Polimerlerin geri dönüşümü. "Avrupa'da Polimer Geri Dönüşüm: Yeni ve Kanıtlanmış Çözümler". Atık işleme tesisi için standart ekipman listesi

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

Polimer, uzun molekülleri aynı tekrar eden birimlerden - monomerlerden oluşan organik bir maddedir.

Pirinç. 1. Polimer makromolekülün yapısının şeması:

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

Belirli koşullar altında birbiri ardına bağlanma yeteneğine sahip olan monomerler, polimer makromolekülleri ile sonuçlanan doğrusal, 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 büyük 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 üretim 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, ilk 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. Filmler ve ince duvarlı ürünler elde edilirken bu fenomen olumlu bir rol oynar; diğer tüm durumlarda yapısal homojensizliğe neden olur 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.

GİRİİŞ

Polimer molekülleri, ana ayırt edici özellikleri yüksek moleküler ağırlık ve zincirin yüksek konformasyonel esnekliği olan geniş bir bileşik sınıfıdır. Bu tür moleküllerin tüm karakteristik özelliklerinin ve bu özelliklerle ilişkili uygulama olasılıklarının yukarıdaki özelliklerden kaynaklandığı güvenle söylenebilir.

Kentleşmiş, hızla gelişen dünyamızda, polimerik malzemelere olan talep önemli ölçüde artmıştır. Fabrikaların, enerji santrallerinin, kazan dairelerinin, eğitim kurumlarının, evde ve işte bizi çevreleyen elektrikli ev aletlerinin, modern bilgisayarların, arabaların ve çok daha fazlasının bu malzemeleri kullanmadan tam teşekküllü çalışmasını hayal etmek zor. İster oyuncak yapmak istersek bir uzay gemisi yapmak isteyelim - her iki durumda da polimerler vazgeçilmezdir. Peki polimere istenilen şekil ve görünüm nasıl verilebilir? Bu soruyu cevaplamak için, bu çalışmanın konusu olan polimer teknolojisinin başka bir yönünü, yani işlenmesini ele alalım.

Geniş anlamda, polimer işleme, ham polimer malzemelerin gerekli nihai ürünlere dönüştürülmesinde yer alan bir tür mühendislik uzmanlığı olarak görülebilir. Halihazırda polimer işleme teknolojisinde kullanılan yöntemlerin çoğu, seramik ve metal işleme endüstrilerinde kullanılan yöntemlerin değiştirilmiş analoglarıdır. Aslında, yaygın geleneksel malzemeleri gelişmiş özelliklere ve görünüme sahip diğer malzemelerle değiştirmek için polimer işlemenin içini ve dışını anlamamız gerekiyor.

Yaklaşık 50 yıl önce, polimerleri nihai ürünlere dönüştürmek için çok sınırlı sayıda işlem vardı. Halihazırda birçok işlem ve yöntem vardır, başlıcaları perdahlama, döküm, doğrudan sıkıştırma, enjeksiyonlu kalıplama, ekstrüzyon, şişirme, soğuk şekillendirme, termoform, köpürme, takviye, eriyik şekillendirme, kuru ve ıslak şekillendirmedir. Son üç yöntem, elyaf oluşturan malzemelerden elyaf üretmek için kullanılır ve geri kalanı, plastik ve elastomerik malzemeleri endüstriyel ürünlere dönüştürmek için kullanılır. İlerleyen bölümlerde bu önemli süreçlere genel bir bakış sunmaya çalıştım. Bu ve daldırma kaplama, dönen akışkan yataklı kaplama, elektronik ve termal sızdırmazlık ve kaynak gibi diğer işlemlere daha ayrıntılı bir giriş için polimer işlemeyle ilgili özel ders kitaplarına bakın. Kaplamalar ve yapıştırıcılar ile ilgili konular da bu özetin kapsamı dışındadır.

