Polimerlerin işlenmesi ne. "polimer geri dönüşümü". Polimerler nasıl işlenir

Polimer malzemelerin günlük hayatımız da dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalara nüfuz etmesi artık dünya çapında kabul görmektedir. Ve bu, muzaffer yürüyüşlerinin nispeten geç başlamasına rağmen - 1950'lerde, üretim hacimlerinin yılda sadece yaklaşık 1 milyon ton olduğu zaman. Bununla birlikte, plastik üretimi ve tüketimindeki artışla birlikte, kullanılmış plastik ürünlerin geri dönüşümü sorunları giderek daha akut hale geldi ve artık son derece alakalı hale geldi. Bu derleme, Almanya'nın bu konuda lider olduğu Avrupa'da bu sorunları çözme deneyimini tartışıyor.

Pek çok avantajlarından (özellikle yüksek mukavemet, kimyasal direnç, herhangi bir şekil ve herhangi bir renk yapabilme, düşük yoğunluk) dolayı inşaat, otomotiv, havacılık, ambalaj endüstrileri, ev ürünleri dahil olmak üzere tüm uygulama alanlarına hızla nüfuz ettiler. , oyuncaklar , tıbbi ve farmasötik ürünler.

Zaten 1989'da, polimerik malzemeler, üretim hacimleri (yani kütle değil, hacimler) açısından çelik gibi geleneksel bir malzemeyi geride bıraktı. O zamanlar yıllık üretimleri yaklaşık 100 milyon tondu.2002 yılında polimerik malzemelerin üretimi 200 milyon ton çıtasını aştı ve şimdi dünya çapında yılda yaklaşık 300 milyon ton üretiliyor.Konuyu ele alırsak bölgesel plan, daha sonra Geçtiğimiz on yıllar boyunca, polimerik malzemelerin üretiminde Doğu'ya doğru kademeli bir kayma oldu.

Sonuç olarak Asya, tüm dünya kapasitelerinin %44'ünün yoğunlaştığı en güçlü bölge haline geldi. Plastiklerin en yaygın kullanılan grubu olan poliolefinler, toplam üretimin %56'sını oluşturur; ikinci sırada polivinil klorür gelir, ardından polistiren ve polietilen tereftalat (PET) gibi diğer geleneksel polimerler gelir. Üretilen tüm polimerlerin sadece %15'i özel alanlarda kullanılan pahalı teknik malzemelerdir. Avrupa Polimer Üreticileri Birliği PlasticsEurope'un (Brüksel) tahminlerine göre, gelecekte, kişi başına düşen polimerik malzeme üretim hacmi yılda yaklaşık %4 oranında artmaya devam edecek. Pazardaki bu başarı ile eş zamanlı olarak kullanılan polimerik malzeme ve ürün hacimleri de arttı. 1960'lardan 1980'lere kadar olan dönemde ise. Plastik endüstrisi, kullanılmış ürünlerin uygun şekilde bertaraf edilmesi ve yeniden kullanılmasına henüz çok dikkat etmemiş olabilir, ancak daha sonra (özellikle 1991'de Alman ambalaj yönetmeliğinin yürürlüğe girmesinden sonra) bu sorunlar önemli bir konu haline geldi. O dönemde Almanya öncü rolünü üstlendi. Polimer atıkların bertarafı ve geri dönüşümü için piyasada standartlar geliştiren ve uygulayan ilk ülke oldu. Şu anda, diğer birçok Avrupa ülkesi, polimerlerin toplanması ve geri dönüştürülmesi için çok başarılı konseptler geliştirerek bu sorunun çözümüne katıldı.

PlasticsEurope Association'a göre 2011 yılında 27 AB ülkesinde, İsviçre ve Norveç'te yaklaşık 27 milyon ton polimerik malzeme kullanıldı, bunların %40'ı kısa vadeli ürünler ve %60'ı uzun vadeli ürünler içindi. Aynı yıl yaklaşık 25 milyon ton kullanılmış polimer malzeme toplanmıştır. Bunların %40'ı bertaraf edildi ve %60'ı geri dönüşüme gönderildi. Plastik atıkların %60'ından fazlası kullanılmış ambalaj toplama sistemlerinden geldi. Daha küçük miktarlarda, kullanılmış polimer ürünleri inşaat, otomotiv ve elektronik sektörlerinden tedarik edildi.

Örnek atık toplama sistemleri dokuz Avrupa ülkesinde mevcuttur - İsviçre, Almanya, Avusturya, Belçika, İsveç, Danimarka, Norveç, Hollanda ve Lüksemburg (azalan sırada listelenmiştir). Bu ülkelerde toplanan kullanılmış polimer ürünlerin payı %92 ile %99 arasında değişmektedir. Ek olarak, bu dokuz ülkeden altısı, Avrupa'da bu atıkların en yüksek geri dönüşüm düzeyine sahiptir: Norveç, İsveç, Almanya, Hollanda, Belçika ve Avusturya, bu göstergede diğer ülkelerin çok ilerisindedir (hacmin %26'sından %35'ine kadar). toplanan atıklar). Geri kalan atık miktarı ise enerji kullanımına tabi tutulur.

Son beş yılda sadece toplanan atık miktarının değil, aynı zamanda geri dönüştürülen atıkların payının da önemli ölçüde artması gerçeğine sevinmemek mümkün değil. Sonuç olarak, bertaraf edilen atık miktarı azaltılmıştır. Buna rağmen, polimer geri dönüşüm sektörü, daha fazla gelişme için hala büyük bir potansiyele sahiptir. Bu, büyük ölçüde, kullanımlarının düşük olduğu ülkeler için geçerlidir.

Kritik olarak, uzmanlar polimerik malzemelerin enerji geri dönüşüm olanaklarını, yani birçoğunun onları geri dönüştürmenin uygun bir yolu olarak gördüğü yakılmalarını dikkate alıyor. Almanya'da tüm atık yakma tesislerinin %95'i atık geri dönüşüm tesisleridir ve bu nedenle enerji geri dönüşümü için lisanslıdır. Bu durumu değerlendiren, polimerik malzemelerin işlenmesinde (Niedergebra) uzmanlaşmış bir şirket olan mtm plastics'in ticari direktörü Michael Scriba, çevresel bir bakış açısıyla, atıkların enerji geri dönüşümünün kuşkusuz maddi olandan daha kötü olduğunu belirtiyor.

Plastik sektörü içinde geri dönüşüm, son yıllarda önemli bir ekonomik sektör haline gelmiştir. Avrupa'da geri dönüşüm sektörünün gelişmesini engelleyen bir diğer önemli sorun ise başta Uzak Doğu olmak üzere polimer atık ihracatıdır. Bu nedenle, Avrupa'da makul bir şekilde geri dönüştürülebilecek nispeten az miktarda atık kalmaktadır; bu rekabette önemli bir artışa ve maliyetlerde artışa katkıda bulunur.

Dernekler ve şirketler tarafından desteklenen güçlü endüstri

1990'lardan beri Almanya'da plastik atıkların geri dönüşümünün yoğunlaştırılmasının başlatıcıları olan birçok şirket ve dernek, faaliyetlerini bu sorunlara adamış ve şu anda Avrupa ölçeğinde aktif olarak çalışmaktadır.

Her şeyden önce, 1990 yılında ilk ikili sistem olarak kurulan ve bugün atık geri dönüşümü için sistemler sunma konusunda lider olan Der Gruene Punkt - Duales System Deutschland GmbH (DSD) (Köln) şirketinden bahsediyoruz. Bunlar, ticari ambalajların ev dostu bir şekilde toplanması ve geri dönüştürülmesine ek olarak, elektrikli ve elektronik ekipmanların plastik elemanlarının çevre dostu ve uygun maliyetli geri dönüştürülmesinin yanı sıra nakliye ambalajlarının, işletmeler ve kuruluşlardan atıkların bertaraf edilmesi ve kullanılmış kapların temizlenmesini içerir. .

1992 yılında Wiesbaden'de, marka sahipleri (şişeleme, dağıtım, dağıtım ve ithalatçılar) için sertifikalı bir uzman hizmet sağlayıcı olarak Alman ortaklarından kullanılmış ve boş ambalajları geri alan ve bu paketleri geri dönüşüme gönderen RIGK GmbH kuruldu.

İkili sistemlerle toplanan plastik ambalajların garantili geri dönüşümünü sağlamak amacıyla 1993 yılında kurulan BKV de önemli bir piyasa oyuncusudur. Şu anda BKV, bu alandaki en önemli ve acil sorunlarla ilgilenen polimerik malzemelerin geri dönüşümü için bir tür temel platform olarak hizmet vermektedir.

Bir diğer önemli dernek ise 1993 yılında Bundesverband Sekundäerrohstoffe und Entsorgung e. Kökeni Altpapierverband e derneği ile ilişkili olan V. (bvse) (Bonn). V. Plastik sektöründe, Alman şirketlerine plastik atıkların toplanması ve geri dönüştürülmesi konusunda profesyonel ve yerel olarak belirlenmiş yardım sağlar. GKV Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V.'nin bir parçası olan BKV ile birlikte. (Bad Homburg), polimerik malzemelerin geri dönüşümüyle ilgili başka dernekler ve kuruluşlar da var. Bunlar arasında, diğerlerinin yanı sıra, plastik atıkların çevre açısından verimli geri dönüşümü konusunda uzmanlaşmış tecpol Technologieentwicklungs GmbH ve TecPart e. GKV derneğinin temel derneği olan V. 2002 yılında, önde gelen Alman plastik profil üreticileri, Rewindo Fenster-RecyclingService GmbH (Bonn) girişim grubuyla birleşti. Ana hedef, iş faaliyetlerinde artan istikrara ve bir dereceye kadar sorumluluğa katkıda bulunacak geri dönüştürülmüş, sökülmüş plastik pencere, kapı ve panjurların (makalenin başlığındaki fotoğrafa bakın) payını artırmaktı.

PlasticsEurope ve IK Industrieverband Kunststoffverpackungen e gibi plastik geri dönüşümü için kendi çalışma gruplarına sahip büyük plastik endüstrisi derneklerinin, sorunların çözümüne dahil olduklarını söylemeye gerek yok. V. (Frankfurt).

Başarılı kanıtlanmış geri dönüşüm teknolojileri

Almanya'da plastiklerin geri dönüşümü hakkında doğru bilgiler, VDMA - BKV, PlasticsEurope Deutschland e. V., bvse, Fachverband Kunststoff und Gummimaschinen ve ayrıca IK derneği. Bu verilere göre Almanya'da 2011 yılında en büyük kısmı (%82) tüketici atığı olmak üzere yaklaşık 5 milyon ton plastik atık üretildi. Geriye kalan %18'lik endüstriyel atık içinde geri dönüştürülebilir malzemelerin payı %90'a ulaşabilmektedir. Uygulamada zaten kanıtlanmış olduğu gibi, ayrıştırılmış endüstriyel atıklar doğrudan üretildikleri işletmelerde fabrika içi geri dönüşüme başarılı bir şekilde tabi tutulabilir (fotoğraf 1).

