Typer av utrustning som används för bearbetning av polymermaterial. Återvinning av avfallspolymerer: teknik, utrustning. Egenskaper för penpegenskaper före och efter åldrande

Avfallsklassificering

Avfall genereras under bearbetning av polymerer och tillverkning av produkter från dem - dessa är tekniskt avfall som delvis återförs 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, även för intensiv mekanisk påfrestning. I massan av polymeren fortskrider processerna för termisk och mekanisk destruktion intensivt med förlust av ett antal fysiska 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 man använder värmestabilisatorer innan man stoppar extrudern eller formsprutningsenheten, i form av ett så kallat stoppkoncentrat, 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 trumman. Under denna tid fortsätter processerna för tvärbindning, sönderdelning och förbränning av polymeren aktivt i cylindern, produkter ackumuleras, som efter uppstart under lång tid kommer ut 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 med 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 väggen smörjande lager på den, längs vilken smältan glider under tiden. gjutning. Användningen av en bearbetningstillsats 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 spill, ta bort ytdefekter, lödlinjer och förbättra produktens utseende. Allt detta minskar i och för sig 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 uppehåll, oftast i förhållandet 1:1-1:3 med polymer. Detta minskar mängden avfall och tid som läggs 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 ”), inkluderar som regel mjuka mineralfyllmedel och yt- aktiva tvättmedelstillsatser.

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 bildning 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 tillbaka 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

Det är möjligt att 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 som ackumuleras i polymeren och sönderdelar peroxidföreningar, såväl som mjukgörande och kombinerande tillsatser som förbättrar de fysiska och mekaniska egenskaperna, 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 - LDPE, HDPE, PP: Recyclostab / Recyclostab och Recyclosorb / Recyclossorb. De är tablettblandningar av olika foto- och termiska stabilisatorer med ett brett spektrum 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. Insatsnivåer som rekommenderas av företaget är 0,2-0,4 procent.

"Recyclostab 421" är speciellt utformad för bearbetning och termisk stabilisering av LDPE-avfallsfilmer 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 slagkraftig polystyren, introduceras i en mängd av 2-3 procent under bearbetning av sekundära plaster och förhindrar, tack vare ett komplex av speciella tillsatser, termisk-oxidativ åldring av sekundära polymerer. Koncentrat underlättar deras bearbetning på grund av förbättringen av smältans reologiska egenskaper (ökad MFR), ökar hållfasthetsegenskaperna hos färdiga produkter (deras duktilitet och motståndskraft mot sprickbildning) jämfört med produkter tillverkade utan att de används, 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. Där 90 procent av det används för att tillverka polyesterfibrer eller tekniska produkter, och tillsatserna för detta ändamål är välutvecklade, är våra processorer angelägna om att ta tillbaka återvunnen PET till mainstream - förformar och flaskor genom formsprutning och blåsning, eller filmer och ark genom extrudering med platt slits. I det här fallet är polymerens målegenskaper, som måste påverkas, något annorlunda - tillverkningsbarhet, formbarhet, transparens och formuleringen av komplexa tillsatser måste uppfylla målet.

I den moderna världen anses problemet med återvinning av polymeravfall vara ganska relevant. Varje år samlas miljontals ton av denna typ av produkter in på deponier. Och endast en liten del av polymererna återvinns. Som ett resultat av dess genomförande erhålls högkvalitativa råvaror, lämpliga för produktion av nya produkter.

Vad är en polymerprodukt?

Varje år ökar produktionen av polymera material med cirka 5 %. Denna popularitet beror på deras många positiva egenskaper.

Denna produkt används huvudsakligen som förpackning. Det ökar livslängden på produkterna som finns inuti förpackningen. Även polymerer har utmärkt utseende och lång livslängd.

Modern industri producerar följande typer av produkter av denna typ:

• polyeten och material gjorda på dess basis - 34%;
• PET - 20%;
• papper med laminering - 17%;
• PVC - 14%;
• polypropen - 7%;
• polystyren - 8%.

Vilka produkter är återvinningsbara?

Alla polymerer återvinns inte.

Termoplastiska syntetiska material, som kan ändra form när de utsätts för höga temperaturer, används oftast för återvinning.

Därför samlas och förbereds följande typer av avfall för detta ändamål på ett speciellt sätt:

• material som finns kvar i plastproduktionsprocessen. Oftast är det alla typer av segment. Produkter av denna typ är av hög kvalitet, eftersom det inte finns några föroreningar i deras sammansättning. De levereras till bearbetningsanläggningar som redan är sorterade, vilket avsevärt förenklar det förberedande skedet av arbetet. Upp till 90 % av allt industriavfall återvinns vanligtvis;
• polymerer erhållna efter konsumtion. De kallas även hushållsavfall. Det är påsar, engångsservis, plastflaskor, fönsterprofiler och många andra produkter. En egenskap hos dessa material är deras förorening. För bearbetning av polymerer av denna typ bör mycket kraft och resurser läggas på sortering och rengöring av avfall.

Vilket är huvudproblemet med återvinning av polymeravfall?

För närvarande återvinns bara en liten del av allt befintligt avfall. Utvecklingen av detta område går långsamt, trots dess relevans. Detta är relaterat till följande:

• staten tillhandahåller inte alla nödvändiga reglerande och tekniska standarder som skulle kunna säkerställa den höga kvaliteten på återvinningsbart material. Det är därför det inte finns några kraftfulla industrier som förser marknaden med återvunnet avfall med optimala egenskaper;
• eftersom modern teknik inte används för att utföra bearbetningsprocessen, behövs enorma ekonomiska resurser för att underhålla den;
• på grund av bristen på statligt stöd är nivån på avfallsinsamlingen bland befolkningen och småföretag låg;
• de mottagna sekundära råvarorna har inte tillräcklig konkurrenskraft;
• det finns ingen kampanj bland befolkningen som skulle uppmuntra dem att separera avfallshantering. De flesta förstår inte att användningen av återvinningsbara material gör att du kan begränsa förbrukningen av andra resurser - olja, gas.

Hur är insamlingen av återvinningsbart material för återvinning?

Återvinning av polymerer sker efter att alla stadier av beredning av råvaror har slutförts:

1. Särskilda punkter öppnas som sysslar med insamling och primärsortering av de mottagna produkterna. De samarbetar både med befolkningen och med industriföretag av olika slag.
2. Insamling av polymerer på deponier för hushållsavfall. Vanligtvis görs detta av speciella företag.
3. Råvaror kommer ut på andrahandsmarknaden efter preliminär sortering vid särskilda avfallshanteringsställen.
4. Bearbetningsföretag köper återvinningsbart material från stora industrikomplex. Sådana material är mindre förorenade och är inte föremål för så noggranna förberedelser för bearbetning.
5. En liten del av återvinningsbart material samlas också in genom ett särskilt program som innebär separat insamling av avfall.

Hur bearbetas polymerer?

Efter insamling och primärsortering sker bearbetningen av polymeravfall på följande sätt:

1. Malning av råvaror. Det är ett av de viktiga stegen i beredningen av polymerer för vidare bearbetning. Graden av slipning av material bestämmer kvalitetsegenskaperna hos produkter som kommer att tillverkas i framtiden. För att utföra detta skede av arbetet använder moderna växter en kryogen metod för bearbetning. Det gör det möjligt att erhålla ett pulver med en dispersionsgrad från 0,5 till 2 mm från polymerprodukter.
2. Separering av plast efter typ. För att utföra denna operation används oftast flotationsmetoden. Det innebär tillsats av speciella ytaktiva ämnen till vattnet, som kan verka på vissa typer av polymerer och ändra deras hydrofila egenskaper. Upplösningen av råvaror med speciella ämnen är också mycket effektiv. Därefter behandlas den med ånga, vilket gör att du kan välja de nödvändiga produkterna. Det finns andra metoder för separation av polymerer (aero- och elektroseparation, kemisk metod, djupfrysning), men de är mindre populära.
3. Tvättning. De resulterande råvarorna tvättas i flera steg med speciella medel.
4. Torkning. Material kasseras tidigare med vatten i centrifuger. Den slutliga torkningen sker i specialmaskiner. Resultatet är en produkt med en fukthalt på 0,2%.
5. Granulering. Det förberedda materialet går in i en speciell installation, där det komprimeras så mycket som möjligt. Resultatet är en produkt som är lämplig för tillverkning av polymerprodukter av alla slag.

Återvinning av plastflaskor

Standardlista över utrustning för en avfallshanteringsanläggning

Återvinning av avfallspolymerer utförs med hjälp av följande utrustning:

• linje för tvätt, där reningen av råvaror sker med minimalt arbete;
• extruder - används för att ge plastmassan den önskade formen genom stansning;
• bandtransportörer - för att flytta råmaterial i rätt riktning;
• dokumentförstörare - designade för primär krossning av material. De kan arbeta med nästan vilken råvara som helst;
• krossar - används aktivt för mer grundlig slipning av råmaterial efter användning av en dokumentförstörare;
• blandare och dispensrar;
• agglomeratorer - nödvändiga för bearbetning av tunna polymerfilmer;
• granulatorer - används för att kompaktera återvunna råvaror;
• torktumlare;
• kylskåp;
• handfat;
• press och andra.

Vad är värdet av avfall på den relevanta marknaden?

Efter att ha analyserat priserna på marknaden står det klart att kostnaden för avfall som lagras på deponier är 3-6 gånger lägre än priset på återvinningsbart material (7-10 gånger i förhållande till primära råvaror). Om vi ​​analyserar prissättningen med exemplet på en polyetenfilm kan vi förstå följande:

• priset på polygonmaterial från mellanhandsföretag är 5 rubel per 1 kg;
• efter tvätt och sortering stiger kostnaden för filmen till 12 rubel/kg;
• råvaror i form av agglomerat eller granulat har en ännu högre kostnad - 25-35 rubel / kg;
• Priset på primär polyeten varierar från 37 till 49 rubel/kg.

En så stor skillnad i priser observeras inte för alla produkter. Till exempel är det nästan omärkligt med PVC, polypropen, polystyren och ABS-plast. När det gäller PET skiljer sig kostnaden för deponiråvaror från sekundära produkter med endast 2-3 gånger. Detta beror på särdragen i dess bearbetning, som ett resultat av vilket flingor erhålls på grund av slipning.

Var säljs det återvunna materialet?

Avfallsåtervinningsföretag skickar oftast den resulterande produkten till försäljning. Om sådana fabriker har sin egen utrustning kan de vara engagerade i produktionen av polymerer från de erhållna råvarorna. Men det är inte alltid kostnadseffektivt.

Tillverkade plastprodukter är oftast av samma typ, vilket gör det svårt att sälja dem i stora mängder.

Oftast är sådana företag engagerade i produktion av avloppsrör, byggmaterial eller vissa bildelar. Det finns en stor efterfrågan på denna typ av produkter på marknaden.

Tredjepartsåtervinning av polymeravfall är också mycket populärt. Denna tjänst består i att det intresserade företaget lämnar sitt avfall till anläggningen, som efter återvinning lämnar tillbaka det färdiga återvinningsbara materialet till den. Ägaren av polymeravfall betalar cirka 8-10 rubel/kg för sin bearbetning, vilket anses vara en mycket bra affär.

1. INTRODUKTION

Ett av de mest påtagliga resultaten av antropogen aktivitet är genereringen av avfall, bland vilka plastavfall intar en speciell plats på grund av sina unika egenskaper.

Plast är kemiska produkter som består av långkedjiga polymerer med hög molekylvikt. Produktionen av plast i det nuvarande utvecklingsstadiet ökar med i genomsnitt 5...6 % årligen och kommer enligt prognoser att nå 250 miljoner ton år 2010. Deras konsumtion per capita i industriländerna har fördubblats under det senaste 20 år och nådde 85...90 kg, I slutet av decenniet tros denna siffra öka med 45 ... 50%.

DET FINNS CIRKA 150 TYPER AV PLAST, 30 % AV DEM ÄR BLANDNINGAR AV OLIKA POLYMERER. FÖR ATT UPPNÅ VISSA EGENSKAPER OCH BÄTTRE FÖRARBETSNING INTRODUCERAS OLIKA KEMISKA TILLSATSNINGAR I POLYMERER, SOM REDAN ÄR FLER ÄN 20, OCH EN REK AV DEM ÄR RELATERADE TILL GIFTIGA MATERIAL. UTGÅNGEN AV TILLBEHÖR ÖKAR KONTINUERLIGT. OM 1980 4000 T AV DEM PRODUCERADES, SÅ ÄR 2000 REDAN UTGÅNGSVOLYM ÖKAT TILL 7500 T, OCH ALLA KOMMER DEM ATT INTRODUCERAS I PLAST. OCH MED TIDEN GÅR FÖRBRUKT PLAST OUNDKOMLIGT TILL AVFALL.

EN AV DE SNABBVÄXANDE ANVISNINGAR FÖR ANVÄNDNING AV PLAST ÄR FÖRPACKNINGAR.

Av all plast som produceras används 41 % i förpackningar, varav 47 % går till livsmedelsförpackningar. Bekvämlighet och säkerhet, lågt pris och hög estetik är de avgörande förutsättningarna för den accelererade tillväxten av plastanvändningen vid tillverkning av förpackningar.

En sådan hög popularitet av plast förklaras av deras lätthet, kostnadseffektivitet och en uppsättning värdefulla serviceegenskaper. Plast är allvarliga konkurrenter till metall, glas och keramik. Till exempel kräver glasflaskor 21 % mer energi att tillverka än plastflaskor.

