämnhet, ger tunnare filmer. Vid tillverkning av stora eller tunnväggiga gjutna produkter med komplex form kan användningen av en tillsats förbättra hällbarheten, ta bort ytdefekter, lödlinjer och förbättra produktens utseende. Allt detta i sig minskar andelen äktenskap, d.v.s. mängd avfall. Dessutom minskar bearbetningstillsatsen vidhäftningen av kolavlagringar på formen, nedsmutsning av inlopp och har en tvätteffekt, d.v.s. minskar antalet stopp för att rengöra utrustning, och därmed mängden startavfall.

En ytterligare effekt är användningen av rengöringskoncentrat. De används vid rengöring av gjutnings- och filmutrustning för en snabb övergång från färg till färg utan stopp, oftast i förhållandet 1:1-1:3 med polymer. Detta minskar mängden avfall och tid som spenderas på färgbyten. Sammansättningen av rengöringskoncentrat som produceras av många inhemska (inklusive Klinol, Klinstyr från NPF Bars-2, Lastik från Stalker LLC) och utländska tillverkare (till exempel Shulman - Poliklin ”), som regel mjuka mineralfyllmedel och ytaktivt rengöringsmedel tillsatser ingår.

Minska mängden hushålls- och industriavfall.

Det finns olika sätt att minska mängden avfall genom att öka livslängden på produkter, främst filmer, genom användning av termiska och ljusstabiliserande tillsatser. Vid förlängning av livslängden för växthusfilmen från 1 till 3 säsonger minskar mängden avfall som ska kasseras i enlighet därmed. För att göra detta räcker det att införa små mängder ljusstabilisatorer i filmen, inte mer än en halv procent. Stabiliseringskostnaderna är låga och effekten av filmåtervinning är betydande.

Vägen tillbaka är att påskynda nedbrytningen av polymerer genom att skapa foto- och biologiskt nedbrytbara material som snabbt bryts ned efter användning under inverkan av solljus och mikroorganismer. För att erhålla fotonedbrytbara filmer införs sammonomerer med funktionella grupper som främjar fotonedbrytning (vinylketoner, kolmonoxid) i polymerkedjan, eller så införs fotokatalysatorer i polymeren som aktiva fyllmedel som främjar brytningen av polymerkedjan under inverkan av solljus. Ditiokarbamater, peroxider eller oxider av övergångsmetaller (järn, nickel, kobolt, koppar) används som katalysatorer. Institutet för vattenkemi vid National Academy of Sciences of Ukraine (V.N. Mishchenko) utvecklade experimentella metoder för bildandet av nanostora klusterstrukturer som innehåller metall- och oxidpartiklar på ytan av titandioxidpartiklar. Nedbrytningshastigheten för filmer ökar 10 gånger - från 100 till 8-10 timmar.

De viktigaste anvisningarna för att erhålla biologiskt nedbrytbara polymerer:

syntes av polyestrar baserade på hydroxikarboxylsyra (mjölksyra, smörsyra) eller dikarboxylsyror, men än så länge är de mycket dyrare än traditionella plaster;

plast baserad på reproducerbara naturliga polymerer (stärkelse, cellulosa, kitosan, protein), råmaterialbasen för sådana polymerer kan sägas vara obegränsad, men teknologin och egenskaperna hos de resulterande polymererna når ännu inte nivån för de huvudsakliga multi- tonnage polymerer;

göra industriella polymerer (polyolefiner i första hand, såväl som PET) biologiskt nedbrytbara genom blandning.

De två första riktningarna kräver stora investeringar för att skapa nya industrier; bearbetningen av sådana polymerer kommer också att kräva betydande förändringar i tekniken. Det enklaste sättet är sammansättning. Biologiskt nedbrytbara polymerer erhålls genom att införa biologiskt aktiva fyllmedel (stärkelse, cellulosa, trämjöl) i matrisen. Så på 80-talet utvecklade V.I. Skripachev och V.I. Kuznetsov från ONPO Plastpolimer stärkelsefyllda filmer med en accelererad åldringsperiod. Tyvärr var relevansen av sådant material då rent teoretisk, och inte ens nu har det fått någon bred spridning.