Polimerleri nihai ürünler halinde işlemek için yöntem ve yöntemlerin değerlendirilmesine doğrudan geçmeden önce, şunları bulmak gerekir: polimerler nelerdir, nelerdir ve nerede kullanılabilirler, yani. polimerlerden hangi son ürünler elde edilebilir? Polimerlerin rolü çok büyüktür ve onların işlenmesine olan ihtiyacı anlamalıyız.

1. POLİMERLER VE POLİMER MALZEMELER

1.1 GENEL ÖZELLİKLER VE SINIFLANDIRMA

Polimer, uzun molekülleri aynı tekrar eden birimlerden - monomerlerden oluşan organik bir maddedir. 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 işlemin ürünleri, yapay polimerler. Örnekler, elastikliği artırmak için kafur ile plastikleştirilmiş nitroselüloz olan lateks, selüloitten yapılmış doğal kauçuktur.

Doğal ve yapay polimerler modern teknolojide büyük bir rol oynamıştır ve bazı alanlarda, örneğin kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde bu güne kadar vazgeçilmez olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, organik maddelerin üretim ve tüketiminde keskin bir artış meydana geldi. sentetik polimerler - düşük moleküler ağırlıklı maddelerden sentez yoluyla elde edilen ve doğada analogları olmayan malzemeler. Makromoleküler maddelerin kimyasal teknolojisinin geliştirilmesi, modern bilimsel ve teknolojik devrimin ayrılmaz ve önemli bir parçasıdır. . Tek bir teknoloji dalı, özellikle de yeni olanlar, polimerler olmadan yapamaz. Kimyasal yapıya göre polimerler doğrusal, dallanmış, ağ ve uzaysal olarak ayrılır.

moleküller doğrusal polimerler birbirlerine göre kimyasal olarak inerttir ve sadece van der Waals kuvvetleri ile birbirine bağlanır. Isıtıldıklarında, bu tür polimerlerin viskozitesi azalır ve tersine çevrilebilir bir şekilde önce yüksek elastikliğe ve ardından viskoz bir akış durumuna dönüşebilirler (Şekil 1).

Şekil 1. Termoplastik polimerlerin sıcaklığa bağlı viskozitesinin şematik diyagramı: T 1 - camsı durumdan oldukça elastik duruma geçiş sıcaklığı, T 2 - yüksek derecede elastikten viskoz duruma geçiş sıcaklığı.

Isınmanın tek etkisi plastisitede bir değişiklik olduğu için lineer polimerler denir. termoplastik. "Doğrusal" teriminin düz anlamına geldiği düşünülmemelidir, aksine bunlar, bu tür polimerlere mekanik mukavemet veren tırtıklı veya sarmal bir konfigürasyonun daha karakteristik özelliğidir.

Van der Waals bağları reaktiflerin etkisi altında kolayca yırtıldığından, termoplastik polimerler sadece eritilemez, aynı zamanda çözülebilir.

dallanmış(aşılı) polimerler lineer olanlardan daha güçlüdür. Kontrollü zincir dallanması, termoplastik polimerlerin özelliklerini değiştirmek için ana endüstriyel yöntemlerden biridir.

ağ yapısı zincirlerin birbirine bağlı olması ile karakterize edilir ve bu, hareketi büyük ölçüde sınırlar ve hem mekanik hem de kimyasal özelliklerde bir değişikliğe yol açar. Sıradan kauçuk yumuşaktır, ancak kükürt ile vulkanize edildiğinde S-0 tipi kovalent bağlar oluşur ve mukavemet artar. Polimer bir ağ yapısı kazanabilir ve örneğin ışık ve oksijenin etkisi altında kendiliğinden yaşlanma, elastikiyet ve performans kaybıyla gerçekleşir. Son olarak, polimer molekülleri reaktif gruplar içeriyorsa, ısıtıldıklarında birçok güçlü çapraz bağla bağlanırlar, polimerin çapraz bağlı olduğu ortaya çıkar, yani elde eder. mekânsal yapı. Böylece, ısıtma, mukavemet ve yüksek viskozite kazanan malzemenin özelliklerini önemli ölçüde ve geri döndürülemez şekilde değiştiren reaksiyonlara neden olur, çözünmez ve erimez hale gelir. Artan sıcaklıkla kendini gösteren moleküllerin yüksek reaktivitesi nedeniyle bu tür polimerlere denir. termoset.