Men tillsammans med detta finns det ett problem med bortskaffandet av avfall, varav det finns över 400 olika typer som uppstår som ett resultat av användningen av polymerindustriprodukter.

Idag, mer än någonsin tidigare, tänker människorna på vår planet på den enorma föroreningen av jorden genom det ständigt ökande slöseriet med plast. I detta avseende fyller utbildningsmanualen på kunskap inom området återvinning och återvinning av plast för att återföra dem till produktion och förbättra miljön i Ryska federationen och i världen.

2 ANALYS AV TILLSTÅND FÖR ÅTERVINNING OCH ANVÄNDNING AV POLYMERMATERIAL

2.1 ANALYS AV TILLSTÅND FÖR ÅTERVINNING AV POLYMERMATERIAL

Av all plast som produceras används 41 % i förpackningar, varav 47 % går till livsmedelsförpackningar. Bekvämlighet och säkerhet, lågt pris och hög estetik är de avgörande förutsättningarna för den accelererade tillväxten av plastanvändningen vid tillverkning av förpackningar. Förpackningar gjorda av syntetiska polymerer, som utgör 40% av hushållsavfallet, är praktiskt taget "evigt" - det sönderdelas inte. Därför är användningen av plastförpackningar förknippad med generering av avfall i mängden 40...50 kg/år per person.

I Ryssland, förmodligen 2010, kommer polymeravfall att uppgå till mer än en miljon ton, och andelen av deras användning är fortfarande liten. Med hänsyn till de specifika egenskaperna hos polymermaterial - de genomgår inte förfall, korrosion, problemet med deras bortskaffande är först och främst av miljömässig natur. Den totala volymen av kommunalt fast avfallshantering enbart i Moskva är cirka 4 miljoner ton per år. Av den totala mängden avfall återvinns endast 5 ... 7 % av deras massa. Enligt uppgifter från 1998, i den genomsnittliga sammansättningen av kommunalt fast avfall som levereras för bortskaffande, är 8% plast, vilket är 320 tusen ton per år.

Men för närvarande blir problemet med att bearbeta avfallspolymermaterial relevant, inte bara ur miljöskyddssynpunkt, utan också på grund av det faktum att under förhållanden med brist på polymerråvaror blir plastavfall ett kraftfullt råmaterial och energiresurs.

Samtidigt kräver lösningen av frågor som rör miljöskydd betydande kapitalinvesteringar. Kostnaden för att bearbeta och förstöra plastavfall är cirka 8 gånger högre än kostnaden för att behandla det mesta industriavfallet och nästan tre gånger kostnaden för att destruera hushållsavfall. Detta beror på plastens specifika egenskaper, som avsevärt komplicerar eller gör kända metoder olämpliga för destruktion av fast avfall.

Användningen av avfallspolymerer kan avsevärt spara primära råvaror (främst olja) och elektricitet.

Det finns många problem förknippade med bortskaffande av polymeravfall. De har sina egna detaljer, men de kan inte anses olösliga. Lösningen är dock omöjlig utan att organisera insamling, sortering och primär bearbetning av avskrivna material och produkter; utan att utveckla ett prissystem för sekundära råvaror, vilket stimulerar företag att bearbeta dem; utan att skapa effektiva metoder för att bearbeta sekundära polymera råvaror, såväl som metoder för att modifiera det för att förbättra kvaliteten; utan att skapa speciell utrustning för dess bearbetning; utan att utveckla en rad produkter tillverkade av återvunna polymerråvaror.

Plastavfall kan delas in i tre grupper:

a) tekniskt produktionsavfall som uppstår under syntes och bearbetning av termoplaster. De är uppdelade i icke-borttagbart och engångstekniskt avfall. Dödlig - det här är kanter, skärsår, trimningar, sprue, blixt, blixt, etc. I industrier som är involverade i produktion och bearbetning av plast genereras sådant avfall från 5 till 35 %. Ej borttagbart avfall, som i huvudsak representerar ett högkvalitativt råmaterial, skiljer sig inte i egenskaper från den ursprungliga primära polymeren. Dess bearbetning till produkter kräver ingen speciell utrustning och utförs på samma företag. Engångsavfall från teknologisk produktion bildas vid bristande iakttagande av tekniska regimer i syntes- och bearbetningsprocessen, d.v.s. detta är ett tekniskt äktenskap som kan minimeras eller helt elimineras. Teknologiskt produktionsavfall bearbetas till olika produkter, som används som tillsats till de ursprungliga råvarorna etc.;

b) Industriellt konsumtionsavfall - ackumulerat som ett resultat av fel på produkter tillverkade av polymera material som används i olika sektorer av den nationella ekonomin (dämpade däck, behållare och förpackningar, maskindelar, jordbruksfilmavfall, gödningspåsar, etc.). Detta avfall är det mest homogena, minst förorenade och är därför av största intresse när det gäller återvinning.

c) offentligt konsumtionsavfall som samlas i våra hem, cateringanläggningar etc. och sedan hamnar på soptippar i staden; så småningom går de in i en ny kategori av avfall - blandat avfall.

De största svårigheterna är förknippade med bearbetning och användning av blandat avfall. Anledningen till detta är inkompatibiliteten hos termoplaster som ingår i hushållsavfallet, vilket kräver steg-för-steg-isolering. Dessutom är insamlingen av utslitna polymerprodukter från befolkningen en extremt komplex händelse ur organisatorisk synvinkel och har ännu inte etablerats i vårt land.

Den största mängden avfall förstörs - nedgrävning i jorden eller förbränning. Destruktion av avfall är dock ekonomiskt olönsamt och tekniskt svårt. Dessutom leder nedgrävning, översvämning och förbränning av polymeravfall till miljöföroreningar, till minskning av mark (organisering av deponier), etc.

Både deponi och förbränning fortsätter dock att vara ganska vanliga sätt att förstöra plastavfall. Oftast används värmen som frigörs vid förbränning för att generera ånga och elektricitet. Men kaloriinnehållet i de förbrända råvarorna är lågt, så förbränningsanläggningar är vanligtvis ekonomiskt ineffektiva. Dessutom, under förbränning, bildas sot från ofullständig förbränning av polymerprodukter, giftiga gaser frigörs och följaktligen återförorening av luft- och vattenbassängerna och snabbt slitage av ugnar på grund av allvarlig korrosion.

I början av 1970-talet under förra seklet började arbetet att utvecklas intensivt med att skapa bio-, foto- och vattennedbrytbara polymerer. Att få nedbrytbara polymerer väckte en sensation, och detta sätt att förstöra misslyckade plastprodukter sågs som idealiskt. Men efterföljande arbete i denna riktning visade att det är svårt att kombinera höga fysiska och mekaniska egenskaper, vackert utseende, förmågan att snabbt bryta ner och låg kostnad i produkter.

Under senare år har forskningen om självnedbrytande polymerer minskat avsevärt, främst på grund av att produktionskostnaderna för att tillverka sådana polymerer i allmänhet är mycket högre än för konventionella plaster, och denna destruktionsmetod är inte ekonomiskt lönsam.

Det huvudsakliga sättet att använda plastavfall är deras återvinning, d.v.s. återanvändning. Det visas att kapital- och driftskostnaderna för de viktigaste metoderna för avfallshantering inte överstiger, och i vissa fall till och med lägre än kostnaderna för deras förstörelse. Den positiva sidan med återvinning är också det faktum att en extra mängd användbara produkter erhålls för olika sektorer av den nationella ekonomin och att det inte sker någon återförorening av miljön. Av dessa skäl är återvinning inte bara en ekonomiskt lönsam, utan också en miljömässigt föredragen lösning på problemet med att använda plastavfall. Det uppskattas att endast en liten del (endast ett fåtal procent) av det årligen genererade polymeravfallet i form av avskrivna produkter återvinns. Orsaken till detta är de svårigheter som är förknippade med den preliminära beredningen (insamling, sortering, sortering, rengöring etc.) av avfall, bristen på specialutrustning för bearbetning etc.

De viktigaste sätten att återvinna plastavfall inkluderar:

1. termisk sönderdelning genom pyrolys;
2. sönderdelning för att erhålla initiala lågmolekylära produkter (monomerer, oligomerer);
3. återvinning.

Pyrolys är termisk nedbrytning av organiska produkter med eller utan syre. Pyrolys av polymeravfall gör det möjligt att erhålla högkaloribränsle, råvaror och halvfabrikat som används i olika tekniska processer, såväl som monomerer som används för polymersyntes.

De gasformiga produkterna från termisk nedbrytning av plast kan användas som bränsle för att producera arbetsånga. Flytande produkter används för att erhålla värmeöverföringsvätskor. Användningsområdet för fasta (vaxartade) produkter av plastavfallspyrolys är ganska brett (komponenter av olika typer av skyddande föreningar, smörjmedel, emulsioner, impregneringsmaterial, etc.)

Katalytiska hydrokrackningsprocesser har också utvecklats för att omvandla avfallspolymerer till bensin och eldningsoljor.

Många polymerer, som ett resultat av reversibiliteten av bildningsreaktionen, kan återigen sönderdelas till utgångsämnena. För praktisk användning är metoderna för att klyva PET, polyamider (PA) och skummade polyuretaner viktiga. Klyvningsprodukterna används återigen som råmaterial för polykondensationsprocessen eller som tillsatser till jungfrumaterialet. De föroreningar som finns i dessa produkter gör det dock ofta inte möjligt att erhålla polymerprodukter av hög kvalitet, såsom fibrer, men deras renhet är tillräcklig för tillverkning av gjutmassor, smältbara och lösliga lim.

Hydrolys är den omvända reaktionen av polykondensation. Med dess hjälp, med den riktade verkan av vatten vid komponenternas korsningar, förstörs polykondensat till de ursprungliga föreningarna. Hydrolys sker under extrema temperaturer och tryck. Reaktionsdjupet beror på mediets pH och de använda katalysatorerna.

Denna metod att använda avfall är mer energimässigt fördelaktig än pyrolys, eftersom kemiska produkter av hög kvalitet återgår till cirkulationen.

Jämfört med hydrolys är en annan metod, glykolys, mer ekonomisk för att bryta ner PET-avfall. Destruktion sker vid höga temperaturer och tryck i närvaro av etylenglykol och med deltagande av katalysatorer för att erhålla rent diglykoltereftalat. Det är också möjligt att transesterifiera karbamatgrupper i polyuretan enligt denna princip.

Ändå är den vanligaste termiska metoden för bearbetning av PET-avfall deras klyvning med metanol - metanolys. Processen fortskrider vid en temperatur över 150°C och ett tryck av 1,5 MPa, accelererad av interförestringskatalysatorer. Denna metod är mycket ekonomisk. I praktiken används också en kombination av glykolys- och metanolysmetoder.

För närvarande är det mest acceptabla för Ryssland återvinningen av avfallspolymermaterial mekanisk återvinning, eftersom denna metod för bearbetning inte kräver dyr specialutrustning och kan implementeras på vilken plats som helst för avfallsackumulering.

2.2 AVFALLSHANTERING AV POLYOLEFIN AVFALL

Polyolefiner är den mest multitonnage typen av termoplaster. De används i stor utsträckning inom olika industrier, transporter och jordbruk. Polyolefiner inkluderar hög- och lågdensitetspolyeten (HDPE och LDPE), PP. Det mest effektiva sättet att göra sig av med mjukvaruavfall är att återanvända det. Resurserna för sekundär PO är stora: enbart 1995 nådde LDPE-förbrukningsavfallet 2 miljoner ton. Användningen av sekundära termoplaster i allmänhet, och PO i synnerhet, gör det möjligt att öka graden av tillfredsställelse i dem med 15 ... 20%.

Metoder för återvinning av mjukvaruavfall beror på polymerens märke och deras ursprung. Processavfall återvinns lättast, d.v.s. produktionsavfall som inte har utsatts för intensiv ljusexponering under drift. Kräv inte komplicerade metoder för beredning och konsumentavfall från HDPE och PP, eftersom å ena sidan produkter gjorda av dessa polymerer inte heller utsätts för betydande påverkan på grund av deras design och syfte (tjockväggiga delar, behållare, tillbehör, etc. .), och å andra sidan är jungfruliga polymerer mer väderbeständiga än LDPE. Sådant avfall före återanvändning behöver bara malas och granuleras.

2.2.1 Strukturella och kemiska egenskaper hos återvunnen polyeten

Valet av tekniska parametrar för bearbetning av mjukvaruavfall och användningsområdena för de produkter som erhålls från dem beror på deras fysikalisk-kemiska, mekaniska och tekniska egenskaper, som i stor utsträckning skiljer sig från samma egenskaper hos den primära polymeren. Huvuddragen hos återvunnen LDPE (VLDPE), som bestämmer detaljerna för dess bearbetning, inkluderar: låg bulkdensitet; egenskaper hos smältans reologiska beteende, på grund av det höga innehållet av gel; ökad kemisk aktivitet på grund av strukturella förändringar som inträffar under bearbetningen av den primära polymeren och driften av produkter erhållna från den.

I processen för bearbetning och drift utsätts materialet för mekanokemiska påverkan, termisk, termisk och fotooxidativ nedbrytning, vilket leder till uppkomsten av aktiva grupper, som under efterföljande bearbetning kan initiera oxidationsreaktioner.