Återvinning

Du kan ge polymeren ett andra liv med hjälp av speciella komplexa koncentrat - återvinningsföretag. Eftersom polymeren genomgår termisk nedbrytning i varje steg av bearbetningen, fotooxidativ nedbrytning under driften av produkten, mekanisk nedbrytning under malning och agglomerering av avfall, ackumuleras nedbrytningsprodukter i materialets massa, och en stor mängd aktiva radikaler, peroxid och karbonylföreningar ingår, som bidrar till ytterligare nedbrytning och tvärbindning av polymerkedjor. Därför inkluderar sammansättningen av sådana koncentrat primära och sekundära antioxidanter, termiska och ljusstabilisatorer av fenol- och amintyp, såväl som fosfiter eller fosfoniter, som neutraliserar aktiva radikaler ackumulerade i polymeren och sönderdelar peroxidföreningar, såväl som mjukgörande och kombinerande tillsatser som förbättrar de fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos det återvunna materialet och drar upp dem mer eller mindre nära nivån för nypolymeren.

Komplexa tillsatser från företaget Siba. Ciba, Schweiz, erbjuder en familj av komplexa stabilisatorer för bearbetning av olika polymerer - högdensitetspolyeten, HDPE, PP: Recyclostab / Recyclostab och Recyclosorb / Recyclossorb. De är tablettblandningar av olika foto- och termiska stabilisatorer med ett brett intervall av smälttemperaturer (50-180°C), lämpliga för inmatning i processutrustning. Naturen hos tillsatserna i Recyclostab-kompositionen är vanlig för polymerbearbetning - fenoliska stabilisatorer, fosfiter och processstabilisatorer. Skillnaden ligger i förhållandet mellan komponenter och i valet av den optimala sammansättningen i enlighet med en specifik uppgift. "Recyclossorb" används när ljusstabilisering spelar en viktig roll, d.v.s. de resulterande produkterna drivs utomhus. I detta fall ökas andelen ljusstabilisatorer. Insatsnivåerna som rekommenderas av företaget är 0,2-0,4 procent.

"Recyclostab 421" är speciellt utformad för bearbetning och termisk stabilisering av avfallsfilmer av LDPE och blandningar med ett högt innehåll av det.

"Recyclostab 451" är designad för bearbetning och termisk stabilisering av PP-avfall och blandningar med hög halt av det.

Recyclostab 811 och Recyclossorb 550 används för att förlänga livslängden på återvunna produkter som används i solljus, så att de innehåller fler ljusstabilisatorer.

Stabilisatorer används vid tillverkning av gjutna eller filmprodukter från sekundära polymerer: lådor, pallar, behållare, rör, icke-kritiska filmer. De tillverkas i granulerad, dammfri form, utan polymerbas, pressade granuler med ett smältområde på 50-180°C.

Komplexa koncentrat från företaget Bars-2. För bearbetning av sekundära polymerer producerar SPF Bars-2 komplexa polymerbaserade koncentrat som förutom stabilisatorer även innehåller kombinerande och mjukgörande tillsatser. Komplexa koncentrat "Revtol" - för polyolefiner eller "Revten" - för högpåverkande polystyren, introduceras i en mängd av 2-3 procent under bearbetning av sekundära plaster och, tack vare ett komplex av speciella tillsatser, förhindrar termisk-oxidativ åldring av sekundära polymerer. Koncentrat underlättar deras bearbetning på grund av förbättringen av smältans reologiska egenskaper (ökad MFI), ökar hållfasthetsegenskaperna hos färdiga produkter (deras duktilitet och motståndskraft mot sprickbildning) jämfört med produkter tillverkade utan användning, underlättar deras bearbetning som ett resultat av en ökning av materialets tillverkningsbarhet (reducerat vridmoment och drivbelastning). Vid bearbetning av en blandning av sekundära polymerer förbättrar "Revtol" eller "Revten" deras kompatibilitet, så de fysiska och mekaniska egenskaperna hos de resulterande produkterna ökar också. Användningen av "Revten" låter dig öka egenskaperna hos den sekundära UPM till nivån 80-90 procent av egenskaperna hos den ursprungliga polystyrenen, vilket förhindrar uppkomsten av defekter.