Tüketici atığı durumunda, malzemenin (yani, yakma ve bertaraf etme olmadan) yeniden kullanım oranı sadece %30-35'tir. Bu alanda, ayrıştırılmış atıkların geri dönüşümü için halihazırda uygulanmış yöntemler de bulunmaktadır. Örnekler, polivinil klorür (PVC) ve PET'in işlenmesiyle ilgili deneyimi içerir. 10 yıllık faaliyeti sonucunda ömrünü tamamlamış PVC pencere ve kapıların geri dönüşümü için kendi teknolojisini kullanan Rewindo, pazarda güçlü bir yer edinmiştir.

Son yıllarda, Toensmeier Kunststoffe GmbH & Co. tarafından toplanan kullanılmış ürünlerden üretilen geri dönüştürülmüş PVC hacmi. KG (Hechter) ve Veka Umwelttechnik GmbH (Herselberg-Heinich) yukarı yönlü bir trendle yaklaşık 22 bin tonda tutuldu.

PET şişeler de uygun şekilde ayrıştırıldıktan sonra toplanır ve geri dönüştürülür. Ortaya çıkan geri dönüştürülmüş malzemelerden yapılan yeni ürün yelpazesi, elyaf ve filmlerden yeni şişelere kadar uzanmaktadır. Avusturyalı firmalar Erema GmbH (Ansfelden), Starlinger & Co. GmbH (Viyana) ve NGR GmbH (Feldkirchen), PET geri dönüşümü için özel üretim hatları kurmuştur. Yakın zamanda, Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi EFSA, gıda ambalajına uygun geri dönüştürülmüş PET üretimine yönelik (Starlinger tarafından geliştirilen) recoSTAR PET iV+ teknolojisi hakkında olumlu bir görüş yayınladı.

EFSA'nın görüşü, bu tür teknolojilerin Avrupa Komisyonu ve AB üye ülkeleri tarafından sertifikalandırılması için temel teşkil eder.

Böyle bir sonucu elde etmek için, ilgilenen şirket, polimer atıkların işlenmesi için geliştirdiği teknoloji ve ekipmanın, ilgili PM'nin kirlilik derecesini insan sağlığı için güvenli bir seviyeye indirdiğini kanıtlamalıdır.

Genellikle kullanılmış şişeler şeklindeki atıklardan elde edilen geri dönüştürülmüş PET'in temizleme verimliliği için "kışkırtıcı" testlerin (meydan okuma testi) standart senaryosu, beş kontrol "kirletici" maddenin - toluen, kloroform - kullanımını içerir. , fenilsikloheksan, benzofenon ve lindan, kimyasal bileşim, moleküler ağırlık ve sonuç olarak, göç yeteneği farklıdır. Testlerin kendileri birkaç aşamada gerçekleştirilir.

İlk olarak, geri dönüştürülmüş PET pulları yıkanır, ardından belirli bir konsantrasyona (3 ppm) sahip bir kontrol maddesi ile "kontamine edilir" ve tekrar yıkanır. Daha sonra, bu yeniden yıkanmış PET pulları, test edilen teknolojiye göre yeniden PET taneciklerine işlenir ve ikincil PET'in saflaştırma derecesinin hesaplandığı "kirletici" ortamın kalıntı konsantrasyonu belirlenir. Sonuç olarak, her iki gösterge de kendileri için izin verilen maksimum değerlerle karşılaştırılır ve temizleme verimliliği hakkında sonuçlar çıkarılır.

Standart teste ek olarak, Starlinger bağımsız olarak senaryolarını, model ortamla kontamine olduktan sonra yıkanmamış PET pullarını işleyen "en kötü durum senaryosu" adı verilen koşullar altında çalıştırarak güçlendirmeye karar verdi. Her bir test türünden önce, deneyin saflığını ve uygulanması için kararlı koşulları sağlamak için, çalışma parçalarını temizlemek için recoSTAR PET 165 iV+ tesisinde (fotoğraf 2) 80–100 kg şeffaf birincil PET işlendi (fotoğraf 2) önceki malzeme partisinin kalıntılarından bitki. Test edilen PET pulları maviye boyanmıştır; bu nedenle aynı tesisten sadece mavi PET regranülasyonunun çıktısı, işleme sırasında saf PET ile karıştırılmadığını ve FIFO (ilk giren ilk çıkar) ilkesine uyulduğunu gösterdi. Standart senaryodan elde edilen test sonuçları, recoSTAR PET iV işleminin geri dönüştürülmüş PET'in o kadar etkili bir şekilde saflaştırılmasını sağladığını ve performansının EFSA eşik seviyesinin oldukça üzerinde olduğunu göstermektedir (tabloya bakınız). Lindan (uçucu olmayan, polar olmayan bir madde) durumunda bile, eşik değeri %89,67 olmasına rağmen saflaştırma derecesi %99,9'un üzerindeydi. Pratik olarak aynı sonuçlar, benzofenon ve lindan haricinde "daha sert" senaryoya göre yapılan testlerde gösterildi. Ancak bu durumlarda bile, PET'in saflaştırma derecesi EFSA'nın gereksinimlerini karşıladı. NGR şirketinin kısaltılmış adı oldukça iddialı bir şekilde duruyor - "Yeni Nesil Geri Dönüşüm Makineleri" (Yeni Nesil Recyclingmaschinen). Ve bu yılın Mayıs ayında BRITAS Recycling Anlagen GmbH'nin (Hanau, Almanya) %100 sahibi olan NGR, Avrupa ve dünyanın diğer bölgesel pazarlarındaki konumunu önemli ölçüde güçlendirdi. Gerçek şu ki, BRITAS, tüketici ambalaj atıkları da dahil olmak üzere yüksek oranda kirlenmiş polimerik malzemelerin erimesi için filtre sistemlerinin geliştiricisi ve üreticisi olarak biliniyor (fotoğraf 3).

Buna karşılık NGR, ürünleri için geniş bir pazara sahip olan hem endüstriyel hem de tüketici polimer atıklarının geri dönüşümü için ekipman geliştirmekte ve üretmektedir.

Her iki mühendislik şirketi de birleşmenin olumlu sinerji etkisine güveniyor. Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Bad Oeynhausen), ABD Ticaret Bakanlığı Gıda Kalite Kontrolü, ilaçlar ve kozmetikler için FDA (Gıda ve İlaç Dairesi) tarafından bile onaylanmış MRS tipi ekstrüderi (fotoğraf 4) ile büyük bir pazar başarısı elde etti. Ek olarak, makine üreticileri, Kreyenborg Plant Technology GmbH'den (Senden) kızılötesi döner boru gibi çeşitli kurutma sistemleri ve ayrıca Automatik Plastics Machinery'den (g . Grosostheim). PETcycle sistemi gibi kapalı çevrim sistemleri, kullanılmış şişelerden yeni şişeler yapmak için başarıyla kullanılmıştır.

Tüm bunları özetlersek, yıllık hacmi yaklaşık 1 milyon ton olan PET geri dönüşüm sisteminin Avrupa'da başarıyla uygulandığını söyleyebiliriz. Ayrıştırılması için uygun teknolojiler kullanılarak herhangi bir özel komplikasyon olmadan gerçekleştirilen sınıflandırılmış poliolefin atıklarının işlenmesi alanında da benzer bir durum gözlenmektedir. Yalnızca Almanya'da, belediye ve endüstriyel poliolefin atıklarından enjeksiyonla kalıplanabilir ikincil granül üretiminde uzmanlaşmış on büyük ve birçok küçük imalatçı bulunmaktadır. Bu granül palet, küvet, kova, boru ve diğer ürün türlerinin üretimi için de kullanılabilir (fotoğraf 5).

Geri dönüşüm zorlukları

Geri dönüşüm için ek zorluklar, birbirinden makul şekilde ayrılamayan birkaç farklı malzemeden yapılmış plastik ürünlerin yanı sıra tamamen boşaltılamayan plastik ambalajlardır. Kullanılmış tüketici filmi şeklindeki atık, önemli işleme maliyetleri gerektiren önemli yüzey kontaminasyonu nedeniyle geri dönüşüm için de sorunludur.

Scribe'a göre, bu alanda deneyimli geri dönüşüm uzmanları olmasına rağmen, Avrupa'da önem taşıyan gerçek bir pazar yok. İçecekler için tasarlanmayan çok çeşitli PET şişeleri kullanırken ek komplikasyonlar da ortaya çıkar; bu, geri dönüşüm hacmini önemli ölçüde sınırlar. Şimdiye kadar, otomotiv ve elektronik sektörlerinden gelen atıkların geri dönüştürülmesi zor oldu.

Bu tür sorunlu durumlarda, işlemciler ve makine üreticileri özel teknik çözümler gerektirir (fotoğraf 6). Özellikle, DSD tarafından sağlanan tüketici film atıklarının geri dönüştürülmesine ilişkin böyle bir çözüm, yakın zamanda Herbold Meckesheim GmbH (Meckesheim) tarafından atık yönetim şirketi WRZ-Hörger GmbH & Co.'ya sağlandı. KG (Sontem). Yabancı madde ayırma sistemi, ıslak öğütme aşaması ve sıkıştırma cihazından oluşan anahtar teslimi üretim tesisi, yılda 7 bin ton atığın, enjeksiyonlu ürünlerin üretimine uygun, yüksek kütle yoğunluğuna sahip serbest akışlı bir aglomera haline getirilmesine olanak tanır. kalıplama teknolojisi (fotoğraf 7 ).

Genel olarak, Rusya pazarında da bilinen Herbold Meckesheim'ın tedarik programı, hem katı hem de geri dönüştürülmesi zor yumuşak plastik atıklar - yıkama tesisleri ve kurutucular, öğütücüler, hem yüksek derecede kirlenmiş hem de karışık atıkların işlenmesi için çeşitli ekipmanları içerir. aglomeratörler, ince öğütme değirmenleri.