Förändringen i den kemiska strukturen börjar redan under den primära bearbetningen av PO, i synnerhet under extrudering, när polymeren utsätts för betydande termisk-oxidativa och mekanokemiska effekter. Det största bidraget till de förändringar som sker under drift görs av fotokemiska processer. Dessa förändringar är oåterkalleliga, medan de fysiska och mekaniska egenskaperna hos till exempel en polyetenfilm som har tjänat en eller två säsonger för att skydda växthus är nästan helt återställda efter överpressning och extrudering.

Bildandet av ett betydande antal karbonylgrupper i PE-filmen under dess drift leder till en ökad förmåga hos VLDPE att absorbera syre, vilket resulterar i bildandet av vinyl- och vinylidengrupper i de sekundära råvarorna, vilket avsevärt minskar den termisk-oxidativa stabiliteten. av polymeren under efterföljande bearbetning, initiera processen för fotoåldring av sådana material och produkter från dem minskar deras livslängd.

Närvaron av karbonylgrupper bestämmer varken de mekaniska egenskaperna (deras införande av upp till 9 % i den initiala makromolekylen har ingen signifikant effekt på materialets mekaniska egenskaper), eller överföringen av solljus genom filmen (absorptionen) ljus av karbonylgrupper ligger i våglängdsområdet mindre än 280 nm, och ljus av en sådan sammansättning praktiskt taget frånvarande från solspektrumet). Det är dock förekomsten av karbonylgrupper i PE som bestämmer dess mycket viktiga egenskap - motståndskraft mot ljus.

Initiativtagaren till fotoåldring av PE är hydroperoxider, som bildas under bearbetningen av det primära materialet i processen för mekanokemisk destruktion. Deras initierande verkan är särskilt effektiv i de tidiga stadierna av åldrandet, medan karbonylgrupper har en betydande effekt i de senare stadierna.

Som bekant inträffar konkurrerande reaktioner av förstörelse och strukturering under åldrandet. Konsekvensen av den första är bildningen av produkter med låg molekylvikt, den andra är bildningen av en olöslig gelfraktion. Bildningshastigheten för produkter med låg molekylvikt är maximal i början av åldrandet. Denna period kännetecknas av en låg gelhalt och en minskning av fysiska och mekaniska egenskaper.

Vidare minskar bildningshastigheten för produkter med låg molekylvikt, en kraftig ökning av innehållet i gelén och en minskning av den relativa förlängningen observeras, vilket indikerar förloppet av struktureringsprocessen. Sedan (efter att ha nått maximum) minskar gelinnehållet i VPE under dess fotoåldring, vilket sammanfaller med den fullständiga förbrukningen av vinylidengrupper i polymeren och uppnåendet av de maximalt tillåtna värdena för relativ förlängning. Denna effekt förklaras av involveringen av de resulterande rumsliga strukturerna i förstörelseprocessen, såväl som sprickbildning längs gränsen för morfologiska formationer, vilket leder till en minskning av fysiska och mekaniska egenskaper och en försämring av optiska egenskaper.

Förändringshastigheten i de fysiska och mekaniska egenskaperna hos WPE är praktiskt taget oberoende av innehållet i gelfraktionen i den. Gelhalten måste dock alltid beaktas som en strukturell faktor vid val av återvinningsmetod, modifiering och vid bestämning av polymerapplikationer.

I tabell. 1 visar egenskaperna hos LDPE före och efter åldring under tre månader och HLDPE erhållet genom extrudering från åldrad film.

1 Karakteristika för LDPE-egenskaper före och efter åldring

Egenskaper		original-	Efter operation	extrudering
Dragspänning, MPa
Förlängning vid brott, %
Sprickmotstånd, h
Ljusfasthet, dagar

Naturen för förändringen i de fysiska och mekaniska egenskaperna för LDPE och VLDPE är inte densamma: den primära polymeren uppvisar en monoton minskning i både styrka och relativ töjning, som är 30 respektive 70 % efter åldring i 5 månader. För återvunnen LDPE är förändringen i dessa indikatorer något annorlunda: brottspänningen förändras praktiskt taget inte, och den relativa töjningen minskar med 90 %. Anledningen till detta kan vara närvaron av en gelfraktion i HLDPE, som fungerar som ett aktivt fyllmedel i polymermatrisen. Närvaron av ett sådant "fyllmedel" är orsaken till uppkomsten av betydande spänningar, vilket resulterar i en ökning av materialets sprödhet, en kraftig minskning av relativ förlängning (upp till 10% av värdena för primär PE), sprickhållfasthet, draghållfasthet (10 ... 15 MPa), elasticitet, ökad styvhet.

I PE, under åldring, sker inte bara ackumulering av syrehaltiga grupper, inklusive keton, och lågmolekylära produkter, utan också en signifikant minskning av fysiska och mekaniska egenskaper, som inte återställs efter återvinning av den åldrade polyolefinfilmen. Strukturella-kemiska omvandlingar i HLDPE sker huvudsakligen i den amorfa fasen. Detta leder till en försvagning av gränsytan i polymeren, som ett resultat av vilket materialet förlorar sin styrka, blir skört, sprött och utsätts för ytterligare åldring både under upparbetning till produkter och under driften av sådana produkter, som är kännetecknas av låga fysiska och mekaniska egenskaper och livslängd.

För att bedöma de optimala metoderna för bearbetning av sekundära polyetenråmaterial är dess reologiska egenskaper av stor betydelse. HLDPE kännetecknas av låg fluiditet vid låga skjuvspänningar, som ökar med ökande spänning, och ökningen av fluiditet för HPE är större än för primär. Anledningen till detta är närvaron av en gel i HLDPE, vilket avsevärt ökar aktiveringsenergin för det viskösa flödet av polymeren. Fluiditeten kan styras genom att även ändra temperaturen under bearbetningen - med en ökning av temperaturen ökar smältans fluiditet.

Så ett material kommer för återvinning, vars bakgrund har en mycket betydande inverkan på dess fysiska, mekaniska och tekniska egenskaper. I återvinningsprocessen utsätts polymeren för ytterligare mekanokemiska och termiskt oxidativa effekter, och förändringen i dess egenskaper beror på bearbetningsfrekvensen.

När man studerade effekten av bearbetningsfrekvensen på egenskaperna hos de resulterande produkterna visade det sig att 3-5 gånger bearbetning har en obetydlig effekt (mycket mindre än primär). En märkbar minskning av styrkan börjar vid 5 - 10 gångers bearbetning. I processen med upprepad bearbetning av HLDPE rekommenderas att öka gjuttemperaturen med 3...5% eller antalet varv av skruven under extrudering med 4...6% för att förstöra den resulterande gelen. Det bör noteras att i processen med upprepad bearbetning, särskilt när de utsätts för atmosfäriskt syre, sker en minskning av molekylvikten hos polyolefiner, vilket leder till en kraftig ökning av materialets bräcklighet. Upprepad bearbetning av en annan polymer från klassen av polyolefiner - PP leder vanligtvis till en ökning av smältflödesindex (MFR), även om materialets hållfasthetsegenskaper inte genomgår betydande förändringar. Därför kan avfallet som genereras vid tillverkningen av PP-delar, liksom själva delarna vid slutet av deras livslängd, återanvändas i en blandning med originalmaterialet för att få nya delar.

Av allt ovanstående följer att sekundära mjukvaruråvaror bör modifieras för att förbättra kvaliteten och öka livslängden för produkter tillverkade av dem.

2.2.2 Teknik för att bearbeta återvunna polyolefinråvaror till granulat

För att omvandla termoplastavfall till råvaror som är lämpliga för vidarebearbetning till produkter är dess förbehandling nödvändig. Valet av förbehandlingsmetod beror främst på källan till avfallsgenereringen och graden av förorening. Således bearbetas homogent avfall från produktion och bearbetning av LDPE vanligtvis på platsen för deras generering, vilket kräver liten förbehandling - främst malning och granulering.

Avfall i form av föråldrade produkter kräver noggrannare förberedelser. Förbehandling av PE-filmavfall från jordbruket, gödselpåsar, avfall från andra kompakta källor och blandat avfall innefattar följande steg: sortering (grov) och identifiering (för blandat avfall), rivning, separering av blandat avfall, tvättning, torkning. Därefter utsätts materialet för granulering.

Försortering ger en grov separering av avfall enligt olika egenskaper: färg, dimensioner, form och, om nödvändigt och möjligt, efter plasttyper. Försortering sker vanligtvis för hand på bord eller på transportband; vid sortering avlägsnas samtidigt olika främmande föremål och inneslutningar från avfallet.

Separeringen av blandat (hushålls-) avfallstermoplast per typ utförs med följande huvudmetoder: flotation, separering i tunga medier, flygseparering, elektrisk separering, kemiska metoder och djupkylningsmetoder. Den mest använda metoden är flotationsmetoden, som möjliggör separering av blandningar av industriella termoplaster som PE, PP, PS och PVC. Separering av plaster utförs genom att tillsätta ytaktiva ämnen till vatten, som selektivt ändrar sina hydrofila egenskaper.

I vissa fall kan ett effektivt sätt att separera polymerer vara att lösa dem i ett vanligt lösningsmedel eller i en blandning av lösningsmedel. Genom att behandla lösningen med ånga, isoleras PVC, PS och en blandning av polyolefiner; produkters renhet - inte mindre än 96%.

Flotation och separationsmetoder i tunga medier är de mest effektiva och kostnadseffektiva av alla de som listas ovan.

Avfall som har blivit föråldrat och innehåller högst 5 % av föroreningar från råvarulagret skickas till sopsorteringsenheten 1 , under vilken slumpmässiga främmande inneslutningar avlägsnas från dem och kraftigt förorenade bitar kasseras. Avfall som sorterats krossas i knivkrossar 2 våt- eller torrmalning för att få en lös massa med en partikelstorlek på 2 ... 9 mm.

En slipanordnings prestanda bestäms inte bara av dess design, antalet och längden på knivar, rotorhastigheten, utan också av typen av avfall. Således är den lägsta produktiviteten vid bearbetning av skumplastavfall, som tar upp en mycket stor volym och är svårt att kompakt lasta. Högre produktivitet uppnås vid bearbetning av avfallsfilmer, fibrer, blåsta produkter.

För alla knivkrossar är ett karakteristiskt drag ökat ljud, vilket är förknippat med detaljerna i processen för att slipa sekundära polymermaterial. För att minska ljudnivån är kvarnen, tillsammans med motor och fläkt, innesluten i ett ljudskyddande hölje, som kan vara löstagbart och har speciella fönster med luckor för lastning av det krossade materialet.

Malning är ett mycket viktigt steg i beredningen av avfall för bearbetning, eftersom malningsgraden bestämmer bulkdensiteten, flytbarheten och partikelstorleken hos den resulterande produkten. Styrning av malningsgraden gör det möjligt att mekanisera bearbetningsprocessen, förbättra materialets kvalitet genom att beräkna dess tekniska egenskaper i genomsnitt, minska varaktigheten av andra tekniska operationer och förenkla utformningen av bearbetningsutrustning.

En mycket lovande metod för slipning är kryogen, vilket gör det möjligt att få pulver från avfall med en spridningsgrad på 0,5 ... 2 mm. Användningen av pulverteknik har ett antal fördelar: minskad blandningstid; minskning av energiförbrukningen och kostnaden för arbetstimmar för det nuvarande underhållet av blandare; bättre fördelning av komponenterna i blandningen; minskning av förstörelse av makromolekyler, etc.

Av de kända metoderna för att erhålla pulveriserade polymera material som används inom kemisk teknologi är den mest acceptabla metoden för malning av termoplastiskt avfall mekanisk malning. Mekanisk malning kan utföras på två sätt: kryogent (malning i flytande kväve eller andra kylmedelsmedium och vid normala temperaturer i miljön av deagglomererande ingredienser, som är mindre energikrävande.

Därefter matas det krossade avfallet in i tvättmaskinen för tvätt. 3 . Tvättning utförs i flera steg med speciella tvättmedelsblandningar. urvriden i en centrifug 4 en massa med en fukthalt på 10 ... 15 % matas till den slutliga uttorkningen i en torkanläggning 5 tills den kvarvarande fukthalten är 0,2 %, och sedan in i granulatorn 6 (fig. 1.1).

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

Ris. 1.1 Schema för återvinning av polyolefiner till granulat:

1 - avfallssorteringsenhet; 2 - kross; 3 - tvättmaskin; 4 - centrifug; 5 - torkanläggning; 6 - granulator

Olika typer av torktumlare används för torkning av avfall: hylla, bälte, slev, fluidiserad bädd, virvel, etc.

Växter produceras utomlands, där det finns enheter för både tvätt och torkning med en kapacitet på upp till 350 ... 500 kg / h. I en sådan installation laddas det krossade avfallet i ett bad, som är fyllt med en tvättlösning. Filmen blandas med en paddelblandare medan smutsen lägger sig i botten och den tvättade filmen flyter. Dehydrering och torkning av filmen utförs på en vibrerande skärm och i en virvelseparator. Den resterande fuktigheten är mindre än 0,1 %.

Granulering är det sista steget i beredningen av sekundära råvaror för vidareförädling till produkter. Detta steg är särskilt viktigt för HLDPE på grund av dess låga bulkdensitet och svårigheten att transportera. Under granuleringsprocessen komprimeras materialet, dess vidare bearbetning underlättas, egenskaperna hos sekundära råvaror medelvärdes, vilket resulterar i ett material som kan bearbetas på standardutrustning.