Nu är utvecklingen av ett komplext koncentrat för bearbetning av återvunnen PET mycket relevant. Det största gisselet här är gulfärgningen av materialet, ackumuleringen av acetaldehyd och minskningen av smältans viskositet. Kända tillsatser västerländska företag - "Siba", "Clarianta", vilket gör det möjligt att övervinna gulning och förbättra polymerens bearbetbarhet. Men i väst och vi har en annan inställning till användningen av sekundär PET. Medan 90 procent av det används för att tillverka polyesterfibrer eller tekniska produkter, och tillsatserna för detta ändamål är välutvecklade, strävar våra processorer efter att ta tillbaka återvunnen PET till mainstream-förformar och flaskor genom formsprutning och blåsning, eller filmer och ark genom platt slitsextrudering. I det här fallet är polymerens målegenskaper, som måste påverkas, något annorlunda - tillverkningsbarhet, formbarhet, transparens och formuleringen av komplexa tillsatser måste uppfylla målet.

Frågan om att bevara miljön är akut i många länder i världen, människor förstår att deras miljö inte kan ta emot vårt avfall på obestämd tid. Därför återstår det för oss att noggrant närma oss lösningen av detta problem, minska mängden avfall, återvinna det i möjligaste mån och skaffa sekundära råvaror. Om du är uppmärksam på mängden polymeravfall i den moderna världen är den enorm, så du måste börja bearbeta den.

Vissa entreprenörer har skapat en lönsam plaståtervinningsverksamhet som har berikat dem . Frågan om återvinning av plast och andra polymerer idag är det efterfrågat i alla städer och tätorter där människor bor. Låt oss titta på hur polymerer bearbetas, eller snarare vilken utrustning som behövs för detta. Det är viktigt att förstå att moderna återvinningslinjer är helt olika tekniker som introducerades för bara ett par decennier sedan. Många företag erbjuder oss ett brett utbud av polymerbearbetningsutrustning, men en blivande entreprenör måste veta vilka funktioner som är viktigast vid köp. Med rätt bearbetningsutrustning kan du avsevärt öka vinsten för ditt företag och eliminera konkurrenter.

Polymerer finns i stora mängder i vårt dagliga liv, det är en produkt av stora städer. Plastavfall kan ansamlas i en stad i mängden flera ton. Många tänker inte ens vart vanliga plastflaskor eller några andra polymerprodukter från en soptipp tar vägen. I teorin stör detta ingen, även om alla vet att plasten inte kommer att lösas upp av sig själv, den kommer att förbli i århundraden, långsamt bryta ner och orsaka betydande skada på miljön. Varje dag ökar konsumtionen av produkter, saker och lösningar som innehåller plast i världen, och det är till och med svårt att föreställa sig vad som händer med planeten om 100-200 år om plastavfallet inte återvinns.

Tyvärr, i Ryssland, är det få människor ens från regeringen som uppmärksammar plaståtervinning. I andra utvecklade länder är allt annorlunda, till exempel i Amerika och Europa förstår varje invånare den rationella användningen av avfall och separerar dem när de kastas i en papperskorg. Och speciella företag bearbetar massor av sekundära råvaror dagligen, utan att skräpa ner miljön. Förutom att upprätthålla en ren miljö i sina städer, får ett antal länder också billiga återvunna material, vilket sparar pengar och energi.

Teknik för plaståtervinning

Det verkar för blivande entreprenörer att plaståtervinning är en komplicerad procedur. Det är faktiskt inte så, eftersom det finns en modern produktionslinje som gör allt arbete själv. Huvudsaken är att välja rätt utrustning, ställa in den och starta den.

Återvinningsprocessen är uppdelad i tre steg:

1. Strimling av plastavfall till små fraktioner i form av smulor. Storleken på sådana fraktioner bör inte överstiga 0,1-0,3 cm i diameter.
2. Nu behöver du tvätta polymerfraktionerna och rengöra dem från föroreningar. Detta är ett mycket viktigt steg, kvaliteten på den resulterande produkten kommer till stor del att bero på graden av kontaminering. Efter tvätt torkas råmaterialet.
3. I nästa steg finns det agglomerering eller granulering, beroende på vald teknik. I det första fallet förvandlas råmaterialet till en liten smula, och i det andra - i form av sand, med en enhetlig kvalitet. Granulat är dyrare än agglomerat på grund av deras högre kvalitet, så det är tillrådligt att välja utrustning och teknik, och förlita sig specifikt på granulering vid återvinning av plast.