Termoplastik polimerler reaksiyonla elde edilir. polimerizasyon,şemaya göre akan pm p(Şekil 2), nerede M - monomer molekülü, M p- monomer birimlerinden oluşan bir makromolekül, P - polimerizasyon derecesi.

Zincir polimerizasyonu sırasında moleküler ağırlık neredeyse anında artar, ara ürünler kararsızdır, reaksiyon safsızlıkların varlığına duyarlıdır ve kural olarak yüksek basınçlar gerektirir. Doğal koşullarda böyle bir işlemin imkansız olması şaşırtıcı değildir ve tüm doğal polimerler farklı bir şekilde oluşturulmuştur. Modern kimya yeni bir araç yarattı - polimerizasyon reaksiyonu ve onun sayesinde geniş bir termoplastik polimer sınıfı. Polimerizasyon reaksiyonu, yalnızca uzmanlaşmış endüstrilerin karmaşık ekipmanlarında gerçekleştirilir ve tüketici, termoplastik polimerleri bitmiş formda alır.

Termoset polimerlerin reaktif molekülleri daha basit ve daha doğal bir şekilde oluşturulabilir - kademeli olarak monomerden dimere, sonra trimer, tetramere vb. Böyle bir monomer kombinasyonuna, bunların "yoğuşmasına" reaksiyon denir polikondenzasyon; yüksek saflık veya basınç gerektirmez, ancak kimyasal bileşimde bir değişiklik ve sıklıkla yan ürünlerin (genellikle su buharı) salınımı eşlik eder (Şekil 2). Doğada meydana gelen bu reaksiyondur; en basit koşullarda, hatta evde bile çok az bir ısıtma ile kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Termoset polimerlerin bu kadar yüksek üretilebilirliği, radyo santralleri de dahil olmak üzere kimyasal olmayan işletmelerde çeşitli ürünlerin üretilmesi için geniş fırsatlar sağlar.

Başlangıç ​​malzemelerinin türü ve bileşimi ve üretim yöntemleri ne olursa olsun, polimer bazlı malzemeler şu şekilde sınıflandırılabilir: plastikler, elyaf takviyeli plastikler, laminatlar, filmler, kaplamalar, yapıştırıcılar. Tüm bu ürünlere özellikle odaklanmayacağım, sadece en yaygın kullanılanlarından bahsedeceğim. Zamanımızda polimerik malzemelere olan ihtiyacın ne kadar büyük olduğunu ve dolayısıyla işlenmesinin önemini göstermek gerekir. Aksi takdirde, sorun basitçe temelsiz olurdu.

1.2 PLASTİKLER

"Plastik" kelimesi Yunan dilinden gelir ve seçtiğiniz herhangi bir şekle preslenebilen veya kalıplanabilen bir malzemeyi ifade eder. Bu etimolojiye göre kile bile plastik denebilir, ancak gerçekte sadece sentetik malzemelerden yapılan ürünlere plastik denir. Amerikan Test ve Malzeme Derneği, plastiğin ne olduğunu şu şekilde tanımlar: "sıcaklık ve/veya basınç uygulanarak istenen şekle getirilebilen, bileşim olarak tamamen veya kısmen organik olan çok çeşitli malzemelerin herhangi bir üyesidir."

Yüzlerce plastik bilinmektedir. Masada. 1 ana türlerini ve her bir türün bireysel temsilcilerini gösterir. Şu anda çok sayıda olmaları nedeniyle tüm plastik çeşitlerini tanımlamanın tek bir yolu olmadığı belirtilmelidir.