Ekipmanın geliştirilmesinde belirtilen ana öncelikler, kompaktlığı, artan üretkenliği ve enerji verimliliğidir. K-2013 fuarında şirket, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi yeni ürün sergileyecek:

Üretim alanından tasarruf sağlayan, bakımı kolay ve PET pullarını kuruturken önemli ölçüde daha az enerji tüketen dikey rotor düzenine sahip yeni HVT mekanik kurutucu modeli (fotoğraf 8);
Besleme malzemesini sıkıştırmayı ve böylece işleme verimliliğini artırmayı mümkün kılan, atıkların kesme ünitesine zorla burgu beslemeli SML SB model parçalayıcı modeli (Şekil 1);
işlemenin en zor nesnesi olarak kabul edilen, örneğin levhalar veya borular biçimindeki hacimli katı atıkları öğütmek için bir makine. Özellikle karışık fraksiyonların işlenmesi için Erema, Coperion GmbH & Co. KG (Stuttgart), atık geri dönüşümü ve birleştirme için birleşik bir Corema tesisi geliştirdi (fotoğraf 9). Bu tesisin karakteristik bir özelliği, çok çeşitli malzemelerin işlenmesi için uygunluğudur. Erema Ticari Direktörü Manfred Hackl'e göre, Manfred Hackl, ekonomik olarak üretilen karışık atıkların işlenmesi, özellikle atık polipropilen dokunmamış kumaşlardan %20 talk içeren bir bileşiğin üretilmesi veya işlenmesi için en uygun çözümdür. Atıkların PE ve PET'in katkı maddeleri ile karışımı şeklinde elde edilmesi. Birkaç ortağın geri dönüşüm sorunlarını çözmek için güçlerini birleştirmelerinin bir başka başarılı örneği, incelikleri, yumuşaklıkları ve kirlilikleri nedeniyle geri dönüşümü zor ve maliyetli olan kullanılmış tarım filmlerinin geri dönüşümüne yönelik üretim hattıdır. Sorun, özel olarak optimize edilmiş bir parçalayıcı modeli Power Universo 2800 (üretici - Lindner reSource) ve polimerik malzemelerin geri dönüşümü için bir ekstrüzyon tesisi modeli 1716 TVEplus (üretici - Erema) birleştirilerek çözüldü; kaliteli yeniden granül.

Avusturyalı ARTEC Machinery şirketi, regranülasyona işlenen atık formu (filmler, lifler, PET şişe pulları, köpüklü polimerik malzemelerin atıkları) açısından evrensel olan ekipmanlar sunmaktadır. Üretim yeteneklerinin daha da geliştirilmesi ve genişletilmesi için itici güç, 2010 yılında ECON'un da üyesi olduğu "aile" grubu GAW Technology'ye %100 girmesi ve parçalanmış atıkları yeniden granül haline getirmek için uygun ekstrüzyon hatları ile tedarik programını tamamlamasıydı. Üretilen ekipmanın yıllar içinde tasarımı ve teknolojik modernizasyonu sayesinde verimliliğini ortalama %25 oranında artırmak mümkün olmuştur. ARTEC'in tesislerini tasarlarken bağlı kaldığı modüler ilke, şu anda saatte 150 ila 1600 kg kapasiteyle üretilen belirli bir uygulama için, küplerden başlayarak ekipmanın birleştirilmesine ve birleştirilmesine olanak tanır (Şekil 2).

Polyamid PA11'den parçalanmış atıkları işlemek için tasarlanmış MRS tipi ekstrüdere sahip özel bir ekstrüzyon tesisi de Gneuss tarafından İngiliz K2 Polymer şirketine tedarik edildi.

Kaynak malzeme, petrol kaynağı kuruduktan sonra gereksiz hale gelen ve karaya çıkarılması gereken derin deniz petrol boru hatlarının taşlanmasından elde edilmektedir.

MRS ekstrüder (Çoklu Döndürme Sistemi), kimyasal temizleme kullanılmadan, uzun yıllar yağ ile temas halinde olan bu yüksek kaliteli, ancak yoğun şekilde kirlenmiş polimer atıkların tek aşamalı olarak temizlenmesine ve işlenmesine olanak tanır. Bu liste daha birçok örnekle desteklenebilir. Sonuç olarak geri dönüşüm sektörünün son yıllarda önemli bir ekonomik faaliyet alanı haline geldiğini belirtmek gerekir. Pek çok teknoloji uygulamada zaten başarılı bir şekilde test edilmiş olsa da, geri dönüşüm alanında daha fazla gelişme için büyük bir potansiyel bulunmaktadır. Mevcut sorunları çözmek, mümkün olduğunca geri dönüştürülebilir polimer ürünlerin geliştirilmesi ve üretilmesiyle başlamalıdır.

Ayrıca, optimize edilmiş teknolojik çözümlerin geliştirilmesinde ve karmaşık atıkların işlenmesi için uygun ekipmanların oluşturulmasında ilerleme için bir miktar yer kalır.

Bu alandaki ilerleme, her ülkede atıkların toplanması ve geri dönüştürülmesine yönelik optimal kavramların daha geniş bir şekilde uygulanmasını sağlaması gereken politika önlemleriyle de bir dereceye kadar kolaylaştırılabilir.

Polimer geri dönüşümü alanındaki yeni ve kanıtlanmış çözümler, 16 - 23 Ekim 2013 tarihleri ​​arasında Düsseldorf'taki K International Fair'de geniş çapta sunulacak.

Doktora tarafından hazırlanmıştır. V.N. Mymrin
fuar şirketi Messe Duesseldorf'un basın materyallerini kullanarak
Avrupa'da Plastiklerin Geri Dönüşümü:
Yeni ve Kanıtlanmış Çözümler Plastiklerin çeşitli alanlardaki penetrasyonu
günlük yaşamlarımız da dahil olmak üzere uygulamalar artık dünya çapında doğal olarak görülüyor. Ve bu
Galibiyet serilerinin nispeten geç başlamasına rağmen – 60 yıl önce, çıktıları
yılda sadece 1 milyon ton civarındaydı.

Ancak plastiklerin üretim ve tüketiminin artmasıyla birlikte giderek keskinleşen
ve artık kullanılmış plastik ürünlerin atılması kritik bir sorun haline geldi. birçok olmasına rağmen
süreçler zaten yerleşik hale geldi, geri dönüşümün hala çok sayıda potansiyeli var.
Gelişme. İlk adım, incelenmesi gereken plastik ürünlerin geri dönüştürülebilir tasarımı olabilir.
daha sonra iyileşmek amacıyla yakından. için uygun geri dönüşüm süreçleri ve makine çözümleri
sorunlu atıkların işlenmesi, daha fazla geliştirme için geniş bir kapsam sunar. Bu
inceleme, Avrupa'da bu sorunları çözme deneyimini tartışıyor, burada bu konuda lider
saygı Almanya'dır.

Plastik (polimerler) işleme ekipmanı - bunlar, polimerleri (plastikleri) işlemek veya işlemek için kullanılan bir üretim hattında birleştirilmiş özel makineler ve ek cihazlardır ve inşaat, tekstil, kimya, petrol ve diğer endüstriler.

Plastik geri dönüşüm ekipmanlarının sınıflandırılması

İşlevsel özelliklere ve amaca bağlı olarak, plastik işleme için tüm ekipmanlar aşağıdakilere ayrılmıştır:

1. Malzemelerin/hammaddelerin depolanması ve dozlanması için donatım. Kural olarak bunlar, malzemeleri/hammaddeleri ayırma (filtreleme) ve boşaltma cihazlarının bulunduğu kutulardır.
2. Taşıma için aparat. Vakum veya pnömatiktirler.
3. Öğütme ve kırma makineleri - kırıcılar, yolluklar, parçalayıcılar, öğütücüler, kavitatörler ve diğerleri.
4. Musluklar. Parçacıkların karşılıklı hareketi yoluyla maddelerin mekanik olarak ayrılması için kullanılırlar.
5. Rulo makineleri. Polimer bileşimlerinin kırılması ve ezilmesi için gereklidir.
6. ekstrüzyon ekipmanı. Onun yardımıyla, polimerik malzemeler, erimiş ham maddeyi geometrik şekli nihai ürünün profilini belirleyen bir şekillendirme kafasından sürekli olarak zorlayarak belirli ürünlere işlenir.
7. Döküm makineleri. Bu, kalıp boşluğunda hareket ettirilen veya sıkıştırılan, katılaştığı ve soğuduktan sonra çıkarıldığı toz veya granül ham maddelerden plastik bileşimler yapmak için kullanılan bir polimer işleme ekipmanıdır.
8. Ekstrüzyon üflemeli kalıplama makineleri. Bir boşluktan bir ürün oluşturma yöntemine göre şişirilebilir, ekstrüzyon ve enjeksiyon mekanizmalarına ayrılırlar.
9. Vulkanizasyon makineleri ve presler. Sürekli veya periyodik etki vardır ve toz veya granül ham maddelerden ürünler oluşturmak için kullanılır.
10. Kaplama ve emprenye makineleri. Özel bir alt tabaka üzerinde polimerik kaplamaların çizilmesine uygulanır.
11. Yıkama kompleksleri. Polimerin granülasyon veya öğütme işleminden sonra, ancak işlenmesinden önce ön saflaştırması için gereklidir.

Plastik geri dönüşüm makineleri

Polimer işleme için çok sayıda özel ekipman çeşidinden ana makineler aşağıdaki birimlerdir:

• kırıcılar - ünite, tüm ürünleri küçük parçalara bölerek bir blender prensibi ile çalışır;
• aglomeratörler - içlerinde küçük polimer parçaları daha da fazla ezilmeye tabi tutulur ve daha sonra küçük topaklar halinde sinterlenir;
• granülatörler - onların yardımıyla, aglomeratörden elde edilen karışım ısıtılır ve granüller halinde kesilir.

Daha az önemli, ancak yine de gerekli olan aşağıdaki plastik geri dönüşüm ekipmanı kabul edilir:

• yıkama hattı üniteleri;
• taşıma düğümleri;
• farklı ayırıcı türleri;
• kurutucular.

Bir mini fabrika başlatmak için donatım

Küçük bir plastik geri dönüşüm tesisi işletmek için aşağıdaki polimer işleme ekipmanı gereklidir.

1. Temel malzemeler:
   • kırıcı veya parçalayıcı;
   • aglomeratör;
   • gerekirse, bir granülatör.
2. Opsiyonel ekipman:
   • sıcak yıkama banyosu;
   • 1-2 santrifüj;
   • geri dönüşüm için ekstrüderler;
   • elek ikameleri;
   • karıştırıcılar ve dağıtıcılar;
   • yüzdürme yıkama;
   • bağlantı birimleri (pnömatik veya vakumlu taşıma).
   • kontrol modülü.

Polimer işleme için başlıca agrega üreticileri

En çok talep edilen plastik geri dönüşüm ekipmanı üreticileri aşağıdaki şirketlerdir:

Avrupalı.

1. HGMA Wulf GmbH, yalnızca polimerlerin birincil ve ikincil işlenmesi için ekipman değil, aynı zamanda hafriyat ve inşaat ekipmanları da üreten mükemmel bir üne sahip bir Alman üreticidir.
2. Global Tech, hızlı ve güvenilir sabit ve mobil kırıcılar yapan Polonyalı bir şirkettir.
3. Herbold Meckesheim, tüm plastik işleme ve geri dönüşüm döngüsü için mükemmel bir Alman agrega üreticisidir.