Klassificering av polymerer

Innan du börjar arbeta med att återvinna plast behöver du veta att det finns flera typer av polymerer som skiljer sig från varandra. Därför måste de bearbetas separat för att inte förstöra kvaliteten och egenskaperna.

• LDPE eller högtryckspolyeten. När den bearbetas blir den genomskinlig, avger ingen rök eller lukt. Till utseendet påminner den starkt om paraffin, som redan har stelnat.
• HDPE, samma polyeten, men lågt tryck. Det är mer hållbart, men ömtåligt, resten av bearbetningsegenskaperna är desamma som föregående instans
• PET eller polyetylentereftalat är ett mycket lätt och hårt material som står emot höga temperaturer bra, tål lösningar och syror, men inte alkali
• Polystyren är mycket mjuk, den kan böjas i stora vinklar, men den spricker. Det luktar blommor, avger mycket stark rök under bearbetningen

I det inledande skedet av att organisera ett företag måste du omedelbart bestämma vilket material du ska arbeta med, eftersom var och en kräver sin egen produktionslinje. I vårt land är det mest effektivt att öppna en PET-bearbetningsanläggning, eftersom det är plastflaskor som finns överallt. Det är också effektivt att använda filmen, dessa är HDPE och LDPE i återvinningsprocessen.

Utrustning för bearbetning av plast (polymerer) - dessa är speciella maskiner och extra anordningar kombinerade till en produktionslinje, som används för att bearbeta eller bearbeta polymerer (plaster) till användbara och värdefulla material för vidare användning i konstruktionen, textil, kemisk, olja och andra industrier.

Klassificering av plaståtervinningsutrustning

Beroende på funktionella egenskaper och syfte är all utrustning för plastbearbetning uppdelad i:

1. Utrustning för lagring och dosering av material/råvaror. I regel är det kärl med anordningar för sortering (filtrering) och lossning av material/råvaror.
2. Apparat för transport. De är vakuum eller pneumatiska.
3. Slip- och brytmaskiner - krossar, löpare, rivare, pulpers, kavitatorer och andra.
4. Kranar. De används för mekanisk separation av ämnen med hjälp av ömsesidig rörelse av partiklar.
5. Rullmaskiner. Nödvändigt för bildandet (skapandet) av en fraktur och krossning av polymerkompositioner.
6. extruderingsutrustning. Med dess hjälp bearbetas polymera material till vissa produkter genom att kontinuerligt tvinga det smälta råmaterialet genom ett formningshuvud, vars geometriska form bestämmer profilen för slutprodukten.
7. Gjutmaskiner. Detta är en polymerbearbetningsutrustning som används för att tillverka plastkompositioner av pulverformiga eller granulerade råmaterial, som flyttas eller pressas i formhålan, där det stelnar och, efter kylning, avlägsnas.
8. Maskiner för extrudering formblåsning. De, enligt metoden för att bilda en produkt från ett ämne, är uppdelade i uppblåsbara, extruderings- och injektionsmekanismer.
9. Vulkaniseringsmaskiner och pressar. Det finns kontinuerliga eller periodiska åtgärder och används för att skapa produkter från pulverformiga eller granulära råvaror.
10. Beläggnings- och impregneringsmaskiner. Appliceras för att rita polymerbeläggningar på ett speciellt substrat.
11. Tvättkomplex. Nödvändigt för preliminär rening av polymeren efter granulering eller malning, men före dess bearbetning.

Maskiner för återvinning av plast

Huvudmaskinerna från ett stort antal varianter av specialutrustning för polymerbearbetning är följande enheter:

• krossar - enheten fungerar enligt principen om en mixer, skär hela produkter i små bitar;
• agglomeratorer - i dem utsätts små bitar av polymer för ännu större krossning och sintrar sedan till små klumpar;
• granulatorer - med deras hjälp värms blandningen som erhålls från agglomeratorn och skärs i granuler.

Mindre viktig, men ändå nödvändig, övervägs följande plaståtervinningsutrustning:

• tvättlinjeenheter;
• transportnoder;
• olika typer av separatorer;
• torktumlare.

Utrustning för att starta en minifabrik

För att driva en liten plaståtervinningsanläggning krävs följande polymerbearbetningsutrustning.