För plasticering av krossade och rengjorda avfallsprodukter används enskruvsextruder med en längd på (25 ... 30) mest. D utrustad med ett kontinuerligt filter och har en avgasningszon. På sådana extrudrar bearbetas praktiskt taget alla typer av sekundära termoplaster ganska effektivt med en bulkdensitet av det krossade materialet i intervallet 50 ... 300 kg / m3. För bearbetning av förorenat och blandat avfall krävs dock maskpressar av speciell design, med korta flertrådiga maskar (längd (3,5 ... 5) D) med ett cylindriskt munstycke i extruderingszonen.

Huvudenheten i detta system är en extruder med en driveffekt på 90 kW, en skruvdiameter på 253 mm och ett förhållande L/D= 3,75. Vid utgången av extrudern designades ett korrugerat munstycke med en diameter på 420 mm. På grund av värmen som genereras av friktions- och skjuvningseffekter på polymermaterialet, smälter det på kort tid, och snabb homogenisering säkerställs.

smälta. Genom att ändra gapet mellan konmunstycket och höljet är det möjligt att justera skjuvkraften och friktionskraften samtidigt som bearbetningsläget ändras. Eftersom smältning sker mycket snabbt, observeras ingen termisk nedbrytning av polymeren. Systemet är utrustat med en avgasningsenhet, vilket är en förutsättning för bearbetning av sekundära polymerråvaror.

Sekundära granulära material erhålls beroende på sekvensen av skärnings- och kylprocesser på två sätt: granulering på huvudet och undervattensgranulering. Valet av granuleringsmetod beror på egenskaperna hos den termoplast som ska bearbetas, och särskilt på viskositeten hos dess smälta och vidhäftning till metallen.

Vid granulering på huvudet pressas polymersmältan ut genom hålet i form av cylindriska buntar, som skärs av av knivar som glider längs spinndysplattan. De resulterande granulerna kasseras med en kniv från huvudet och kyls. Skärning och kylning kan utföras i luft, i vatten eller genom skärning i luft och kylning i vatten. För mjukvara som har hög vidhäftning till metall och en ökad benägenhet att klibba ihop används vatten som kylmedium.

Vid användning av utrustning med stor enhetskapacitet används så kallad undervattensgranulering. Med denna metod pressas polymersmältan ut i form av strängar genom hålen på spinndysplattan på huvudet omedelbart i vattnet och skärs till granulat med roterande knivar. Temperaturen på kylvattnet hålls inom intervallet 50...70 °C, vilket bidrar till en mer intensiv avdunstning av fuktrester från granulernas yta; vattenmängden är 20…40 m3 per 1 ton granulat.

Oftast bildas strängar eller band i granulatorhuvudet, som granuleras efter kylning i ett vattenbad. Diametern på de erhållna granulerna är 2…5 mm.

Kylning bör utföras med en optimal hastighet så att granulerna inte deformeras, inte klibbar ihop och för att säkerställa att kvarvarande fukt avlägsnas.

Huvudtemperaturen har en betydande effekt på storleksfördelningen av granulerna. Galler placeras mellan extrudern och munstycksutloppen för att säkerställa en enhetlig smälttemperatur. Antalet utloppshål i huvudet är 20…300.

Granuleringsprocessens prestanda beror på typen av sekundär termoplast och dess reologiska egenskaper.

Studier av HPE-granulat indikerar att dess viskösa egenskaper praktiskt taget inte skiljer sig från egenskaperna hos primär PE, dvs. den kan bearbetas under samma extrudering och formsprutning som ny PE. De resulterande produkterna kännetecknas dock av låg kvalitet och hållbarhet.

Granulat används för att tillverka förpackningar för hushållskemikalier, galgar, konstruktionsdelar, jordbruksredskap, lastpallar för godstransport, avgasrör, foder av dräneringskanaler, tryckfria rör för melioration och andra produkter. Dessa produkter erhålls från "rena" sekundära råvaror. Men mer lovande är tillsatsen av sekundära råvaror till den primära i mängden 20 ... 30%. Införandet av mjukgörare, stabilisatorer och fyllmedel i polymerkompositionen gör det möjligt att öka denna siffra till 40–50%. Detta förbättrar de fysiska och mekaniska egenskaperna hos produkter, men deras hållbarhet (när de används i tuffa klimatförhållanden) är bara 0,6 ... 0,75 av hållbarheten för produkter tillverkade av primär polymer. Ett mer effektivt sätt är modifiering av sekundära polymerer, såväl som skapandet av högfyllda sekundära polymermaterial.

2.2.3 Metoder för att modifiera återvunna polyolefiner

Resultaten av studien av mekanismen för processer som inträffar under drift och bearbetning av programvara och deras kvantitativa beskrivning gör det möjligt för oss att dra slutsatsen att mellanprodukter erhållna från sekundära råvaror inte bör innehålla mer än 0,1 ... 0,5 mol oxiderade aktiva grupper och ha optimal molekylvikt och MWD , samt att ha reproducerbara fysiska, mekaniska och tekniska indikatorer. Endast i detta fall kan halvfabrikatet användas för produktion av produkter med en garanterad livslängd för att ersätta de knappa primära råvarorna. Det för närvarande producerade granulatet uppfyller dock inte dessa krav.

Ett tillförlitligt sätt att lösa problemet med att skapa högkvalitativa polymera material och produkter från sekundär programvara är modifiering av granulat, vars syfte är att skydda funktionella grupper och aktiva centra med kemiska eller fysikaliskkemiska metoder och skapa ett material som är homogent i struktur med reproducerbara egenskaper.

Metoder för att modifiera den sekundära PO av råvaror kan delas in i kemisk (tvärbindning, införande av olika tillsatser, huvudsakligen av organiskt ursprung, bearbetning med kiselorganiska vätskor, etc.) och fysiska och mekaniska (fyllning med mineraliska och organiska fyllmedel).

Till exempel uppnås det maximala innehållet i gelfraktionen (upp till 80 %) och de högsta fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos tvärbunden VLDPE med införandet av 2–2,5 % dikumylperoxid på rullar vid 130°C under 10 minuter. Den relativa brottöjningen för sådant material är 210 %, smältflödesindex är 0,1...0,3 g/10 min. Graden av tvärbindning minskar med en ökning av temperaturen och en ökning av valsningens varaktighet som ett resultat av en konkurrerande nedbrytningsprocess. Detta gör att du kan justera graden av tvärbindning, fysiska, mekaniska och tekniska egenskaper hos det modifierade materialet.

En metod har utvecklats för att forma produkter från HLDPE genom att införa dikumylperoxid direkt i processen för bearbetning, och prototyper av rör och gjutna produkter innehållande 70 ... 80 % av gelfraktionen har erhållits.

Införandet av vax och elastomer (upp till 5 massdelar) förbättrar avsevärt bearbetbarheten av VPE, ökar de fysiska och mekaniska egenskaperna (särskilt brottförlängning och sprickbeständighet - med 10% respektive från 1 till 320 timmar) och minskar deras spridning, vilket indikerar en ökning av materialets homogenitet.

Modifiering av HLDPE med maleinsyraanhydrid i en skivextruder leder också till en ökning av dess styrka, värmebeständighet, vidhäftningsförmåga och motståndskraft mot fotoåldring. I detta fall uppnås den modifierande effekten vid en lägre koncentration av modifieringsmedlet och en kortare varaktighet av processen än med införandet av elastomer.

Ett lovande sätt att förbättra kvaliteten på polymera material från sekundär PO är termomekanisk behandling med kiselorganiska föreningar. Denna metod gör det möjligt att erhålla produkter från återvunnet material med ökad styrka, elasticitet och motståndskraft mot åldrande. Modifieringsmekanismen består i bildandet av kemiska bindningar mellan siloxangrupperna i den organiska kiselvätskan och omättade bindningar och syrehaltiga grupper av sekundär PO.

Den tekniska processen för att erhålla ett modifierat material inkluderar följande steg: sortering, krossning och tvätt av avfall; behandling av avfall med organisk kiselvätska vid 90 ± 10 °С i 4…6 timmar; torkning av modifierat avfall genom centrifugering; omgranulering av modifierat avfall.

Utöver fastfasmodifieringsmetoden föreslås en metod för att modifiera VPE i lösning, som gör det möjligt att erhålla ett VLDPE-pulver med en partikelstorlek på högst 20 μm. Detta pulver kan användas för bearbetning till produkter genom rotationsgjutning och för beläggning genom elektrostatisk sprutning.

Av stort vetenskapligt och praktiskt intresse är skapandet av fyllda polymera material baserade på återvunna polyetenråvaror. Användningen av polymera material från återvunnet material som innehåller upp till 30% fyllmedel kommer att göra det möjligt att frigöra upp till 40% av primära råvaror och skicka det till produktion av produkter som inte kan erhållas från sekundära råvaror (tryckrör, förpackningsfilmer) , transport av återanvändbara behållare etc.). Detta kommer att avsevärt minska bristen på primära polymerråvaror.

För att erhålla fyllda polymera material från återvunnet material är det möjligt att använda dispergerade och förstärkande fyllmedel av mineraliskt och organiskt ursprung, samt fyllmedel som kan erhållas från polymeravfall (krossat härdplastavfall och gummismulor). Nästan allt termoplastavfall kan fyllas, liksom blandavfall, vilket även för detta ändamål är att föredra ur ekonomisk synpunkt.

Till exempel är ändamålsenligheten med att använda lignin förknippad med närvaron av fenoliska föreningar i det, vilket bidrar till stabiliseringen av VPEN under drift; glimmer - med produktion av produkter med låg krypning, ökad värme- och väderbeständighet, och kännetecknas också av lågt slitage på bearbetningsutrustning och låg kostnad. Kaolin, skalberg, skifferaska, kolsfärer och järn används som billiga inerta fyllmedel.

Med införandet av fint dispergerat fosfogips granulerat i polyetenvax i WPE erhölls kompositioner med ökad brottöjning. Denna effekt kan förklaras av den mjukgörande effekten av polyetenvax. Sålunda är draghållfastheten för VPE fylld med fosfogips 25 % högre än den för VPE, och dragmodulen är 250 % högre.

Den förstärkande effekten när glimmer införs i HPE är förknippad med egenskaperna hos fyllmedlets kristallina struktur, ett högt karakteristiskt förhållande (förhållandet mellan flingdiametern och tjockleken) och användningen av krossad, pulverformig HPE gjorde det möjligt för att bevara flingornas struktur med minimal förstörelse.

Kompositioner som innehåller lignin, skiffer, kaolin, sfärer, sapropellavfall har relativt låga fysikaliska och mekaniska egenskaper, men de är billigast och kan användas vid tillverkning av byggprodukter.

2.3 ÅTERVINNING AV POLYVINYLKLORID

Under bearbetningen utsätts polymerer för höga temperaturer, skjuvspänningar och oxidation, vilket leder till en förändring av materialets struktur, dess tekniska och operativa egenskaper. Förändringen i materialets struktur påverkas avgörande av termiska och termiskt-oxidativa processer.

PVC är en av de minst stabila industriella kolkedjepolymererna. PVC-nedbrytningsreaktion - dehydrokloreringen börjar redan vid temperaturer över 100 °C, och vid 160 °C fortskrider reaktionen mycket snabbt. Som ett resultat av termisk oxidation av PVC uppstår aggregerande och disaggregativa processer - tvärbindning och destruktion.

Förstörelsen av PVC åtföljs av en förändring i polymerens initiala färg på grund av bildandet av kromoforgrupper och en betydande försämring av fysiska, mekaniska, dielektriska och andra prestandaegenskaper. Tvärbindning resulterar i omvandlingen av linjära makromolekyler till grenade och, slutligen, till tvärbundna tredimensionella strukturer; samtidigt försämras polymerens löslighet och dess förmåga att bearbetas avsevärt. I fallet med mjukgjord PVC minskar tvärbindning mjukningsmedlets kompatibilitet med polymeren, ökar mjukningsmedlets migration och försämrar irreversibelt materialens prestandaegenskaper.

Tillsammans med att ta hänsyn till påverkan av driftsförhållanden och frekvensen av bearbetning av sekundära polymermaterial, är det nödvändigt att utvärdera det rationella förhållandet mellan avfall och färska råvaror i kompositionen avsedd för bearbetning.

Vid extrudering av produkter från blandade råvaror finns risk för kasseringar på grund av olika smältviskositeter, därför föreslås extrudering av ny och återvunnen PVC på olika maskiner, dock kan pulvriserad PVC nästan alltid blandas med återvunnen polymer.

En viktig egenskap som bestämmer den grundläggande möjligheten att återvinna PVC-avfall (tillåten handläggningstid, livslängd för det återvunna materialet eller produkten), samt behovet av ytterligare förstärkning av den stabiliserande gruppen, är den termiska stabilitetstiden.

2.3.1 Metoder för behandling av PVC-avfall

Homogent industriavfall återvinns som regel och i de fall endast tunna lager av material utsätts för djup åldring.

I vissa fall rekommenderas det att använda ett slipverktyg för att ta bort det nedbrutna skiktet med efterföljande bearbetning av materialet till produkter som inte har sämre egenskaper än produkter erhållna från originalmaterialen.