Çince.

1. China IS-MAC Machinery, plastik şişelerin ve diğer plastiklerin işlenmesi için Çin'in en büyük ekstrüzyon ekipmanı üreticisidir.
2. LISHENG INDUSTRIAL, çamaşır makineleri, kırıcılar, baskı makineleri ve diğer ekipmanların üreticisidir.
3. Blue Ocean - ekstrüzyon makineleri ve enjeksiyon kalıplama tesisleri üretmektedir.

Rusça.

1. GK Polimer Sistem Grubu (Novosibirsk) - polimerlerin işlenmesi için gerekli olan her şeyi üretir.
2. ENGEL Austria GmbH (Moskova) - plastik enjeksiyon kalıplama, kauçuk / silikon işleme üniteleri vb. için enjeksiyon kalıplama makineleri üretmektedir.
3. StankoPet (Moskova) - plastik işleme için neredeyse tüm ekipman yelpazesini üretir.

Polimer işleme ekipmanının karlılığı

Küçük bir polimer işleme tesisini tamamlamak için kabaca bir tahmin, aşağıdakilerin maliyetini içerecektir:

• plastik şişelerin işlenmesi için bir ekipman hattının satın alınması - yaklaşık 10.000 $;
• ekipmanın nakliyesi ve kurulumu - ekipman maliyetinin %15'ine kadar (1.500 $);
• çalışanlara ücretler - yaklaşık 7.000 dolar;
• binaların kirası (+ onarım) - 10.000 $;
• diğer etkinlikler - 5.000 $.

Aynı zamanda, bir ton geri dönüştürülmüş plastiğin maliyeti yaklaşık 750$ iken, hammadde alımı ton başına 100$'a mal olacak.
Belirtilen yatırım seviyesi, günde 1 ton kapasiteli plastik şişelerin ve benzeri polimer ürünlerin işlenmesi için ekipman satın alınan bir mini fabrika için hesaplanır, yani. Ayda 7.000 ila 9.000 dolar arasında bir geliri olan. Böyle bir geri ödeme ile tesis, faaliyete geçtiği ikinci yılda (15-20 ay içinde) net kar elde etmeye başlayacaktır.

Geri ödeme süresinin ve ayrıca bir fabrika açma maliyetinin aşağıdaki durumlarda daha az olabileceği açıklığa kavuşturulmalıdır:

• devletten tercihler alınacak;
• tesis, plastiğin daha ileri işlemler için ayrıldığı yerin yakınında açılacak;
• tesis, doğanın korunması için uluslararası fonlardan karşılıksız yatırımlar alacak.

Hammaddelerin alınması ve pazarlanması

Plastik işleme tesisi, üretim hattına ve sahibinin isteklerine bağlı olarak granül veya toz polimer hammaddeler üretebilmektedir. Bu tür ürünlerin pazarlanması, kural olarak, aşağıdaki alanlarda büyük ve sürekli talep gördükleri için zor bir şey değildir:

• dokunmamış malzemelerin üretimi;
• yapı malzemelerinin üretimi;
• ulusal kullanım için polimer ürünlerin üretimi;
• kimyasal liflerin üretimi;
• birincil hammaddelere katkı maddesi olarak (maliyeti düşürür).

Uygun üretim hatlarına sahip fabrikalar, tüm bölgelerde yaygın olarak temsil edilmektedir ve ucuz hammaddelere ciddi şekilde ihtiyaç duymaktadır.

Ek olarak, polimer işleme hattı ek ekipmanlarla genişletilebilir ve halihazırda bağımsız olarak bazı türde plastik ürünler üretebilir. Örneğin:

• sebze ve meyveler için ambalaj ağları;
• çöp torbaları;
• paketler;
• mobilya parçaları;
• polimer karolar;
• sıhhi tesisat veya kanalizasyon için çeşitli borular, kalıplar, parçalar;
• arabalar için aksesuarlar veya teknik detaylar;
• sıvı saklama kapları;
• diğer küçük polimer ürünler.

Termoplastikler, kalıplandıktan sonra geri dönüştürülebilen plastiklerdir. Isıtıldıklarında tekrar tekrar yumuşayabilirler ve soğutulduklarında özelliklerini kaybetmeden sertleşebilirler. Hem evsel hem de endüstriyel termoplastik atıkların geri dönüşümüne olan büyük ilginin nedeni budur.

Başkentteki belediye katı atıklarının (MSW) bileşimi, Rusya ortalamasından önemli ölçüde farklıdır. Moskova'da yılda yaklaşık 110.000 ton kentsel katı atık üretiliyor. Bunların %8-10'unu polimerler oluştururken, büyük işletmelerin ticari atıklarında bu oran %25'e ulaşmaktadır.

Ayrı olarak, MSW yapısında plastik şişeler seçilmelidir. Sadece Moskova'da her yıl yaklaşık 50.000 ton çöpe atılıyor.Uluslararası Bilimsel ve Pratik Konferans "Ambalaj ve Çevre" sonuçlarına göre, tüm polimer atıklarının %30'u polietilen ve polivinil klorürden yapılmış şişelerden oluşuyor. Bununla birlikte, şu anda, Devlet Üniter Teşebbüsü "Promothody" ye göre, Moskova ve bölgede yıllık olarak katı atıklardan izole edilen 9 bin tondan fazla polimer atığı işlenmemektedir. Ve bunların yarısı - Moskova bölgesinin topraklarında. Termoplastik atıkların bu kadar önemsiz geri dönüşümünün nedenleri nelerdir?

Koleksiyonun organizasyonu

Bugüne kadar, plastik atık toplamak için birkaç kanal var.

Bunlardan ilki ve en önemlisi, büyük alışveriş merkezlerinden gelen atıkların toplanması ve bertaraf edilmesidir. Bu hammadde ağırlıklı olarak kullanılan ambalajdır ve en "temiz" ve daha fazla kullanım için en uygun olarak kabul edilir.

İkinci yol seçici çöp toplamadır. Moskova'nın güneybatısında, şehir yönetimi, Devlet Üniter Girişim Teşviki ile birlikte böyle bir deney yürütüyor. Birkaç konut binasının bahçelerine özel Alman eurokonteynerleri yerleştirildi. Delikli kaplar için kapaklar: yuvarlak - PET şişeler için, büyük bir yuva - kağıt için. Konteynerler kilitli ve sürekli izleniyor. İki yılda 12 ton plastik şişe toplandı. Bugün projede sadece 19 konut bulunuyor. Uzmanlara göre, nüfusu 1 milyondan fazla olan bir bölgeyi kapsadığında, böyle bir sistemin faydaları ortaya çıkıyor.

Üçüncü seçenek, uzmanlaşmış işletmelerde (Kotlyakovo pilot atık ayırma merkezi, MSK-1 özel işletmesi ve diğer atık ayırma kompleksleri) katı atıkların ayrılmasıdır. Ayrıştırılmış atık hacmini doğru bir şekilde belirlemek hala oldukça zordur, ancak bu ikincil hammadde kaynağının payı zaten fark edilir. Belediye yetkililerinin kontrolü altındaki bazı ticari kuruluşlar, nüfustan ikincil hammaddeler (polimer atıkları dahil) için kendi toplama noktalarını düzenlemektedir. Birincil sıralama ve presleme genellikle orada gerçekleşir. Ancak, şehirde bu tür yerler çok az.

İşlenmeye giden geri dönüştürülmüş malzemelerin önemli bir kısmı, çöplüklerde yasa dışı olarak toplanmaktadır. Bu, özel firmalar tarafından ve bazen de düzenli depolama alanlarının yönetimi tarafından yapılır. Toplanan ve ayıklanan malzemeler, satıcılara veya doğrudan üreticilere satılmaktadır.

Termoplastikleri işlerken kullanılan polimerlerin homojenliği, kirlilik derecesi, renk ve türü (film, şişe, hurda), tedarik edilen atığın şekli (sıkıştırma, paketleme vb.) çok önemlidir. Bunlara ve bir dizi başka parametreye bağlı olarak, belirli bir partinin ileri işleme için uygunluğu (ve dolayısıyla piyasa değeri) önemli ölçüde dalgalanabilir. En çok atık kağıt maliyeti.

Ayırma, kırma ve presleme, çok sayıda aracı, atık ayırma kompleksleri, işlemcilerin kendileri, Devlet Üniter Teşebbüsü "Promotkhody" yapıları tarafından gerçekleştirilebilir.

Çoğu durumda, uygun ekipman pahalı olduğundan ve her zaman verimli olmadığından manuel sıralama kullanılır.

polimer geri dönüşüm

Toplanan ve ayrıştırılan atıklar ikincil granüle dönüştürülebilir veya hemen yeni ürünlerin (alışveriş çantaları ve çantaları, tek kullanımlık sofra takımları, video kaset kutuları, kır mobilyaları, polimer borular, ahşap-polimer panolar, vb.) üretimine gidebilir.

Moskova'da endüstriyel ölçekte polimer evsel atıkların işlenmesi sadece OAO NII PM (Güney-Batı Özerk Okrugu'nda ayrı atık toplama programının bir parçası olarak belediye ekonomisinin ihtiyaçları için ürünlerin üretimi ve siparişle) gerçekleştirilir. başkentin belediye başkanının ofisi). Devlet Üniter Teşebbüsü "Promotkhody" kırma, yıkama ve kurutma işlemlerini gerçekleştirir, daha sonra ton başına 400 $ fiyatla pullar daha sonraki işlemler için PM Araştırma Enstitüsüne taşınır.

Diğer ikincil hammadde işlemcileri ya çok küçüktür (ayda 20 tona kadar kapasite) ya da işleme kisvesi altında kırma ve yeniden satışla uğraşırlar, en iyi ihtimalle ürünlerine ezilmiş hammaddeler eklerler. Moskova'da neredeyse hiç kimse büyük ölçekli ikincil granül ve aglomerat üretimi ile uğraşmıyor.

Diğer kaynaklara göre (N.M. Chalaya, NPO Plastic), birçok küçük firma, Moskova atıklarında bulunan ve bu faaliyetin asıl olmadığı polimerlerin işlenmesiyle uğraşmaktadır. Ürünlerin üretiminde geri dönüştürülmüş malzemelerin kullanılmasının kalitesini kötüleştirdiğine inanıldığı için reklamını yapmamaya çalışıyorlar.