1. Grundläggande utrustning:
   • kross eller rivare;
   • agglomerator;
   • vid behov en granulator.
2. Valfri utrustning:
   • varmt tvättbad;
   • 1-2 centrifuger;
   • extruders för återvinning;
   • siktersättning;
   • blandare och dispensrar;
   • flytande tvättning;
   • anslutande enheter (pneumatisk eller vakuumtransport).
   • kontrollmodul.

Stora tillverkare av ballast för polymerbearbetning

De mest efterfrågade tillverkarna av plaståtervinningsutrustning är följande företag:

Europeiska.

1. HGMA Wulf GmbH är en tysk tillverkare med ett utmärkt rykte, som tillverkar inte bara utrustning för primär och sekundär bearbetning av polymerer, utan även schakt- och anläggningsutrustning.
2. Global Tech är ett polskt företag som tillverkar snabba och pålitliga stationära och mobila krossar.
3. Herbold Meckesheim är en utmärkt tysk tillverkare av ballast för hela plastbearbetnings- och återvinningscykeln.

kinesiska.

1. China IS-MAC Machinery är Kinas största tillverkare av extruderingsutrustning för bearbetning av plastflaskor och annan plast.
2. LISHENG INDUSTRIAL är en tillverkare av tvättmaskiner, krossar, tryckmaskiner och annan utrustning.
3. Blue Ocean - tillverkar extruderingsmaskiner och formsprutningsanläggningar.

ryska.

1. GK Polymer System Group (Novosibirsk) - producerar allt som behövs för bearbetning av polymerer.
2. ENGEL Austria GmbH (Moskva) - tillverkar formsprutningsmaskiner för formsprutning av plast, bearbetningsenheter för gummi/silikon, etc.
3. StankoPet (Moskva) - producerar nästan hela sortimentet av utrustning för plastbearbetning.

Lönsamhet för polymerbearbetningsutrustning

En grov uppskattning för att färdigställa en liten polymerbearbetningsanläggning kommer att inkludera kostnaden för:

• köp av en utrustningslinje för bearbetning av plastflaskor - cirka 10 000 $;
• transport och installation av utrustning - upp till 15% av kostnaden för utrustning ($1 500);
• löner till anställda - cirka $ 7 000;
• hyra (+ reparation) av lokalen - $ 10 000;
• andra evenemang - $5 000.

Samtidigt kostar ett ton återvunnen plast cirka 750 dollar, medan inköp av råvaror kommer att kosta 100 dollar per ton.
Den angivna investeringsnivån beräknas för en minifabrik med inköp av utrustning för bearbetning av plastflaskor och liknande polymerprodukter med en kapacitet på 1 ton per dag, d.v.s. med en inkomst på 7 000 till 9 000 dollar i månaden. Med en sådan återbetalning kommer anläggningen att börja generera nettovinst under det andra året av sin verksamhet (om 15-20 månader).

Det bör förtydligas att återbetalningstiden, såväl som kostnaden för att öppna en anläggning, kan vara mindre om:

• preferenser kommer att tas emot från staten;
• anläggningen kommer att öppnas nära platsen där plasten sorteras för vidare bearbetning;
• Anläggningen kommer att få vederlagda investeringar från internationella fonder för skydd av naturen.

Mottagande av råvaror och marknadsföring av dessa

Beroende på produktionslinjen och ägarens önskemål kan plastbearbetningsanläggningen producera granulära eller pulveriserade polymerråvaror. Marknadsföringen av sådana produkter är som regel inte något svårt, eftersom de är i stor och konstant efterfrågan inom följande områden:

• produktion av nonwoven material;
• produktion av byggmaterial;
• produktion av polymerprodukter för nationellt bruk;
• produktion av kemiska fibrer;
• som tillsats till primära råvaror (sänker kostnaden).

Fabriker med lämpliga produktionslinjer är brett representerade i alla regioner och är i stort behov av billiga råvaror.

Dessutom kan polymerbearbetningslinjen utökas med ytterligare utrustning och redan självständigt producera vissa typer av plastprodukter. Till exempel:

• packningsnät för grönsaker och frukter;
• soppåsar;
• paket;
• möbelbeslag;
• polymerplattor;
• olika rör, formar, delar för VVS eller avlopp;
• tillbehör eller tekniska detaljer för bilar;
• vätskeförvaringsbehållare;
• andra små polymerprodukter.