För att separera polymeren från metallen (trådar, kablar) används en pneumatisk metod. Typiskt kan isolerad mjukgjord PVC användas som lågspänningstrådisolering eller formsprutade produkter. För att ta bort metall- och mineralinneslutningar kan erfarenheten från mjölmalningsindustrin baserad på användningen av induktionsmetoden, metoden för separation med magnetiska egenskaper användas. För att skilja aluminiumfolie från termoplast används uppvärmning i vatten vid 95–100 °C.

Det föreslås att sänka ned oanvändbara behållare med etiketter i flytande kväve eller syre med en temperatur som inte är högre än -50 ° C för att göra etiketterna eller klistret spröda, vilket sedan gör att de lätt kan krossas och separera ett homogent material, såsom papper .

En energibesparande metod för torrberedning av plastavfall med hjälp av en komprimator. Metoden rekommenderas för bearbetning av konstläder (IR) avfall, PVC-linoleum och inkluderar ett antal tekniska operationer: slipning, separation av textilfibrer, plasticering, homogenisering, kompaktering och granulering; tillsatser kan också tillsättas. Foderfibrerna separeras tre gånger - efter första knivkrossning, efter packning och sekundär knivkrossning. En formmassa erhålls som kan bearbetas genom formsprutning, som fortfarande innehåller fibrösa komponenter som inte stör bearbetningen utan fungerar som ett fyllmedel som förstärker materialet.

2.3.2 Metoder för återvinning av PVC-plastavfall

Formsprutning

De huvudsakliga typerna av avfall baserade på ofylld PVC är ogelatinerad plastisol, tekniskt avfall och defekta produkter. Vid företag inom lätt industri i Ryssland används följande teknik för bearbetning av plastisolavfall genom formsprutningsmetoder.

Det har konstaterats att produkter från återvunnet PVC-material av tillfredsställande kvalitet kan erhållas med plastisolteknik. Processen innefattar att strimla avfallsfilmer och -ark, förbereda PVC-pasta i en mjukgörare, gjuta en ny produkt genom gjutning.

Ogelatinerad plastisol samlades upp i behållare under rengöring av dispensern, mixern, utsattes för gelatinering, blandades sedan med processavfall och defekta produkter på rullar, de resulterande arken bearbetades på roterande kvarnar. Den sålunda erhållna plastisolsmulan bearbetades genom formsprutning. Plastisolsmula i mängden 10 ... 50 vikt. h kan användas i en komposition med gummi för att erhålla gummiblandningar, och detta gör det möjligt att utesluta mjukgörare från formuleringarna.

För avfallsbearbetning genom formsprutning används som regel maskiner av intrångstyp, med en konstant roterande skruv, vars design säkerställer spontan uppfångning och homogenisering av avfall.

En av de lovande metoderna för att använda PVC-avfall är flerkomponentsgjutning. Med denna metod för bearbetning har produkten yttre och inre lager av olika material. Det yttre skiktet är som regel kommersiell plast av hög kvalitet, stabiliserad, färgad, med ett bra utseende. Det inre lagret är återvunnet polyvinylkloridråmaterial. Bearbetningen av termoplaster med denna metod gör det möjligt att avsevärt spara knappa primära råvaror, vilket minskar förbrukningen med mer än två gånger.

Extrudering

För närvarande är en av de mest effektiva metoderna för att bearbeta avfall av PVC-baserade polymera material i syfte att avyttra dem metoden för dispergering av elastisk töjning, baserad på fenomenet multipel förstörelse under förhållanden med kombinerad exponering för högt tryck och skjuvning deformation vid förhöjd temperatur.

Elastisk deformationsspridning av preliminärt grovkrossade material med en partikelstorlek på 103 μm utförs i en enskruvs roterande dispergerare. Användt avfall, mjukgjorda duplicerade filmmaterial på annan basis (linoleum på basis av polyesterväv, skum på pappersbasis, konstläder på basis av bomullstyg) bearbetas till ett dispergerat homogent sekundärt material, som är en blandning av PVC-plast med en krossad bas med den mest sannolika partikelstorleken 320…615 µm, övervägande asymmetrisk, med en hög specifik yta (2,8…4,1 m2/g). De optimala dispersionsförhållandena under vilka den mest dispergerade produkten bildas är temperaturen i dispergeringsmedelszonerna 130 ... 150 ... 70 °C; belastningsgrad inte mer än 60%; minsta skruvhastighet 35 rpm. En ökning av bearbetningstemperaturen för PVC-material leder till en oönskad intensifiering av nedbrytningsprocesser i polymeren, vilket uttrycks i att produkten mörknar. Att öka belastningsgraden och skruvens rotationshastighet förvärrar materialets spridning.

Återvinning av avfall av grundlöst mjukgjort PVC-material (jordbruksfilm, isoleringsfilm, PVC-slangar) genom elastisk deformationsdispergering för att erhålla högkvalitativt högdispergerat sekundärt material kan utföras utan tekniska svårigheter med en större variation i spridningssätt. En mer finfördelad produkt bildas med en partikelstorlek av 240 ... 335 mikron, övervägande sfärisk till formen.

Den elastiska deformationspåverkan under spridningen av styva PVC-material (slagtåligt material för flaskor för mineralvatten, sanitära PVC-rör etc.) måste utföras vid högre temperaturer (170 ... 180 ... minsta skruvhastighet 35 rpm. Vid avvikelse från de specificerade spridningslägena observeras tekniska svårigheter och försämring av kvaliteten på den resulterande sekundära produkten när det gäller spridning.

Vid bearbetning av PVC-avfallsmaterial, samtidigt med dispersion, är det möjligt att utföra modifieringen av polymermaterialet genom att införa 1 ... 3 viktprocent. h metallhaltiga värmestabilisatorer och 10 ... 30 vikt. h mjukgörare. Detta leder till en ökning av den termiska stabilitetsmarginalen vid användning av metallstearater med 15...50 min och en förbättring av smältflödeshastigheten för materialet som bearbetas tillsammans med estermjukgörare med 20...35%, samt en förbättring i dispergeringsprocessens tillverkningsbarhet.

De resulterande sekundära PVC-materialen, på grund av den höga dispersionen och den utvecklade ytan av partiklarna, har ytaktivitet. Denna egenskap hos de resulterande pulvren förutbestämde deras mycket goda kompatibilitet med andra material, vilket gör det möjligt att använda dem för att ersätta (upp till 45 vikt-%) det ursprungliga råmaterialet vid framställning av samma eller nya polymermaterial.

Dubbelskruvextruder kan också användas för att bearbeta PVC-avfall. De uppnår utmärkt homogenisering av blandningen, och plasticeringsprocessen utförs under mildare förhållanden. Eftersom dubbelskruvextrudrar arbetar enligt principen om förskjutning, är uppehållstiden för polymeren i dem vid mjukningstemperaturen klart definierad och dess fördröjning i högtemperaturzonen är utesluten. Detta förhindrar överhettning och termisk nedbrytning av materialet. Enhetligheten i passagen av polymeren genom cylindern ger goda förhållanden för avgasning i lågtryckszonen, vilket gör det möjligt att avlägsna fukt, nedbrytnings- och oxidationsprodukter och andra flyktiga ämnen som vanligtvis finns i avfallet.

För bearbetning av polymerkompositmaterial, inklusive IR, kabelisoleringsavfall, pappersbaserade termoplastbeläggningar och andra, kan metoder baserade på en kombination av extruderingsförberedelse och formpressning användas. För att implementera denna metod föreslås en enhet, bestående av två maskiner, vars insprutning är 10 kg. Andelen icke-polymera material som är speciellt införda i avfallet kan vara upp till 25%, och även kopparhalten kan nå 10%.

Metoden för samextrudering av den färska termoplasten som bildar väggskikten och avfallspolymeren som utgör det inre skiktet används också, som ett resultat kan en treskiktsprodukt (till exempel en film) erhållas. En annan metod - formblåsning föreslås i. I den utvecklade konstruktionen av blåsextruderingsanläggningen tillhandahålls en skruvdriven extruder med blåsdrivning som smältgenerator. Formblåsning av en blandning av ny och återvunnen PVC används för att tillverka flaskor, behållare och andra ihåliga produkter.

Kalandrering

Ett exempel på avfallsåtervinning genom kalandrering är den så kallade Regal-processen, som går ut på att kalandrera materialet och få fram skivor och plåtar som används för tillverkning av containrar och möbler. Bekvämligheten med en sådan process för bearbetning av avfall av olika sammansättning ligger i enkelheten att justera den genom att ändra gapet mellan kalandervalsarna för att uppnå en god skjuvning och dispersiv effekt på materialet. God plasticering och homogenisering av materialet under bearbetning säkerställer produktion av produkter med tillräckligt höga hållfasthetsegenskaper. Metoden är ekonomiskt fördelaktig för termoplaster mjukade vid relativt låga temperaturer, främst mjuk PVC.

För beredning av IC- och lenoleumavfall har en enhet utvecklats, bestående av en knivkross, en blandningstrumma och trevals malvalsar. Som ett resultat av hög friktion, högt presstryck och blandning mellan roterande ytor krossas, mjukgörs och homogeniseras blandningens komponenter ytterligare. Redan i en passage genom maskinen får materialet en ganska bra kvalitet.

Brådskande

En av de traditionella metoderna för att bearbeta avfallspolymermaterial är pressning, i synnerhet kan Regal-Converter-metoden kallas den vanligaste. Malningsavfall av enhetlig tjocklek på ett transportband matas in i ugnen och smälts. Massan som mjukgjorts på detta sätt pressas sedan. Den föreslagna metoden bearbetar blandningar av plast med en halt av främmande ämnen på mer än 50 %.

Det finns ett kontinuerligt sätt att återvinna syntetiska mattor och IR. Dess väsen är som följer: det malda avfallet matas in i blandaren, där 10% av bindemedlet, pigment, fyllmedel (för förstärkning) tillsätts. Plattor pressas från denna blandning i en tvåbandspress. Plattorna har en tjocklek på 8…50 mm med en densitet på ca 650 kg/m3. På grund av plåtens porositet har de värme- och ljudisolerande egenskaper. De används inom maskinteknik och i bilindustrin som strukturella element. Med en- eller tvåsidig laminering kan dessa plattor användas inom möbelindustrin. I USA används pressningsprocessen för att göra tunga plåtar.

En annan teknisk metod används också, baserad på skumning i formen. De utvecklade alternativen skiljer sig åt i metoderna för att introducera jäsmedel i sekundära råvaror och i tillförseln av värme. Jäsmedlen kan införas i en intern bländare eller extruder. Metoden för formad skumning är dock mer produktiv när porbildningsprocessen utförs i en press.

En betydande nackdel med metoden för pressintring av polymeravfall är den svaga blandningen av blandningskomponenterna, vilket leder till en minskning av de mekaniska egenskaperna hos de resulterande materialen.

Problemet med att återvinna PVC-plastavfall håller för närvarande på att utvecklas intensivt, men det finns många svårigheter förknippade främst med närvaron av ett fyllmedel. Vissa utvecklare har tagit vägen att isolera polymeren från kompositen med dess efterföljande användning. Dessa tekniska alternativ är dock ofta oekonomiska, tidskrävande och lämpliga för ett snävt materialutbud.

Kända metoder för direkt termoformning kräver antingen höga extra kostnader (förberedande operationer, tillsats av primär polymer, mjukgörare, användning av specialutrustning) eller tillåter inte bearbetning av högfyllt avfall, i synnerhet PVC-plast.

2.4 AVFALLSHANTERING AV POLYSTYRENPLASTAVFALL

Polystyrenavfall ackumuleras i form av föråldrade produkter gjorda av PS och dess sampolymerer (brödlådor, vaser, syrniki, olika rätter, grillar, burkar, galgar, täckplåtar, delar av kommersiell och laboratorieutrustning, etc.), samt i form av industriellt (teknologiskt) avfall av PS för allmänt bruk, slagtålig PS (HIPS) och dess sampolymerer.

Återvinning av polystyrenplast kan gå till på följande sätt:

1. bortskaffande av starkt förorenat industriavfall;
2. utnyttjande av tekniskt avfall av HIPS- och ABS-plast genom formsprutning, extrudering och pressning;
3. bortskaffande av utslitna produkter;
4. återvinning av expanderad polystyren (EPS) avfall;
5. bortskaffande av blandat avfall.

Starkt förorenat industriavfall genereras vid tillverkning av PS och polystyrenplaster vid rengöring av reaktorer, extrudrar och produktionslinjer i form av bitar av olika storlekar och former. På grund av föroreningar, heterogenitet och låg kvalitet förstörs detta avfall huvudsakligen genom förbränning. Det är möjligt att använda dem genom att förstöra, genom att använda de resulterande flytande produkterna som bränsle.

Möjligheten att fästa jonogena grupper till bensenringen av polystyren gör det möjligt att erhålla jonbytare på dess basis. Lösligheten av polymeren under bearbetning och drift förändras inte heller. För att erhålla mekaniskt starka jonbytare är det därför möjligt att använda tekniskt avfall och utslitna polystyrenprodukter, vars molekylvikt justeras genom termisk destruktion till de värden som krävs av villkoren för syntes av jonbytare (40 ... 50 tusen). Efterföljande klormetylering av de erhållna produkterna leder till bildning av föreningar lösliga i vatten, vilket indikerar möjligheten att använda sekundära polystyrenråmaterial för att erhålla lösliga polyelektrolyter.