Bu pazar için tipik bir şirket, doğrudan şehrin çöp sahasıyla çalışan üretim kooperatifi Vtorpolimer'dir. Çöp sahasında yaşayan evsizler oradaki plastik her şeyi toplar: şişeler, oyuncaklar, kırık kovalar, film vb. Ücret karşılığında “mallar” aracılara teslim edilir ve Vtorpolymer'e teslim edilir. Burada ömrünü doldurmuş şeyler yıkanır ve geri dönüşüme gönderilir. Renklerine göre sıralanırlar, ezilirler ve tesisat boruları yapmak için kullanılan plastiğe eklenirler (yeni evlerin yapımında elektrik kablolarını yalıtmak için kullanılırlar). Kirli plastik hurda alım fiyatı 1 bin ruble. ton başına, saf - 1,5 bin Daha küçük partiler 1 ve 1,5 ruble fiyatla kabul edilir. sırasıyla kg başına.

Polimerik atıkların ayrıştırılması manuel olarak gerçekleştirilir. Ana seçim kriteri, ürünün görünümü veya ilgili etiketlemedir. İşaretleme olmadan polistiren, polivinil klorür veya polipropilenden yapılmış ambalajlar görsel olarak ayırt edilemez. Şişeler çoğunlukla PET, film - polietilen olarak kabul edilir (spesifik PE tipi genellikle belirlenmez), ancak PP veya PVC olabilir. Linolyum - esas olarak PVC, genleşmiş polistiren (polistiren) görsel olarak kolayca tanımlanır, naylon lifler ve teknik ürünler (makaralar, burçlar) genellikle poliamidden yapılır. Bu sıralama ile çakışma olasılığı yaklaşık %80'dir.

İkincil malzeme pazarında faaliyet gösteren firmaların faaliyetlerinin analizi, aşağıdaki sonuçları çıkarmamızı sağlar:

1) piyasadaki ikincil malzemelerin fiyatları, işlenmeye hazırlanma derecelerine göre belirlenir. İşlenmemiş düşük yoğunluklu polietilen granül maliyetini %100 olarak alırsak, işlenmek üzere hazırlanan saf parçalanmış polietilen filmin fiyatı işlenmemiş polimer maliyetinin %8-13'ü arasındadır. Polietilen aglomeratın fiyatı, birincil polimerin maliyetinin %20 ila %30'u arasındadır;

2) bileşime göre ortalaması alınan çoğu granüler ikincil polimerin fiyatı, birincil polimerlerin fiyatının %45 ila %70'i arasında değişir;

3) ikincil polimerlerin fiyatı, renklerine, yani polimer atıklarının renge göre ön sıralamasının kalitesine büyük ölçüde bağlıdır. Saf ve karışık renklerde geri dönüştürülmüş polimerlerin fiyatındaki fark %10-20'ye ulaşabilir;

4) Birincil ve ikincil polimerlerden elde edilen ürünlerin fiyatları, kural olarak, hemen hemen aynıdır, bu da ikincil polimerlerin üretimde kullanımını son derece karlı hale getirir.

Ortalama olarak, MSW'den izole edilen polimer atığının fiyatı, hazırlık derecesine, partiye ve türe bağlı olarak 1 ila 8 ruble / kg arasında değişmektedir. Partiye ve kirlilik düzeyine bağlı olarak işlemcilerden satın alma fiyatları tablo 1'de gösterilmektedir.

Temiz MSW atıklarının fiyatı genellikle endüstriyel ve ticari atıkların fiyatına eşittir.

Bir işleyici tarafından MSW'den polimer atığı satın almanın piyasa fiyatı, bir aracı tarafından nüfustan satın alma fiyatından (maliyetin yaklaşık %25'i), büyük tonajlı atık partileri oluşturma ücretinden, ayırmadan, en pahalı (saf) hammaddeler için presleme ve hatta yıkama.

Aglomera ve granül gibi ürünlerin fiyatları ortalama 12-24 ruble/kg (poliamid diğerlerinden daha pahalıdır - 35-50 ruble/kg, PET - 20 ruble/kg'dan). Daha fazla işlem, ürün tipine bağlı olarak artı değeri 30-200 arttırır. %.

Yatırım çekiciliği

Çoğu uzmana göre, polimer atıklarının işlenmesine yatırım yapmak karlı, ancak yalnızca devlet desteğine ve ikincil ham madde işleyicilerinin çıkarlarına odaklanan yasal bir çerçeveye güvenildiğinde.

Bugün, Moskova pazarı, esas olarak endüstriyel kökenli polimer atıkların işlenmesinde yer alan 20-30 küçük şirketten oluşmaktadır. Bir bütün olarak pazar, işlemciler ve tedarikçiler arasındaki gayri resmi ilişkiler, bu işin bir yan iş olduğu şirketlerin büyük bir kısmı ve düşük işlem hacimleri (yılda 12-17 bin ton) ile karakterize edilir. Bu tür atıklar için işlemciler tarafında istikrarlı bir talep varsa, tekliflerin hacminin artacağı varsayılabilir.

Bugün gerçekten geri dönüştürülen polimer atık miktarının kentsel MSW'nin çok küçük bir kısmı olduğu belirtilmelidir. Ve bu, polimerlere ve onlardan gelen ürünlere olan talebin sürekli artmasına ve atık bertarafı sorununun şehir yetkililerini giderek daha fazla endişelendirmesine rağmen.

Yeni işleme tesislerinin inşasındaki kısıtlayıcı faktör, atık toplama sisteminin az gelişmiş olması ve ciddi tedarikçi eksikliğidir. Özel sektör ve devletin bu alandaki çıkarlarının çakışması, kaçınılmaz olarak geri dönüşümcülerin çıkarlarını karşılayan yasaların kabul edilmesine yol açmalıdır.

Şimdi ve gelecek

1. Başkentte yıllık PET işleme hacmi yılda 4-5 bin tondur. Moskova makamlarının planları arasında, 2003 yılına kadar PET konteynerlerin seçici olarak toplanması için bir sistemin düzenlenmesi ve işlenmesi için yılda 3.000 ton kapasiteli iki üretim kompleksinin oluşturulması yer alıyor. Halihazırda yıllık toplam 6.000 ton kapasiteli iki özel PET işleme tesisinin inşaatı tamamlanmaktadır.

Önümüzdeki aylarda, Moskova hükümeti polimer işlemcilerin faaliyetlerini düzenleyen yönetmelikleri kabul etmelidir (bunların tam içeriği henüz bilinmemektedir). Mevcut ve yapım aşamasında olan tesisler piyasanın ihtiyaçlarını karşılamaya yeterlidir. Devlet Üniter Teşebbüsü "Promotkhody" ve "Inteko" şirketinin (potansiyel işleme kapasitesi - yılda 7-8 bin ton) projelerine devlet desteği olasılığı değerlendiriliyor.

2. Moskova'da PP işleme hacmi yılda 4-5 bin tondur, ancak şehirde yılda yaklaşık 50-60 bin ton - özellikle film ve büyük torbalar - atılmaktadır. İşlendikten sonra, birincil hammaddelere granül formundaki PP eklenir veya tamamen plastik mutfak eşyaları, alışveriş çantaları vb. Üretiminde kullanılır).

Bu polimer için büyük ölçekli geri dönüşüm projelerinin olmaması (PET'te olduğu gibi) büyük yatırım fırsatları yaratıyor. Bu aşamada en karlı olanı, tüketim malları üretimi alanında rekabet çok daha zor olduğu için geri dönüştürülebilir malzemelerin granül haline getirilmesidir.

3. PE işleme hacmi de yılda 4-5 bin tondur. Ana hammadde türü, tarımsal film de dahil olmak üzere filmdir. Şehirde her yıl toplamda yaklaşık 60-70 bin ton polietilen atık atılıyor. Kural olarak, PE'nin işlenmesine dahil olan işletmeler aynı zamanda PP ile de ilgilenir. Yılda yaklaşık 2,5 bin tonun geçtiği büyük şirketlerden biri de Plastpoliten.

PE, kirliliğe karşı oldukça dirençlidir. Bununla birlikte, gıda ambalajlarının imalatında geri dönüştürülmüş polimer hammaddelerinin kullanımına ilişkin mevcut yasak, pazarlama olasılığını sınırlandırmaktadır.

Bu nedenle, polietilen, polipropilen ve PET atıklarının granül haline getirilmesi için endüstriyel bir kompleksin inşası bugün için en mantıklı görünmektedir.

Bu üretim şunları içermelidir:

a) ayırma (ürün kalitesi için çok önemli olan başka bir tür polimerin oranını azaltmak için personelin özel eğitimini gerektirir);

b) yıkama (en büyük potansiyel ham madde hacimleri genellikle ayrıştırılmaz ve yıkanmaz);

c) kurutma, ezme, aglomerasyon.

Elektrik, su, arazi kirası ve endüstriyel alan fiyatları başkentten önemli ölçüde daha düşük olduğundan, bu kompleksi Moskova'nın yakınında konumlandırmak ekonomik olarak en karlı olanıdır (bkz. Tablo 2).

Bu tür üretimin etkin bir şekilde işlemesi için devlet desteği gereklidir. Belki de katı atıkların işlenmesi için mevcut sağlık standartlarını kısmen revize etmek ve ayrıca polimer ürünleri üreticilerini polimer atıklarının işlenmesi için kesintiler yapmaya zorlamak mantıklıdır. Ek olarak, seçici bir toplama sistemi geliştirmeyi ve bir geri dönüşüm noktaları ağı oluşturmayı amaçlayan Moskova hükümeti ve bireysel konut ve toplumsal hizmetler düzeyinde kapsamlı önlemler alınmalıdır.

Devletin atık bertarafına artan ilgisi şimdiden bütçeye yansıyor: 2002'den 2010'a. bu amaçlar için 519,2 milyon ruble harcanması planlanmaktadır. federal bütçeden. Federasyonun tebaasının bütçelerinin 2010 yılına kadar ayrılması bekleniyor. 11.4 milyar ruble Geri çekilme programının uygulanması için.

2001 yılında Moskova çevre korumaya 3,1 milyar ruble harcadı. Bugüne kadar, evsel atıkların işlenmesi için halihazırda uygulanan projelerin maliyeti 115,5 milyon ruble.

Andrey Goliney,

Yeni bir kaynak tabanı olarak ikincil hammaddelerin kullanımı, dünyada polimer malzeme işlemenin en dinamik gelişen alanlarından biridir. Rusya için yeni. Bununla birlikte, ikincil polimerler olan ucuz kaynakları elde etme ilgisi çok somuttur, bu nedenle geri dönüşüm konusundaki dünya deneyimi talep edilmelidir.