Tekniskt avfall PS (liksom mjukvara) i sina fysiska, mekaniska och tekniska egenskaper skiljer sig inte från primära råvaror. Detta avfall är återvinningsbart och för det mesta

används i de företag där de bildas. De kan läggas till den primära PS eller användas som oberoende råvaror i produktionen av olika produkter.

En betydande mängd tekniskt avfall (upp till 50%) genereras under bearbetningen av polystyrenplaster genom formsprutning, extrudering och vakuumformning, vars återgång till de tekniska bearbetningsprocesserna avsevärt kan öka effektiviteten i användningen av polymera material och skapa avfallsfri produktion inom plastbearbetningsindustrin.

ABS-plaster används i stor utsträckning inom bilindustrin för tillverkning av stora bildelar, vid tillverkning av sanitetsutrustning, rör, konsumtionsvaror etc.

I samband med den ökade konsumtionen av styrenplaster ökar också mängden avfall, vars användning är ekonomiskt och miljömässigt genomförbar, med hänsyn tagen till ökade kostnader för råvaror och minskning av deras resurser. I många fall kan återvunnet material användas för att ersätta jungfruliga material.

Det har fastställts att under upprepad bearbetning av ABS-polymeren sker två konkurrerande processer i den: å ena sidan partiell förstörelse av makromolekyler, å andra sidan partiell intermolekylär tvärbindning, som ökar med ökningen av antalet bearbetningscykler. .

När man valde en metod för att bearbeta extruderad ABS, bevisades den grundläggande möjligheten att gjuta produkter genom direkt pressning, extrudering och formsprutning.

Ett effektivt tekniskt steg i ABS-avfallsbearbetningen är polymertorkning, vilket gör det möjligt att få fukthalten i den till en nivå som inte överstiger 0,1%. I det här fallet elimineras bildandet av sådana defekter i materialet som härrör från överskott av fukt som en fjällande yta, silverfärgning, delaminering av produkter i tjocklek; Förtorkning förbättrar materialegenskaperna med 20…40 %.

Den direkta kompressionsmetoden visar sig emellertid vara ineffektiv, och extrudering av polymeren är svår på grund av dess höga viskositet.

Bearbetningen av tekniskt avfall av ABS-polymer genom formsprutning verkar lovande. I detta fall, för att förbättra polymerens fluiditet, är det nödvändigt att introducera tekniska tillsatser. Tillsatsen till polymeren underlättar bearbetningen av ABS-polymeren, eftersom den leder till en ökning av makromolekylernas rörlighet, polymerens flexibilitet och en minskning av dess viskositet.

Produkterna som erhålls med denna metod är inte sämre än produkter från den primära polymeren när det gäller deras prestandaindikatorer, och ibland till och med överträffa dem.

Defekta och slitna produkter kan kasseras genom malning, följt av bildandet av den resulterande smulan i en blandning med primärmaterial eller som ett oberoende råmaterial.

En mycket svårare situation observeras inom området för återvinning av utslitna PS-produkter, inklusive skumplast. Utomlands är de huvudsakliga sätten att deponera dem pyrolys, förbränning, foto- eller biologisk nedbrytning och nedgrävning. Avskrivna produkter för kulturella och samhällsändamål, såväl som för industrin av polymer, byggnad, värmeisolerande material och andra, kan återvinnas till produkter. Det gäller främst produkter tillverkade av slagtålig PS.

Block PS måste kombineras med högpåverkande PS (förhållande 70:30), modifieras på annat sätt eller återvinnas med dess sampolymer med akrylnitril, metylmetakrylat (MS) eller terpolymerer med MS och akrylnitril (MSN) före upparbetning. MC- och MCH-sampolymerer kännetecknas av en högre motståndskraft mot atmosfärisk åldring (jämfört med slagtåliga kompositioner), vilket är av stor betydelse vid efterföljande bearbetning. Sekundär PS kan läggas till PE.

För att omvandla avfallspolystyrenfilmer till sekundära polymerråmaterial, utsätts de för agglomerering i roterande agglomeratorer. Den låga slaghållfastheten hos PS resulterar i snabb slipning (jämfört med andra termoplaster). Den höga vidhäftningsförmågan hos PS leder dock dels till att materialpartiklar klistras ihop och att det bildas stora aggregat innan (80°C) materialet blir plastiskt (130°C), och för det andra till att materialet fastnar på bearbetningsutrustningen. Detta gör PS mycket svårare att agglomerera än PE, PP och PVC.

Avfall PPS kan lösas i styren och sedan polymeriseras i en blandning som innehåller krossat gummi och andra tillsatser. De på detta sätt erhållna sampolymererna kännetecknas av tillräckligt hög slaghållfasthet.

Återvinningsindustrin står för närvarande inför utmaningen att återvinna blandat plastavfall. Teknik för bearbetning av blandat avfall inkluderar sortering, malning, tvättning, torkning och homogenisering. Återvunnet PS som erhålls från blandat avfall har höga fysiska och mekaniska egenskaper, det kan tillsättas till asfalt och bitumen i smält tillstånd. Samtidigt minskar deras kostnad, och hållfasthetsegenskaperna ökar med cirka 20%.

För att förbättra kvaliteten på återvunna polystyrenråvaror är den modifierad. För detta är det nödvändigt att studera dess egenskaper i processen för termisk åldring och drift. Åldrandet av PS-plaster har sina egna särdrag, vilket tydligt visar sig särskilt för slagtåliga material, som förutom PS innehåller gummi.

Under värmebehandling av PS-material (vid 100–200 °C) fortsätter dess oxidation genom bildning av hydroperoxidgrupper, vars koncentration snabbt ökar i det initiala oxidationsskedet, följt av bildandet av karbonyl- och hydroxylgrupper.

Hydroperoxidgrupper initierar fotooxidationsprocesser som uppstår under driften av produkter tillverkade av PS under påverkan av solstrålning. Fotonedbrytning initieras också av omättade grupper som finns i gummi. En följd av den kombinerade effekten av hydroperoxid och omättade grupper i tidiga stadier av oxidation och karbonylgrupper vid senare stadier är den lägre motståndskraften mot fotooxidativ nedbrytning av PS-produkter jämfört med PO. Närvaron av omättade bindningar i gummikomponenten i HIPS under dess uppvärmning leder till autoacceleration av nedbrytningsprocessen.

Under fotoåldring av PS modifierat med gummi råder kedjebrott framför bildandet av tvärbindningar, speciellt vid hög halt av dubbelbindningar, vilket har en betydande effekt på polymerens morfologi, dess fysikalisk-mekaniska och reologiska egenskaper.

Alla dessa faktorer måste beaktas vid återvinning av PS- och HIPS-produkter.

2.5 ÅTERVINNING AV POLYAMIDAVFALL

En betydande plats bland fast polymeravfall upptas av polyamidavfall, som huvudsakligen bildas under produktion och bearbetning av fibrer (nylon och anid) till produkter, såväl som föråldrade produkter. Mängden avfall vid produktion och bearbetning av fiber når 15% (varav i produktion - 11 ... 13%). Eftersom PA är ett dyrt material med ett antal värdefulla kemiska och fysikalisk-mekaniska egenskaper, är den rationella användningen av dess avfall av särskild vikt.

Mångfalden av typer av sekundär PA kräver skapandet av speciella bearbetningsmetoder och öppnar samtidigt stora möjligheter för deras val.

PA-6.6-avfall har de mest stabila indikatorerna, vilket är en förutsättning för att skapa universella metoder för deras bearbetning. Ett antal avfall (gummitråd, beslag, slitna strumpor) innehåller icke-polyamidkomponenter och kräver en speciell metod för bearbetning. Slitna produkter är förorenade, och mängden och sammansättningen av föroreningar bestäms av produkternas driftförhållanden, organisationen av deras insamling, lagring och transport.

Huvudområdena för bearbetning och användning av PA-avfall kan kallas malning, termoformning från smältan, depolymerisation, återutfällning från lösning, olika modifieringsmetoder och textilbearbetning för att erhålla material med en fibrös struktur. Möjligheten, ändamålsenligheten och effektiviteten av användningen av visst avfall bestäms först och främst av deras fysikaliska och kemiska egenskaper.

Av stor betydelse är avfallets molekylvikt, vilket påverkar styrkan hos återvunna material och produkter, samt de tekniska egenskaperna hos återvunnen PA. Innehållet av lågmolekylära föreningar i PA-6 har en betydande effekt på styrka, termisk stabilitet och bearbetningsförhållanden. Den mest termiskt stabila under bearbetningsförhållanden är PA-6.6.

För att välja metoder och metoder för bearbetning, såväl som anvisningar för användning av avfall, är det viktigt att studera det termiska beteendet hos sekundär PA. I detta fall kan de strukturella och kemiska egenskaperna hos materialet och dess förhistoria spela en betydande roll.

2.5.1 PA avfallsbehandlingsmetoder

De befintliga metoderna för bearbetning av PA-avfall kan delas in i två huvudgrupper: mekaniska, inte associerade med kemiska omvandlingar, och fysikalisk-kemiska. Mekaniska metoder inkluderar slipning och olika tekniker och metoder som används inom textilindustrin för att få fram produkter med en fibrös struktur.

Tackor, tejp, gjutavfall, delvis dragna och odragna fibrer kan utsättas för mekanisk bearbetning.

Slipning är inte bara en operation som följer med de flesta tekniska processer, utan också en oberoende metod för avfallshantering. Slipning gör att du kan få pulverformiga material och chips för formsprutning från tackor, remsor, borst. Karakteristiskt är att de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos råvaran praktiskt taget inte förändras under malning. För att erhålla pulverprodukter används framför allt kryogena malningsprocesser.

Avfallsfibrer och borst används för tillverkning av fiskelinor, tvättlappar, handväskor etc., men detta kräver betydande manuellt arbete.

Av de mekaniska metoderna för avfallsbearbetning är de mest lovande och mest använda produktionen av non-woven material, golvbeläggningar och stapeltyger. Av särskilt värde för dessa ändamål är avfallspolyamidfibrer, som lätt kan bearbetas och färgas.

Fysikalisk-kemiska metoder för bearbetning av PA-avfall kan klassificeras enligt följande:

1. avfallsdepolymerisation för att erhålla monomerer som är lämpliga för framställning av fibrer och oligomerer med deras efterföljande användning vid framställning av lim, fernissor och andra produkter;
2. omsmältning av avfall för att erhålla granulat, agglomerat och produkter genom extrudering och formsprutning;
3. återutfällning från lösningar för att erhålla pulver för beläggning;
4. erhållande av kompositmaterial;
5. kemisk modifiering för framställning av material med nya egenskaper (att erhålla lacker, lim, etc.).

Depolymerisation används ofta inom industrin för att erhålla högkvalitativa monomerer från oförorenat processavfall.

Depolymerisationen utförs i närvaro av katalysatorer, som kan vara neutrala, basiska eller sura föreningar.

Metoden med upprepad smältning av PA-avfall, som huvudsakligen utförs i vertikala apparater under 2–3 timmar och i extruderingsanläggningar, har blivit utbredd i vårt land och utomlands. Vid långvarig termisk exponering minskar den specifika viskositeten för en PA-6-lösning i svavelsyra med 0,4 ... 0,7 %, och innehållet av föreningar med låg molekylvikt ökar från 1,5 till 5–6 %. Smältning i överhettad ånga, befuktning och smältning i vakuum förbättrar egenskaperna hos den regenererade polymeren, men löser inte problemet med att erhålla produkter med tillräckligt hög molekylvikt.

I processen för bearbetning genom extrudering oxideras PA mycket mindre än under långvarig smältning, vilket bidrar till bevarandet av materialets höga fysikaliska och mekaniska egenskaper. Att öka fukthalten i råvaran (för att minska graden av oxidation) leder till viss förstörelse av PA.

Att erhålla pulver från PA-avfall genom återutfällning från lösningar är en metod för att rena polymerer, erhålla dem i en form som är lämplig för vidare bearbetning. Pulver kan användas till exempel för att diska, som en komponent i kosmetika, etc.

En allmänt använd metod för att reglera de mekaniska egenskaperna hos PA är att fylla dem med fibrösa material (glasfiber, asbestfiber, etc.).

Ett exempel på den mycket effektiva användningen av PA-avfall är skapandet av ATM-2-materialet baserat på det, som har hög hållfasthet, slitstyrka och dimensionsstabilitet.

En lovande riktning för att förbättra de fysiska, mekaniska och operativa egenskaperna hos produkter från återvunnen PCA är den fysiska modifieringen av gjutna delar genom volymetrisk ytbehandling. Volym-ytbehandling av prover från återvunnen PCA fyllda med kaolin och mjukgjorda med skiffermjukmedel i uppvärmd glycerin leder till en ökning av slaghållfastheten med 18 %, brottspänningen vid böjning med 42,5 %, vilket kan förklaras av bildandet av en mer perfekt struktur av materialet och avlägsnande av restspänningar.

2.5.2 Återvinningsprocesser för PA-avfall

De huvudsakliga processerna som används för återvinning av återvunna polymerråvaror från PA-avfall är:

1. regenerering av PA genom extrudering av utslitna nylonnätmaterial och teknologiskt avfall för att erhålla granulära produkter som är lämpliga för bearbetning till produkter genom formsprutning;
2. regenerering av PA från utslitna produkter och tekniskt avfall av nylon som innehåller fibrösa föroreningar (ej polyamider) genom upplösning, filtrering av lösningen och efterföljande utfällning av PA i form av en pulverprodukt.