Çevre korumanın büyük önem taşıdığı ülkelerde, geri dönüştürülmüş polimerlerin geri dönüşüm hacmi sürekli artmaktadır. Mevzuat, tüzel kişilerin ve kişilerin plastik atıkları (esnek ambalajlar, şişeler, bardaklar vb.) daha sonra bertaraf edilmek üzere özel kaplara atmasını zorunlu kılmaktadır. Bugün gündem sadece atık polimer malzemelerin geri dönüştürülmesi görevi değil, aynı zamanda kaynak tabanının restorasyonu. Bununla birlikte, polimer atıklarının yeniden üretim için kullanılma olasılığı, orijinal polimerlere kıyasla kararsız ve daha kötü mekanik özellikleri nedeniyle sınırlıdır. Kullanımları ile son ürünler genellikle estetik kriterleri karşılamaz. Bazı ürün türleri için ikincil hammaddelerin kullanımı genel olarak mevcut sıhhi veya sertifikasyon standartları tarafından yasaklanmıştır. Örneğin, bazı ülkeler gıda ambalajlarında belirli geri dönüştürülmüş polimerlerin kullanımını yasaklamıştır.

Geri dönüştürülmüş plastiklerden bitmiş ürünler elde etme süreci bir takım zorluklarla ilişkilidir. Geri dönüştürülmüş malzemelerin yeniden kullanımı, geri dönüştürülmüş malzemenin viskozitesini değiştirmesi ve ayrıca polimer olmayan inklüzyonlar içermesi nedeniyle işlem parametrelerinin özel olarak yeniden yapılandırılmasını gerektirir. Bazı durumlarda, bitmiş ürüne, geri dönüştürülmüş polimerler kullanıldığında karşılanamayan özel mekanik gereksinimler uygulanır. Bu nedenle, geri dönüştürülmüş polimerlerin kullanımı için, nihai ürünün istenen özellikleri ile geri dönüştürülmüş malzemenin ortalama özellikleri arasında bir dengenin sağlanması gerekmektedir. Bu tür gelişmelerin temeli, geri dönüştürülmüş plastiklerden yeni ürünler yaratma fikrinin yanı sıra geleneksel ürünlerde birincil malzemelerin ikincil malzemelerle kısmen değiştirilmesi olmalıdır. Son zamanlarda, üretimde birincil polimerlerin değiştirilmesi süreci o kadar yoğunlaştı ki, daha önce yalnızca birincil hammaddeler kullanılarak üretilen, yalnızca ABD'de geri dönüştürülmüş plastiklerden 1.400'den fazla ürün kalemi üretiliyor.

Böylece, geri dönüştürülmüş plastik ürünler, daha önce işlenmemiş malzemelerden yapılmış ürünleri üretmek için kullanılabilir. Örneğin atıklardan plastik şişeler üretmek yani kapalı bir döngüde geri dönüşüm yapmak mümkündür. Ayrıca ikincil polimerler, özellikleri birincil ham maddeler kullanılarak yapılan analoglarınkinden daha kötü olabilecek nesnelerin üretimi için uygundur. İkinci çözüme "kademeli" atık işleme adı verilir. Örneğin, ömrünü tamamlamış arabaların tamponlarını yeni arabalar için borulara ve paspaslara dönüştüren FIAT auto tarafından başarıyla kullanılmaktadır.

Polietilen tereftalat (PET), polietilen, polipropilen ve polistiren örneğini kullanarak plastiklerin yeniden kullanımına ilişkin sorunları ve beklentileri ele alacağız.

PAT

PET oldukça kararlı mekanik özelliklere sahiptir. Bu nedenle, buna dayalı ikincil malzemenin işlenmesi oldukça kolaydır. Geri dönüşüm için ana hammadde, içeceklerden bu tür yaygın plastik şişelerdir. Geri dönüştürülmüş PET'in diğer geri dönüştürülmüş plastiklerden daha kolay homojenleşmesi de önemlidir. Gelişmiş ülkelerde, PET atıklarının toplanması ve bunların işlenmesi için teknoloji yeterince oluşturulmuştur. Geri dönüştürülmüş PET'in küresel geri dönüşüm hacmi yılda 1 milyon tona ulaşıyor.

PET atıklarının geri dönüşüm süreci, bunların plastikleştirilmesini gerektirmez. Diğer tipteki polimer kaplardan (PVC veya PE bazlı) ayrılırlar, daha sonra ezilir, yıkanır ve etiketlerden, yapıştırıcılardan, paketlenmiş bileşik kalıntılarından ve diğer kirleticilerden temizlenir ve daha sonra aglomere edilir veya granüle edilir. Geri dönüştürülmüş PET polimerler, işlenmemiş PET substratlarla aynı işleme sorunlarına sahiptir: Newton olmayan davranış için düşük bir eşik (kesme hızı polimerin viskozitesindeki değişimi etkilediğinde), ısı duyarlılığı ve son olarak kurutma ihtiyacı. Ayrıca, kurutma ve işleme sürecinde, geri dönüştürülmüş malzeme, polimerin plastikleştirilmesi sırasında yalnızca sıcaklık ve deformasyon etkilerinden değil, aynı zamanda kirletici maddelerin (nem, yapıştırıcı, boyalar, vb.). Bu faktörler polimerin moleküler ağırlığında bir azalmaya yol açar. Tablo 1, işlenmemiş PET'ten film numunelerinin kopma anındaki mukavemet (σ) ve bağıl uzama (ε) değerlerini ve ön kurutmalı ve kurutmasız geri dönüştürülmüş PET ekstrüzyon numunelerini göstermektedir. Geri dönüştürülmüş substratın yetersiz kurutulması, geri dönüştürülmüş malzemenin özelliklerini önemli ölçüde bozabilir.

tablo 1

Geri dönüştürülebilir PET atıklarının daha fazla uygulanma alanı, moleküler ağırlıklarına göre belirlenir. PET'in moleküler ağırlığı, içsel viskozitesinden hesaplanır. Tablo 2, çeşitli PET uygulamaları için değerlerinin aralığını göstermektedir.

Tablo 2. Uygulamaya bağlı olarak PET'in içsel viskozitesi

Açıkçası, farklı ürün türlerinin altında yatan ve buna bağlı olarak farklı moleküler ağırlıklara (iç viskozite) sahip olan ikincil polimerler, tamamen farklı geri dönüşüm teknolojileri gerektirir. Geri dönüştürülmüş PET, orijinal ürünlerin yeniden üretimi için her zaman bir temel oluşturamaz.

PET atık işlemenin bir başka sorunu, içlerinde olası PVC varlığı ile ilgilidir. PET şişelerin dikkatli bir şekilde ayrılmasıyla bile, PVC ve PE safsızlıklarının geri dönüştürülmüş malzemenin bileşimine girme olasılığı vardır. PET'in işleme sıcaklığında PVC, polimerin yoğun bir şekilde bozulmasına neden olan hidroklorik asit salarak ayrışır. Bu nedenle, PET atık bileşiminde PVC varlığının en aza indirilmesi gerekmektedir. İzin verilen PVC içeriği 50 ppm'yi geçmez.

Çoğu zaman, PET atıkları, plastik şişe, film ve elyaf üretimi için yeniden kullanılır. Geri dönüştürülmüş PET'in reolojik ve mekanik özellikleri, deterjan kaplarının imalatında kullanıma uygun olmasını sağlayarak PVC ve HDPE'ye iyi bir alternatif oluşturur. Geri dönüştürülmüş PET ayrıca, üç katmanlı amorf film üretiminde ve üç katmanlı lamine şişelerin işlenmemiş polimer dış katmanları ile şişirme kalıplamasında genellikle bir ara katman olarak kullanılır. Geri dönüştürülmüş ve saf PET karışımlarının birlikte ekstrüzyonunun kullanılması, geri dönüştürülmüş polimerin reolojik özelliklerini iyileştirebilir ve bu da onu üfleme için daha uygun hale getirebilir.

Geri dönüştürülmüş PET için eşit derecede önemli bir uygulama alanı, elyaf üretimidir. Elyaf bükme işlemi, plastikleştirilebilir ikincil polimerin, işlenmemiş polimer ile aynı reolojik özelliklere (akış hızı gradyanı ve izotermal olmayan gerilme) sahip olmasını gerektirir. Kural olarak, ikincil bir tabandan oluşturulan PET elyaf, çok çeşitli ürünlerin üretimi için koşulları karşılayan mekanik özelliklere sahiptir.

Geri dönüştürülmüş elyaf, giysi ve halı üretimi için tekstil veya dokuma tabanlara işlenir. Bu uygulamalar %100'e kadar geri dönüştürülmüş polimer kullanabilir. Çoğu zaman, PET elyaf, kışlık giysiler için sentetik bir yalıtım olarak veya giysi dikmek için hazır bir peluş doku olarak kullanılır.

PET elyafın diğer sentetik elyaflara göre bir takım avantajları vardır. Örneğin, PET elyaf halılar solmaz ve naylon elyaf halılar için gerekli olan özel kimyasal işlem gerektirmez. PET lifleri ve naylondan daha kolay boyanır. Melt-blown teknolojisi kullanılarak yapılan PET elyaf ağlar, ses yalıtım malzemeleri, jeotekstiller, filtre ve emici elemanlar, sentetik kışlayıcı üretiminde kullanılmaktadır. Son olarak, enjeksiyon kalıplama ile otomotiv parçalarının, elektrikli ürünlerin ve çeşitli bağlantı parçalarının üretimi için az miktarda geri dönüştürülmüş PET kullanılır.

polietilen

Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve lineer polietilen (LLDPE), daha fazla geri dönüşüm için hammadde olan ev ambalajları (plastik torbalar, torbalar ve çuvallar dahil) ve endüstriyel ambalajlar (örneğin, tarımsal gübre torbaları) için filmler yapmak için kullanılır. . İlk durumda, ürünün kısa yaşam döngüsü nedeniyle ikincil malzemenin kalitesi birincil polimerin kalitesine çok yakın olduğu için geri dönüşüm oldukça basittir. Polimer kısa süreliğine dış etkenlere maruz kalır ve yapısında sadece hafif bir bozulma olur. Büyük ölçüde, malzemenin yapısı, plastikleştirme yoluyla yenilenme sürecinde zarar görür. Geri dönüştürülmüş malzemenin tatmin edici olmayan özelliklerinin bir başka kaynağı, farklı moleküler yapılara (örneğin, hem LDPE hem de LLDPE) sahip atıkların kullanılması olabilir, bu da kaçınılmaz olarak ortaya çıkan malzemenin mekanik özelliklerinde bir azalmaya yol açar.

Endüstriyel ambalajı yeniden kullanırken durum biraz daha karmaşıktır. Kural olarak, endüstriyel film, ev filminden daha uzun bir yaşam döngüsüne sahiptir. Güneş ışığına maruz kalma, sıcaklık dalgalanmaları vb. de polimer yapısını olumsuz etkiler. Ek olarak, kullanılmış endüstriyel polietilen filmler, en kapsamlı yıkamayla bile çıkarılması neredeyse imkansız olan toz ve ince bileşenler şeklinde önemli kirlilik içerebilir. Doğal olarak, bu ikincil malzemelerin özelliklerini olumsuz yönde etkiler.

Tüm geri dönüştürülmüş plastiklerin kullanımı, ortalama özelliklerine göre hesaplanır. LDPE ve LLDPE söz konusu olduğunda, bu tür geri dönüştürülmüş filmlerin polimer hammaddelerinin, işlenmemiş plastiklerle aynı koşullar altında (ve yaklaşık olarak aynı nihai özelliklerle) işlenebileceği değişen kesinlik derecelerinde belirtilebilir. LDPE geri dönüşümü örnekleri arasında ev ve ticari ambalajlar için filmin yeniden üretimi, dökme olmayan atıklar için torbalar ve bahçe malç filmi yer alır. Bitmiş ürünün malzemesinin özellikleri, birincil polimer bazının özelliklerine çok yakındır, ancak malzemenin tekrarlayan eritme işlemi sırasında polimer özelliklerinin bozulması nedeniyle "üründen ürüne" geri dönüşüm döngülerinin sayısı sınırlıdır. . Son döngüde, geri dönüştürülebilir film yalnızca oldukça mütevazı mekanik özellikler gerektiren bahçe malç filminin üretimi için uygundur (genellikle buna sıradan kurum eklenir).

Streç filmler, kirletici madde olarak işlev gören ve önemli miktarda birincil ham madde ilavesi gerektiren polimer katkı maddelerine sahiptir: geri dönüştürülmüş streç film, düşük oranda (%15-25) işlenmemiş polimer ile karıştırılır. Tarımsal-endüstriyel filmlerin geri dönüşümü sırasında, yalnızca polimer bazın mekanik özelliklerinin bozulmasından ve yabancı inklüzyonlardan değil, aynı zamanda malzemenin optik özelliklerini azaltan foto-oksidatif işlemlerden kaynaklanan bir takım zorluklar ortaya çıkar. Elde edilen film tekrar sarı bir renk alır.

Şu anda, LDPE ve LLDPE'den (ve diğer polimerlerden) gelen atıkların geri dönüştürülmesi için en umut verici yönün, geleneksel ahşap malzemelerin yerini alacak ara malzemelerin yaratılması olduğu düşünülmektedir. Polimer geri dönüştürülmüş malzemelerin ahşaba göre ana avantajı biyolojik stabilitesidir: polimerler mikroorganizmalar tarafından yok edilmez ve yapıyı tehlikeye atmadan uzun süre suda kalabilir. Mekanik özellikleri geliştirmek için, polimerlerin bileşimine, örneğin toz haline getirilmiş ağaç talaşları veya lifler gibi çeşitli atıl katkı maddeleri eklenir. Bu tür ürünler için pazar çok büyük. ABD Plastik Kereste Corp. 10 milyar dolar olarak tahmin ediyor.

Yüksek yoğunluklu polietilen, örneğin sıvı ürünler için kutular yapmak için kullanılır. HDPE atıklarının işlenmesi süreci, ikincil ürünlerin özel olarak işlenmesini gerektirir (örneğin, yakıt ve yağlayıcılar için kaplar). Ek olarak, işleme eşlik eden büyük mekanik kuvvetler nedeniyle plastikleştirme işlemi sırasında HDPE'nin yok edilmesiyle ilgili sorunlar sıklıkla yaşanır. Geri dönüştürülmüş HDPE'nin kapsamı çok geniştir ve çeşitli teknolojik süreçlerle ayırt edilir. Genellikle film, çeşitli ebatlardaki kaplar, sulama boruları, çeşitli yarı mamul ürünler vb. üretimi için kullanılır. Geri dönüştürülmüş HDPE, şişirme ile kapların (bidonların) üretiminde en büyük kullanımı bulmuştur. Yüksek yoğunluklu geri dönüştürülebilir polimerlerin reolojik özellikleri, büyük kapların üflenmesine izin vermez, bu nedenle bu tür kutuların hacmi sınırlıdır. HDPE atık bazlı bidonların tipik bir kullanım alanı, yakıtların, yağlayıcıların ve deterjanların ambalajlanmasıdır.

Kutular ya tamamen polimer atığı bazında ya da birincil granülatlı ekstrüzyon ile üretilebilir. İkinci durumda, sec polimer katmanı, iki birincil polimer katmanı arasında bir çekirdek oluşturur. Bu şekilde elde edilen bidonlar birçok firma (Procter & Gamble, Unilever, vb.) tarafından deterjanların doldurulmasında kullanılmaktadır.

Geri dönüştürülmüş HDPE'den seri üretime bir başka örnek de sulama borularıdır. Kural olarak, farklı oranlarda ikincil ve birincil polimerlerin bir karışımından yapılırlar. Sulama borularının basınç altında kullanılmak üzere tasarlanmadığı göz önüne alındığında, geri dönüştürülmüş HDPE'nin mekanik özellikleri, üretimleri için çok uygundur. Teneke kutu ve film geri dönüştürülmüş HDPE'nin yüksek viskozitesi, çoğu zaman işlenmemiş polimerin düşük viskozitesi ile telafi edilebilir, bu sayede darbe direnci geliştirilebilir. Geri dönüştürülmüş HDPE'den büyük çaplı boruların üretimi de sorun değil: 630 mm çapa kadar sulama ve drenaj boruları.

Enjeksiyon kalıplama teknolojisi kullanıldığında, geri dönüştürülmüş plastik yüzdesi daha düşüktür. Bu teknoloji, kaplama panelleri, belediye atık kapları vb. üretiminde uygulanmaktadır. Kaplama paneli pazarı, büyük kapasitesi nedeniyle çok caziptir. Yalnızca ABD pazarının, halen geleneksel kereste olan 2 milyar adet kaplama panel ve levha tükettiği tahmin edilmektedir.

İyileştirilmiş darbe direncine ve yüksek yırtılma mukavemetine sahip film üretimine gelince, bu durumda geri dönüştürülmüş HDPE sadece LDPE ve LLDPE katkı maddeleri ile kullanılabilir.

polipropilen

Geri dönüştürülmüş polipropilenin ana kaynağı plastik kutular, pil kutuları, tamponlar ve diğer plastik araba parçalarıdır. Daha az ölçüde, bu malzemeden yapılan ambalaj ürünleri geri dönüştürülür. İkincil PP'nin kalitesi, çalışma sırasında ürünün bulunduğu koşullara bağlıdır. Dış etkilerden ne kadar az zarar görürse, ikincil malzemenin özellikleri birincil malzemenin özelliklerine o kadar yakın olur. Bununla birlikte, çalışma koşulları nadiren bu kadar elverişlidir. Sadece nadir durumlarda otomotiv plastik bileşenleri kapalı bir döngüde geri dönüştürülebilir: örneğin, Renault Megane yenilerini yapmak için geri dönüştürülmüş PP tamponlar kullanır. Kural olarak, geri dönüştürülmüş PP, daha az katı gereksinimlere sahip diğer otomotiv parçalarının üretimi için kullanılır - havalandırma boruları, contalar, yer paspasları, vb. Bu örnek, klasik kademeli geri dönüşüm şemasına uyar.

Geri dönüştürülmüş PP ayrıca enjeksiyon kalıplamada (kutular, kasalar) veya ekstrüzyonda (çeşitli profiller ve yarı bitmiş ürünler) işlenmemiş PP veya diğer poliolefinlerle çeşitli karışımlarda kullanılır.

polistiren

Polistiren atıklarının geri dönüşüm olanakları çok daha mütevazı. Bunun nedeni, diğer plastiklere kıyasla daha az difüzyon ve en önemlisi, ham ve geri dönüştürülmüş malzemeler arasındaki daha küçük fiyat farkıdır. Ek olarak, polistiren ürünleri genellikle üretim sırasında önemli hacimsel esnemeye maruz kalır, bu da geri dönüşümü zorlaştırır ve genel bertaraf maliyetini etkiler. Tüketici sonrası polistirenlerin çok küçük bir kısmı ham maddelere geri dönüştürülür. Geri dönüştürülmüş polistirenin örnekleri, yalıtım panelleri, ambalaj malzemeleri, boru yalıtımı ve geri dönüştürülmüş polistirenin iyi ısı yalıtımı, gürültü azaltma ve darbe direnci özelliklerini en iyi şekilde kullanabilen diğer ürünlerdir. Bazı durumlarda, geri dönüştürülmüş polistirenin yapısı özel geçiş teknolojileri kullanılarak sıkıştırılır ve bu şekilde elde edilen malzeme kristal polistiren uygulamalarında kullanılır. Bu malzemenin en ilginç uygulaması, daha önce sadece ahşaptan yapılmış profillerin (pencere çerçeveleri, zeminler vb.) Bu durumda, geri dönüştürülmüş polistirenin özellikleri hiçbir şekilde ahşabın özelliklerinden daha düşük değildir ve doğal koşullar altında yaşam döngüsünün süresi açısından onu bile aşar.

Plastik karışımlar

Farklı polimerlerin birleşiminden oluşan ürünlerin bertarafı hem zaman alıcı hem de gelecek vaat eden bir iştir. Bir yandan, plastik karışımlardan kabul edilebilir mekanik özelliklere sahip ikincil malzemeler oluştururken, evsel ve endüstriyel atıkların birincil (belediye düzeyinde) ve ikincil (geri dönüşüm üretimi düzeyinde) ayrıştırılmasına gerek yoktur, bu da olumlu yönde etkilemesi gerekir. işleme maliyeti. Öte yandan, temellerini oluşturan polimerler (başlıca PE, PP, PET, PS ve PVC) birbiriyle uyumsuz olduğundan ve düşük arayüzey etkileşimi ile çok bileşenli bir sistem oluşturduğundan ortaya çıkan malzemelerin özellikleri çok iyi değildir. . Ayrıca, kirletici maddelerin varlığı - kağıt parçacıkları, metal, boyalar - fiziksel ve mekanik özelliklerin daha da bozulmasına yol açar.

Hemen hemen tüm durumlarda, karışımın özellikleri, her bir bileşenin ayrı ayrı özelliklerinden çok daha kötüdür. Çok bileşenli atıkların bertarafında gözle görülür bir başarı elde etmek için mümkün olan en kısa döngü ile işleme yapmak gerekir. Görev, bir yandan gereksiz malzeme maliyetlerinden kaçınmak, diğer yandan işlem süresini kısaltarak malzemeyi oluşturan polimerlerin bozulmaya başlamasını önlemektir. Bu nedenle, belirli bileşenlerin (örneğin PET) katı halde kalmasına ve inert dolgu maddeleri gibi davranmasına rağmen çalışma sıcaklığını düşük tutmak gerekir. Ayrıca yüksek mekanik özellikler gerektirmeyen ve önemli boyutlara sahip olmayan uygulamaları seçmek gerekir. Bu, işleme maliyetinin ürünün nihai maliyeti üzerindeki ciddi etkisinden kaçınmanın ve çok bileşenli polimerin düşük mekanik özelliklerini, ondan oluşturulan ürünlerin küçük boyutlarıyla dengelemenin tek yoludur.