Teknologiska processer för bearbetning av slitna produkter skiljer sig från bearbetning av tekniskt avfall genom närvaron av ett preliminärt beredningssteg, inklusive demontering av råvaror, tvättning, tvättning, klämning och torkning av sekundära råvaror. Förberedda slitna produkter och tekniskt avfall skickas för malning, varefter de skickas till extrudern för granulering.

Sekundära fibrösa polyamidråmaterial som innehåller icke-polyamidmaterial behandlas i en reaktor vid rumstemperatur med en vattenlösning av saltsyra, filtrerad för att avlägsna icke-polyamidinneslutningar. Pulverformad polyamid fälls ut med en vattenlösning av metanol. Den utfällda produkten krossas och det resulterande pulvret dispergeras.

För närvarande, i vårt land, används tekniskt avfall som genereras vid produktion av nylonfiber ganska effektivt för produktion av icke-vävda material, golvbeläggningar och granulat för gjutning och extrudering. Den främsta orsaken till den otillräckliga användningen av misslyckade PA-produkter från kompakta källor är bristen på högeffektiv utrustning för deras primära bearbetning och bearbetning.

Utvecklingen och den industriella implementeringen av processer för att bearbeta uttjänta produkter från nylonfiber (strumptyg, nätmaterial, etc.) till sekundära material kommer att göra det möjligt att spara en betydande mängd råmaterial och styra dem till de mest effektiva användningsområdena.

2.6 ÅTERVINNING AV POLYETYLENTEREFTALATAVFALL

Återvinningen av lavsanfibrer och använda PET-produkter liknar återvinningen av polyamidavfall, så i det här avsnittet kommer vi att överväga återvinningen av PET-flaskor.

Under mer än 10 år av masskonsumtion i Ryssland av drycker i PET-förpackningar, enligt vissa uppskattningar, har mer än 2 miljoner ton använda plastbehållare, som är värdefulla kemiska råvaror, samlats på deponier.

Den explosiva tillväxten i produktionen av flaskförformar, ökningen av världspriserna på olja och följaktligen för primär PET, påverkade den aktiva bildningen i Ryssland år 2000 av marknaden för bearbetning av använda PET-flaskor.

Det finns flera metoder för att återvinna använda flaskor. En av de intressanta metoderna är den djupa kemiska bearbetningen av återvunnen PET med framställning av dimetyltereftalat i processen för metanolys eller tereftalsyra och etylenglykol i ett antal hydrolytiska processer. Sådana bearbetningsmetoder har emellertid en betydande nackdel - den höga kostnaden för depolymerisationsprocessen. Därför används för närvarande ganska välkända och utbredda mekanokemiska bearbetningsmetoder oftare, under vilka slutprodukterna bildas av en polymersmälta. Ett betydande sortiment av produkter erhållna från återvunnen polyetentereftalat på flaska har utvecklats. Den huvudsakliga storskaliga produktionen är produktion av lavsanfibrer (främst stapelvaror), produktion av syntetiska winterizers och non-woven material. Ett stort segment av marknaden är ockuperat av extrudering av ark för termoformning på extruders med arkhuvuden, och slutligen är den mest lovande bearbetningsmetoden allmänt erkänd som att erhålla granulat lämpliga för kontakt med livsmedel, d.v.s. erhålla material för omgjutning av förformar.

Flaskans intermediär kan användas för tekniska ändamål: i processen för bearbetning till produkter kan återvunnen PET tillsättas till det jungfruliga materialet; blandning - återvunnen PET kan smältas samman med andra plaster (t.ex. polykarbonat, WPE) och fyllas med fibrer för att producera tekniska delar; erhållande av färgämnen (superkoncentrat) för framställning av färgade plastprodukter.

Även renade PET-flingor kan användas direkt för tillverkning av ett brett utbud av produkter: textilfibrer; stoppning och stapelfibrer - syntetisk winterizer (isolering för vinterjackor, sovsäckar, etc.); takmaterial; filmer och ark (målade, metalliserade); förpackningar (lådor för ägg och frukt, förpackningar för leksaker, sportartiklar, etc.); gjutna strukturella produkter för bilindustrin; delar av belysning och hushållsapparater m.m.

Råvaran för depolymerisation eller bearbetning till produkter är i alla fall inte flaskavfall, som kan ligga en tid på en deponi, och som är formlösa, kraftigt förorenade föremål, utan rena PET-flingor.

Överväg processen att återvinna flaskor till rena plastflingor.

Om möjligt bör flaskorna redan samlas in i sorterad form, utan att blandas med annan plast och förorenande föremål. Det optimala föremålet för återvinning är en komprimerad bal med färglösa PET-flaskor (färgade flaskor måste sorteras och återvinnas separat). Flaskorna måste förvaras på en torr plats. Plastpåsar med PET-flaskor i lösvikt töms i lastbehållaren. Därefter kommer flaskorna in i magasinmataren. Balmataren används både som förvaringstratt med enhetligt matningssystem och som balbrytare. En transportör placerad på botten av tratten flyttar balen till tre roterande skruvar som bryter agglomeraten till individuella flaskor och matar dem till utmatningstransportören. Här är det nödvändigt att separera flaskor gjorda av färgat och ofärgat PET, samt ta bort främmande föremål som gummi, glas, papper, metall och andra typer av plaster.

I en enrotorskross utrustad med en hydraulisk påskjutare krossas PET-flaskor och bildar stora fraktioner upp till 40 mm i storlek.

Det krossade materialet passerar genom en vertikal luftklassificerare. Tunga partiklar (PET) faller mot luftflödet på den vibrerande separatorskärmen. Lätta partiklar (etiketter, film, damm etc.) blåses upp av luftströmmen och samlas upp i en speciell dammuppsamlare under cyklonen. På separatorns vibrerande skärm separeras partiklar i två fraktioner: stora PET-partiklar "strömmar" genom skärmen, och små partiklar (främst tunga fraktioner av föroreningar) passerar inuti skärmen och samlas upp i behållare under separatorn.

Flotationstanken används för att separera material med olika relativa densiteter. PET-partiklarna faller ner på den sluttande botten och skruven lossar kontinuerligt PET på den vattenavskiljande skärmen.

Skärmen tjänar både till att separera vattnet som pumpas tillsammans med PET från flottören och för att separera de fina fraktionerna av föroreningar.

Det förkrossade materialet tvättas effektivt i en lutande tvåstegs roterande trumma med perforerade väggar.

Torkning av flingor sker i en roterande trumma av perforerad plåt. Materialet vänds i hetluftsströmmar. Luften värms upp av elektriska värmare.

Därefter kommer flingorna in i den andra krossen. I detta skede mals stora PET-partiklar till flingor, som är cirka 10 mm stora. Det bör noteras att idén med bearbetning är att materialet inte krossas till flingor av en säljbar produkt i det första steget av malningen. Denna process undviker materialförluster i systemet, uppnår optimal etikettseparation, förbättrar rengöringsprestanda och minskar knivslitage i den andra krossen, eftersom glas, sand och andra slipande material tas bort innan det sekundära slipsteget.

Den slutliga processen liknar den primära luftklassificeringsprocessen. Etikettrester och PET-damm avlägsnas med luftflödet. Slutprodukten - rena PET-flingor - hälls i fat.

Således är det möjligt att lösa den allvarliga frågan om återvinning av återvunna plastbehållare med mottagandet av produkten.

Ett lovande sätt att återvinna PET är tillverkning av flaskor från flaskor.

Huvudstadierna i den klassiska återvinningsprocessen för genomförandet av systemet "flaska till flaska" är: insamling och sortering av sekundära råvaror; förpackning av sekundära råvaror; slipning och tvättning; separation av krossad sten; extrudering för att erhålla granuler; bearbetning av granulat i en skruvapparat för att öka produktens viskositet och säkerställa sterilisering av produkten för direkt kontakt med livsmedel. Men för genomförandet av denna process krävs allvarliga kapitalinvesteringar, eftersom det är omöjligt att utföra denna process på standardutrustning.

2.7 BRÄNNANDE

Det är tillrådligt att endast bränna vissa typer av plaster som har förlorat sina egenskaper för att få värmeenergi. Till exempel fungerar ett värmekraftverk i Wolvergemton (Storbritannien) för första gången i världen inte på gas eller eldningsolja, utan på gamla bildäck. British Office for the Recycling of Non-Fossil Fuels hjälpte till att genomföra detta unika projekt, som kommer att förse 25 000 bostadshus med el.

Förbränningen av vissa typer av polymerer åtföljs av bildandet av giftiga gaser : klorväte, kväveoxider, ammoniak, cyanidföreningar etc, vilket gör det nödvändigt att vidta åtgärder för att skydda atmosfärsluften. Dessutom är den ekonomiska effektiviteten för denna process den lägsta jämfört med andra processer för återvinning av plastavfall. Ändå bestämmer den jämförande enkelheten i organisationen av förbränning dess ganska utbredda användning i praktiken.

2.8 RTI AVFALLSÅTERVINNING

Enligt den senaste statistiken i Västeuropa produceras cirka 2 miljoner ton begagnade däck årligen, i Ryssland - cirka 1 miljon ton däck och samma mängd gammalt gummi produceras av tekniska gummiprodukter (RTI). Däck- och gummivarufabriker genererar mycket avfall, varav en stor del inte återanvänds, såsom använda butylmembran från däckfabriker, etylenpropenavfall m.m.

På grund av den stora mängden gammalt gummi har förbränning fortfarande en dominerande ställning inom återvinning, medan materialåtervinning fortfarande utgör en liten andel, trots att just denna återvinning är relevant för att förbättra miljön och bevara råvaror. Materialåtervinning har inte använts i stor utsträckning på grund av hög energiförbrukning och de höga kostnaderna för att erhålla fint gummipulver och återvunnet material.

Utan ekonomisk reglering från staten förblir däckåtervinning olönsam. Ryska federationen har inget system för att samla in, deponera och återvinna använda däck och gummivaror. Metoder för juridisk och ekonomisk reglering och stimulans för att lösa detta problem har inte utvecklats. För det mesta samlas slitna däck på parkeringar eller förs till skogar och stenbrott. För närvarande är betydande mängder använda däck som produceras årligen ett stort miljöproblem för alla regioner i landet.

Som praxis visar är det mycket svårt att lösa detta problem på regional nivå. I Ryssland bör ett federalt program för bortskaffande av däck och gummivaror utvecklas och implementeras. Programmet bör fastställa de rättsliga och ekonomiska mekanismer som säkerställer förflyttning av slitna däck enligt det föreslagna systemet.

Som en ekonomisk mekanism för driften av däckåtervinningssystemet i vårt land diskuteras två grundläggande tillvägagångssätt:

1. däckåtervinning betalas direkt av ägaren – "förorenaren betalar";
2. tillverkaren eller importören av däcken betalar för återvinningen av däck - "tillverkaren betalar".

Principen "förorenaren betalar" är delvis implementerad i sådana regioner som Tatarstan, Moskva, St. Petersburg, etc. Genom att realistiskt bedöma nivån av miljömässig och ekonomisk nihilism hos våra medborgare kan en framgångsrik användning av principen "förorenaren betalar" övervägas. föga lovande.

Det bästa för vårt land vore att införa principen "producenten betalar". Denna princip fungerar framgångsrikt i de skandinaviska länderna. Till exempel gör användningen i Finland det möjligt att återvinna mer än 90 % av däcken.

2.8.1 Krossning av slitna däck och slangar

Det första steget för att erhålla regenerering med befintliga industriella metoder från utslitna gummiprodukter (däck, kammare, etc.) är deras slipning.

Slipningen av däckgummi åtföljs av en viss förstörelse av gummivulkaniseringsnätverket, vars värde, uppskattat från förändringen i graden av jämviktssvällning, ceteris paribus, är desto större, ju mindre partikelstorleken är för den resulterande gummismulan. Kloroformextraktet av gummi förändras mycket lite i detta fall. Samtidigt sker också förstörelsen av kolstrukturer. Krossningen av gummin som innehåller aktivt kimrök åtföljs av viss förstörelse av kedjestrukturer längs kol-kolbindningar; vid lågaktivt kolsvart (termiskt) ökar antalet kontakter mellan kolpartiklar något. I allmänhet bör förändringar i vulkaniseringsnätverket och kolstrukturer hos gummin under krossning, som i fallet med alla mekanokemiska processer, bero på typen av polymer, typen och mängden fyllmedel som finns i gummit, karaktären av tvärbindningar och vulkaniseringsnätverkets densitet, processtemperaturen och även malningsgraden, gummi och vilken typ av utrustning som används. Partikelstorleken på den resulterande gummismulan bestäms av gummiavvulkaniseringsmetoden, typen av krossat gummi och kvalitetskraven för slutprodukten - den återvunna produkten.

Ju mindre partikelstorleken på smulan är, desto snabbare och jämnare nedbryts materialet, minskningen av innehållet av otillräckligt devulkaniserade gummipartiklar ("gryn") i devulkanisatet och, som ett resultat, erhåller ett mer enhetligt regenererat i kvalitet, vilket minskar mängden raffineringsavfall och öka raffineringsutrustningens produktivitet. Men när storleken på gummismulspartiklar minskar, ökar kostnaden för dess tillverkning.