Teçhizat

Tüm gelişmiş sanayi ülkelerinde polimer atıklarının işlenmesi için çeşitli ekipman türleri üretilmektedir. BDT'de "geri dönüşüm" için belirli türde ekipman üreticileri vardır - örneğin, JSC "Kuzpolimermash" (Rusya), Baranovichi Takım Tezgahı Fabrikası (Beyaz Rusya).

Bununla birlikte, Erema GmbH, Artoc Maschinenbau GesmbH, NGR GmbH, General Plastics GmbH (Avusturya), Gamma Meccanica, Tria S.p.A. gibi tanınmış Avrupa şirketlerinin karmaşık çözümlerde eşitleri yoktur. (İtalya), Erlenbach GmbH, Sikoplast Maschinenbau, Heinrich Koch GmbH (Almanya), ORVAK (İsveç). Bugün bu şirketler aktif olarak Rusya pazarına giriyor.

Belarus Cumhuriyeti Eğitim Bakanlığı

Eğitim kurumu

"Yanka Kupala'nın adını taşıyan Grodno Eyalet Üniversitesi"

İnşaat ve Ulaştırma Fakültesi

Ölçek

"Malzeme teknolojisi" disiplininde

Polimerlerin ve polimerik malzemelerin işlenmesi

Bir polimer, uzun molekülleri aynı tekrarlanan birimlerden - monomerlerden oluşan organik bir maddedir.

Pirinç. 1. Polimer makromolekül yapısının şeması:

a) - zincir benzeri moleküller; b) - yanal bağlantılar

Belirli koşullar altında birbiri ardına bağlanabilme yeteneğine sahip olan monomerler, polimer makromolekülleri ile sonuçlanan lineer, dallı ve ağ bağ yapılarına sahip uzun zincirler (Şekil 1) oluştururlar.

Kökenlerine göre polimerler üç gruba ayrılır:

Doğal, bitki ve hayvanların yaşamsal faaliyetlerinin bir sonucu olarak oluşur ve ahşap, yün ve deride bulunur. Bunlar protein, selüloz, nişasta, gomalak, lignin, latekstir. Tipik olarak, doğal polimerler, ana zincirlerin yapısının değişmeden kaldığı izolasyon, saflaştırma, modifikasyona tabi tutulur. Bu tür işlemlerin ürünü yapay polimerlerdir. Örnekler, elastikliği artırmak için kafur ile plastikleştirilmiş nitroselüloz olan lateks, selüloitten yapılmış doğal kauçuktur.

Doğal ve yapay polimerler, modern teknolojide önemli bir rol oynamıştır ve bazı alanlarda, örneğin kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde bu güne kadar vazgeçilmez olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, sentetik polimerler - düşük moleküler ağırlıklı maddelerden sentez yoluyla elde edilen ve doğada benzerleri olmayan malzemeler nedeniyle organik malzemelerin üretiminde ve tüketiminde keskin bir artış meydana geldi. Sentetik polimerler, kömür, doğal ve endüstriyel gaz, petrol ve diğer hammaddelerin işlenmesi sırasında elde edilir. Kimyasal yapıya göre polimerler doğrusal, dallanmış, ağ ve uzaysal olarak ayrılır.

Isıtma sırasında özelliklerin değişmesine bağlı olarak polimerler iki ana gruba ayrılır: termoplastik ve termoset. Bunlardan ilki, novolak reçineleri temelinde, ikincisi ise rezol reçineleri temelinde oluşturulur.

1. Termoplastik polimerler (termoplastikler) ısıtıldıklarında yumuşarlar, önce oldukça elastik hale gelirler ve sonra viskoz-akışkan bir duruma dönüşürler; soğuduklarında sertleşirler. Bu işlem tersine çevrilebilir, yani birçok kez tekrarlanabilir. Termoplastikler, doğrusal ve dallı bir bağ yapısına sahip polimerleri içerir; monomerleri birbirine sadece bir yönde bağlıdır. Yeniden ısıtıldığında bu tür kimyasal bağlar yok olmaz; monomer molekülleri esneklik ve hareketlilik kazanır. Ürünler termoplastiklerden presleme, enjeksiyon kalıplama, sürekli ekstrüzyon (ekstrüzyon) ve diğer yöntemlerle yapılır. En yaygın termoplastikler, toz, kırıntı şeklinde üretilen polimerizasyon malzemeleri (polietilen, polipropilen, polivinil klorür, polistiren, floroplastlar ve diğerleri) ve polikondenzasyon (poliamid, poliüretan, anilino-formaldehit, fenol-formaldehit reçineleri vb.) , levhalar, çubuklar, borular vb.

2. Termoset polimerler (termosetler) ısıtıldıklarında önce katı haldeyken yumuşarlar, sonra katı hale dönüşürler. Bu işlem geri döndürülemez, yani yeniden ısıtıldığında bu tür polimerler yumuşamaz. Termoplastikler, bir ağ veya çapraz bağlı bağ yapısına sahip polimerleri içerir. Bu tür polimerler, dev makromoleküllerde iki veya üç boyutlu bağlar oluşturur; monomerleri veya lineer molekülleri birbirine sıkı bir şekilde bağlıdır ve karşılıklı hareket edemezler. En yaygın termoplastikler polikondenzasyon malzemeleridir - fenol-formaldehit, polyester, epoksi ve üre reçineleri bazında elde edilen fenolik plastikler. Termoplastiklerden yapılmış parçalar ve ürünler, sıcak presleme, enjeksiyonlu kalıplama ve işleme ile elde edilir.

Günümüzde plastik ürünler çok çeşitli yöntemlerle üretilmektedir. Aynı zamanda, üretim ürünleri için bir yöntem seçimi, polimerin tipine, başlangıç ​​durumuna ve ayrıca ürünün konfigürasyonu ve boyutlarına göre belirlenir.

Polimerik malzemelerin işlenmesindeki ana görev, olumsuz süreçleri yavaşlatmak ve malzemenin gerekli yapısını oluşturmaktır. Bu amaca ulaşmak için en basit yöntemler, malzemenin sıcaklık, basınç, ısıtma ve soğutma hızlarının düzenlenmesidir. Ayrıca malzemenin yaşlanmaya karşı direncini artıran stabilizatörler, malzemenin viskozitesini azaltan ve moleküler zincirlerin esnekliğini artıran plastikleştiriciler ve ayrıca çeşitli dolgu maddeleri kullanılmaktadır.

Polimerleri işlemek için çeşitli yöntemlerin tartışmasına geçmeden önce, polimer malzemelerin termoplastik veya termoset (termoset) olabileceğini hatırlatmama izin verin. Termoplastik malzemeler ısı ve basınç altında kalıplandıktan sonra kalıptan çıkmadan önce polimerin yumuşama sıcaklığının altına soğutulmalıdır, aksi takdirde şekillerini kaybederler. Isı ile sertleşen malzemeler söz konusu olduğunda, bu gerekli değildir, çünkü sıcaklık ve basınca tek bir birleşik maruziyetten sonra ürün, kalıptan yüksek sıcaklıkta serbest bırakıldığında bile elde edilen şeklini korur.

Termoplastikler ürün haline getirildiklerinde ısıya, mekanik basınca, atmosferik oksijene ve ışığa maruz kalırlar. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, malzeme o kadar plastik olur ve işlenmesi o kadar kolay olur. Ancak yüksek sıcaklıkların ve yukarıda belirtilen faktörlerin etkisi altında polimerlerde kimyasal bağların kopması, oksidasyon, istenmeyen yeni yapıların oluşması, makromoleküllerin ve makromoleküllerin tek tek bölümlerinin birbirine göre hareketi, makromoleküllerin farklı yönlerde yönlenmesi , ve malzemenin oryantasyon yönündeki gücü artar ve enine yönde azalır. Filmlerin ve ince duvarlı ürünlerin üretiminde bu fenomen olumlu bir rol oynar, diğer tüm durumlarda yapısal homojensizliğe ve artık gerilmelere neden olur.

Termosetlerin ürünlere işlenmesinin özelliği, kürleme ile kalıplama işlemlerinin, yani çapraz bağlı bir makromolekül yapısının oluşumu için kimyasal reaksiyonlarla kombinasyonudur. Eksik kürleme malzeme özelliklerini bozar. Katalizörlerin mevcudiyetinde ve yüksek sıcaklıklarda bile gerekli kürleme tamlığına ulaşmak, önemli miktarda zaman gerektirir ve bu da parçanın imalatının karmaşıklığını arttırır. Malzemenin son kürlenmesi, ürün bu işlem tamamlanmadan önce sabit bir şekil aldığından, şekillendirme takımının dışında gerçekleşebilir.

Kompozit malzemeleri işlerken bağlayıcının dolgu maddesi ile yapışması (yapışması) büyük önem taşır. Dolgunun yüzeyi temizlenip reaktif hale getirilerek yapışma değeri arttırılabilir. Bağlayıcının dolgu maddesine zayıf yapışmasıyla, malzemede malzemenin gücünü önemli ölçüde azaltan mikro gözenekler ortaya çıkar.

Soğutma hızlarında, kristalleşme derecesinde, termoplastikler için gevşeme işlemlerinin eksiksizliği ve termoplastikler için kürleşme derecesindeki ürünün enine kesitindeki fark, aynı zamanda yapısal heterojenliğe ve ürünlerde ek artık gerilimlerin ortaya çıkmasına neden olur. Artık gerilmeleri azaltmak için ürünlerin ısıl işlemi, işleme sırasında yapı oluşumu ve diğer teknolojik yöntemler kullanılır.

Sürekli artan plastik üretim hacmi, polimerlerin işlenmesi için mevcut olanın daha fazla iyileştirilmesini ve yeni yüksek performanslı teknolojik süreçlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Plastik işleme alanındaki daha fazla ilerleme, işleme ekipmanının verimliliğinde keskin bir artış, ürünlerin üretiminde emek yoğunluğunda bir azalma ve kalitelerinde bir artış ile ilişkilidir. Belirlenen görevlerin çözümü, katı bir kümelenme durumunda basınçla çeşitli polimer işleme türlerini içeren yeni aşamalı işleme yöntemleri kullanılmadan imkansızdır.

Polimerlerin katı halde işlenmesiyle ilgili tüm işlemler, tersine çevrilebilir olan plastik (zorlanmış elastik) deformasyona dayanır. Polimerlerde zorlanmış elastik deformasyonlar, yüksek mekanik streslerin etkisi altında gelişir. Deforme edici kuvvetin sona ermesinden sonra, yumuşama sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda, malzemenin camsı geçişi veya kristalleşmesi sonucu zorlanmış elastik deformasyon sabitlenir ve deforme olan polimer gövde orijinal şeklini geri kazanmaz.