I detta avseende, med de för närvarande existerande metoderna för framställning av gummismulor, är användningen av däckgummismulor med en partikelstorlek på 0,5 mm eller mindre för att erhålla återvunnet gummi som regel inte ekonomiskt genomförbart. Eftersom slitna däck, tillsammans med gummi, innehåller andra material - textilier och metall, när däck krossas, rengörs dessa material samtidigt från gummi. Om närvaron av metall i smulgummi är oacceptabel, beror det möjliga innehållet av textilrester i det på den efterföljande devulkaniseringsmetoden för smulgummi och typen av textil.

Valsar (i Ryska federationen, Polen, England, USA) och skivkvarnar (i Tyskland, Ungern, Tjeckien) används mest för att krossa slitna gummiprodukter. De använder också slag (hammar) krossar, roterande slipmaskiner, till exempel Novorotor-installationer. Gummi krossas också genom extruderingsmetoden, baserad på förstörelse av gummi under förhållanden med allround kompression och skjuvning.

En anordning föreslås i vilken materialet som ska slipas passerar mellan rotorn och husväggen. Effekten av slipning förstärks genom att storleken och formen på gapet mellan rotorn och husväggen ändras under rotorns rotation. En jämförelse av ett antal befintliga system för krossning av slitna däck visade att när det gäller utrustningens produktivitet, energi och arbetsintensitet i processen, har systemet baserat på användningen av rullar de bästa indikatorerna än på användningen av skivkvarnar eller en roterande maskin.

Tekniken för att slipa utslitna däck som finns på inhemska återvunna anläggningar gör det möjligt att få smulgummi från däck med en textilsnöre.

Utdrag från handledningen

"Användning och återvinning av polymera material"

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

Tillhandahålls av INVENTRA, en medlem av CREON-gruppen, som organiserade detta evenemang, som samlade ledande industrirepresentanter i den ryska huvudstaden den 17 februari.

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. Marknadsaktörer ser dock på framtiden med optimism och sätter sitt hopp till Ekologiåret, som tillkännagavs i landet 2017 genom presidentdekret.

Tredje internationella konferensen "Polymeråtervinning 2017", anordnad av INVENTRA, hölls 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 CREON-gruppens verkställande direktör i sitt välkomsttal. Sergei Stolyarov. – Med höga priser på primära råvaror kommer efterfrågan på återvunna polymerer och produkter från dem att växa. Samtidigt kommer utseendet på inhemska råvaror att flytta strukturen för primär 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, enligt PCI-konsulten Wood Mackenzie Helen McGee. 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 procentuellt sett 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, sades Kaspars Fogelmanis, styrelseordförande för Nordic Plast. Nu är återvinningsnivån mycket lägre - i Lettland, till exempel, är den bara 21%, i genomsnitt i Europa - 44%.

Samtidigt växer volymen av plastförpackningar som produceras i Baltikum för varje år, de vanligaste återvinningsbara polymererna är LDPE-film, HDPE och PP.

I Ryssland uppgick 2016 förbrukningen av återvunnen PET (rePET) till cirka 177 tusen ton, varav 90% föll till inhemsk insamling. Som rapporterats Konstantin Rzaev, styrelseordförande för EcoTechnologies Group, nästan 100 % av importen var 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 framväxten 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 tillverkningsföretag (MNC) 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 under 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 även återvunnen PET efterfrågas. Som hederspresidenten för ARPET sa Victor Kernitsky, det är trådar för möbeltyger, bilklädsel och olika typer av geosyntet, skummaterial för värme- och ljudisolering, sorptionsmaterial för rening av avloppsvatten samt bitumenförstärkande fibrer 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 Lyubov Melanevskaya, verkställande direktör för RusPEC Association, som talade om de första resultaten av införandet av Extended Producer Responsibility (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 anges i de antagna regleringsakterna, vilket resulterade i att många tillverkare och importörer inte kunde lämna in deklarationer, eftersom. fann sig inte i reglering. Lösningen var 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. Således erbjuder Polymetrix moderna lösningar för återvinning av PET, i synnerhet SSP-tekniken för återvinning till matflaska av polyetentereftalat. Nu finns det 21 sådana linjer i världen, sa Daniel Polyakov, Regional säljchef. Tekniken innebär att flaskor bearbetas till pellets för matbehållare. Det första steget är tvättning, när pappersfibrer och ytföroreningar är helt borttagna, samt etiketter och lim. Därefter krossas flaskorna till flingor, som sorteras efter färg. Sedan kommer borttagningen av föroreningar (trä, metall, gummi, färgade flingor) till en nivå på mindre än 20 ppm.

Enligt Mr. Polyakov kan olika granuler erhållas i extruderingsprocessen: cylindriska eller sfäriska, amorfa eller kristalliserade.

Viscotec erbjuder sina kunder tekniken för att omvandla PET-flaskor till ark, säger företagets representant Gerhard Osberger. Till exempel är viscoSTAR- och deCON-fasutformade 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.

Erema representant Christoph Wioss talade om in-line produktion av matplastflaskor 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 en annan faktor som vi inte kan ignorera, och det är allmänhetens medvetande", säger konferenschefen. Rafael Grigoryan. ”Tyvärr är vår mentalitet idag sådan att separat insamling av avfall uppfattas 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.”

Det var resultatet av branschkonferensen "Polymer Recycling 2017". En detaljerad lista finns i vår kalender.

Har du märkt ett fel? Välj det och tryck på Ctrl+Enter

Borttagning, bearbetning och kassering av avfall från 1 till 5 faroklass

Vi arbetar med alla regioner i Ryssland. Giltig licens. Komplett uppsättning av avslutande dokument. Individuellt förhållningssätt till kunden och flexibel prispolicy.

Med detta formulär kan du lämna en begäran om tillhandahållande av tjänster, begära ett kommersiellt erbjudande eller få en kostnadsfri konsultation från våra specialister.

Skicka

I Ryssland är nivån på produktion och konsumtion av polymera material relativt låg jämfört med andra utvecklade länder i världen. Återvinning av polymerer utförs endast med 30% av den totala volymen av materialet. Detta är väldigt lite med tanke på den totala mängden avfall av denna typ.

Lite om polymerprodukter

Nästan hälften av alla polymerer finns i förpackningar. Denna användning av polymermaterial bestäms inte bara av produktens estetiska utseende utan också av produktens säkerhet i förpackningen. Polymeravfall genereras i betydande mängder - cirka 3,3 miljoner ton. Detta antal ökar med cirka 5 % årligen.

Huvudtyperna av polymeravfall representeras av följande material:

• Polyetenmaterial - 34%
• PET - 20 %
• Laminerat papper - 17 %
• PVC - 14%. Polystyren - 8%
• Polypropen - 7%

Utnyttjandet av huvudvolymen plast består i nedgrävning i marken eller förbränning. Sådana metoder är dock oacceptabla ur miljösynpunkt. När material begravs uppstår jordförgiftning på grund av närvaron av skadliga ämnen i kompositionen. Vid förbränning släpps även giftiga ämnen ut i atmosfären, som sedan andas allt levande.

Bearbetningen av polymera material med hjälp av ny teknik utvecklas dåligt av följande skäl:

1. Frånvaron i tillståndet av nödvändiga reglerande och tekniska villkor och produktionsanläggningar för att skapa högkvalitativa sekundära råvaror. Av denna anledning kännetecknas de sekundära polymerråvarorna som skapas av avfall av låg kvalitet.
2. De resulterande produkterna har låg konkurrenskraft.
3. Hög kostnad för plaståtervinning - kostnadsberäkningen för denna verksamhet visade att det krävs cirka 8 gånger mer pengar för bearbetning än för hushållsavfall.
4. Den låga nivån på insamling och bearbetning av sådant material på grund av bristen på ekonomiska förutsättningar och lagstiftningsstöd.
5. Brist på informationsunderlag kring frågan om återvinning och separat insamling av avfall. Få människor är medvetna om att polymeråtervinning är ett utmärkt alternativ till petroleum i tillverkningen.

Klassificering

Det finns tre huvudtyper av polymeravfall:

1. Teknologisk - inkludera två grupper: avtagbar och icke-borttagbar. Den första typen representeras av defekta produkter, som därefter omedelbart bearbetas till en annan produkt. Den andra sorten är alla typer av avfall vid produktion av polymerer, de elimineras också genom bearbetning och tillverkning av nya produkter.
2. Offentligt konsumtionsavfall är allt skräp relaterat till människors dagliga liv, som vanligtvis slängs tillsammans med matavfallet. Införandet av vanan att samla sopor i separata påsar och även slänga det separat kan avsevärt underlätta lösningen av problemet med återvinning.
3. Industriellt konsumtionsavfall - denna typ innehåller sekundära polymerer som är lämpliga för bearbetning på grund av den låga föroreningsnivån. Dessa inkluderar alla förpackningsprodukter, väskor, däck etc. - allt detta skrivs av på grund av deformation eller fel. De accepteras lätt av bearbetningsföretag.

Återvinnings- och återvinningskedja

Extraktion och bearbetning av polymeravfall utförs enligt den specificerade tekniska kedjan:

1. Organisering av punkter som accepterar sekundära polymerråvaror. I dessa punkter utförs primärsortering samt pressning av råvaror.
2. Insamling av material vid deponier som lagligt eller olagligt sysslar med bearbetning av sekundära råvaror.
3. Råvarans inträde på marknaden efter preliminär sortering vid särskilda avfallshanteringsställen.
4. Bearbetningsföretagens inköp av material från stora köpcentra. Sådant återvinningsbart material är mindre förorenat och föremål för mindre sortering.
5. Insamling av återvinningsbart material genom implementering av programmet som krävs för att utföra separat avfallsinsamling. Programmet genomförs på en låg nivå på grund av bristande aktivitet hos medborgarna. Personer utan fast bostadsort utför skadegörelse, som består i att slå sönder containrar avsedda för separat insamling av avfall.
6. Preliminär bearbetning av avfallspolymerer.

Bearbetning av polymerer börjar i processindustrin. Den består av ett antal åtgärder:

• Utför grovsortering för blandat avfall.
• Ytterligare malning av återvinningsbart material.
• Utför sortering av blandat avfall.
• Tvättning.
• Torkning.
• granuleringsprocessen.

Inte alla invånare i Ryska federationen är medvetna om fördelarna med återvinning. Polymera material kommer inte bara att ge en liten inkomst om de regelbundet överlämnas till bearbetningsanläggningar, utan också rädda miljön från farliga ämnen som frigörs under nedbrytningen av polymera material.

Utrustning för bearbetning av polymeravfall

Hela komplexet för bearbetning av nödvändiga råvaror inkluderar:

1. Tvättlina.
2. extruder.
3. Nödvändiga bandtransportörer.
4. Förstörare - mal nästan alla typer av polymerprodukter, tillhör det första steget.
5. Kross - de klassificeras som det andra steget av dokumentförstörare, de används efter att ha använt en dokumentförstörare.
6. Blandare och dispensrar.
7. Agglomeratorer.
8. Silersättning.
9. Granuleringslinjer eller granulatorer.
10. Efterbearbetningsmaskin för färdig produkt.
11. Torktumlare.
12. Doseringsanordning.
13. Kylskåp.
14. Tryck.
15. Moika.

För närvarande är framställningen av krossade polymermaterial, de så kallade "flingorna", särskilt viktig. För deras tillverkning används en modern installation - en kross för polymerer. De flesta företagare tänker inte ens på att köpa bearbetningsutrustning, eftersom denna tjänst är dyr. Men i verkligheten lönar det sig helt efter cirka 2-3 års användning.

Återvinningsteknik

Den vanligaste tekniken för bearbetning av avfallspolymerer är extrudering. Denna metod består i att kontinuerligt pressa den smälta råvaran genom ett speciellt formningshuvud. Med hjälp av utgångskanalen bestäms profilen för den framtida produkten.

Tack vare genomförandet av bearbetning på detta sätt, från återvunnet material får de:

• Slangar.
• Rör.
• Siding.
• Isolering för ledningar.
• kapillärer.
• Flerskiktslister.

Genom extrudering sker återvinning av polymera råvaror samt granulering. Granulering av polymerer möjliggör effektiv användning av sekundära råvaror inom olika områden av mänsklig aktivitet. Avfallspolymerer bidrar till att ett stort antal nya produkter tillverkade genom återvinning kommer in på marknaden. För genomförandet av extruderingsprocessen används specialutrustning - en skruvextruder.

Tekniken för att bearbeta avfallspolymerer är följande:

• Smältning av polymermaterialet i extrudern.
• Plastisering.
• Injektion i huvudet.
• Gå ut genom formningshuvudet.

För bearbetning av plast i produktionen används olika typer av extruderingsutrustning:

1. Skruvlös. Massan pressas in i huvudet med hjälp av en specialformad skiva.
2. Disk. De används när det är nödvändigt för att uppnå förbättrad blandning av blandningens beståndsdelar.
3. Kombinerade extruders. Arbetsanordningen kombinerar skruv- och skivdelarna i mekanismen. Det används när man skapar produkter som kräver hög noggrannhet av geometriska dimensioner.

Användningen av avfallspolymermaterial som ett sekundärt råmaterial bidrar inte bara till att minska mängden avfall som lagras på deponier, utan också avsevärt minska mängden el som förbrukas och petroleumprodukter som används för att tillverka polymerprodukter.

För att effektivt ta itu med denna fråga måste myndigheterna informera medborgarna om fördelarna med separat insamling och behandling av avfall av alla slag för att ytterligare producera produkter som är nödvändiga för olika ändamål, inklusive hushållsändamål.