Tablo 1. Başlıca plastik türleri

Bir çeşit	Tipik temsilciler	Bir çeşit	Tipik temsilciler
Akrilik plastikler Aminoplastikler	Polimetilmetakrilat (PMMA) Poliakrilonitril (PAN) Üre-formaldehit reçinesi Melamin-formaldehit reçinesi	Polyesterler	doymamış polyester reçineler Polietil tereftalat (PET) Polietil snadipat
Selüloz	etilselüloz selüloz asetat selüloz nitrat	Poliolefinler Stiren plastikler	Polietilen (PE) Polipropilen (PP) Polistiren (PS)
epoksi reçineler	epoksi reçineler	Akrilonitril ile stiren kopolimeri
Floroplastikler	Politetrafloroetilen (PTFE) Poliviniliden florür	Akrilonitrilin stiren ve bütadien ile kopolimeri (ABS)
fenoplastlar	Fenol-formaldehit reçinesi Fenol-furfural reçinesi	vinil plastikler	Polivinil klorür (PVC) Polivinil butiral
Poliamid plastikler (naylonlar)	Polikaprolaktam (PA-6) Poliheksam etilenadipamid (PA-6,6)	Vinil klorür-vinil asetat kopolimeri

Geniş uygulama alanı bulan ilk termoplastik, doğal selülozun işlenmesiyle elde edilen yapay bir polimer olan selüloitti. Teknolojide, özellikle sinemada büyük bir rol oynadı, ancak olağanüstü yangın tehlikesi nedeniyle (bileşim açısından selüloz dumansız toza çok yakındır) daha 20. yüzyılın ortalarında. üretimi neredeyse sıfıra düştü.

Elektronik, telefon iletişimi, radyonun gelişimi, acilen iyi yapısal ve teknolojik özelliklere sahip yeni elektrik yalıtım malzemelerinin oluşturulmasını gerektirdi. Uygulama alanlarının ilk harfleri olan etrols olarak adlandırılan aynı selüloz temelinde yapılan yapay polimerler bu şekilde ortaya çıktı. Şu anda, dünya polimer üretiminin sadece %2 ... 3'ü selüloz plastik iken, yaklaşık %75'i sentetik termoplastiklerdir ve bunların %90'ı sadece üç tanesinden oluşmaktadır: polistiren, polietilen, polivinil klorür.

Örneğin genleşebilir polistiren, ısı ve ses yalıtımlı bir yapı malzemesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Radyo elektroniğinde, minimum mekanik stres sağlamak, diğer elementlerin yaydığı ısının veya düşük sıcaklıkların etkilerinden geçici yalıtım oluşturmak ve bunların elektriksel özellikler üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak gerektiğinde, ürünlerin sızdırmazlığı için kullanılır, dolayısıyla gemide ve gemide. mikrodalga - teçhizat.

1.3 ELASTOMERLER

Elastomerler genellikle kauçuk olarak adlandırılır. Balonlar, ayakkabı tabanları, lastikler, cerrahi eldivenler, bahçe hortumları, elastomer ürünlerin tipik örnekleridir. Elastomerlerin klasik örneği doğal kauçuktur.

Kauçuk makromolekülü, 0.913 nm kimlik periyoduna sahip sarmal bir yapıya sahiptir ve 1000'den fazla izopren kalıntısı içerir. Kauçuk makromolekülün yapısı, en önemli teknik özelliği olan yüksek elastikiyetini sağlar. Kauçuk, orijinal uzunluğunun %900'üne kadar tersinir şekilde esneme gibi inanılmaz bir yeteneğe sahiptir.

Çeşitli kauçuk, daha az elastik güta-perka veya balata, Hindistan ve Malay Yarımadası'nda yetişen bazı kauçuk bitkilerinin suyu. Kauçuğun aksine, güta-perka molekülü daha kısadır ve 0.504 nm kimlik periyoduna sahip bir trans-1,4 yapıya sahiptir.

Doğal kauçuğun olağanüstü teknik önemi, Sovyetler Birliği de dahil olmak üzere birçok ülkede ekonomik olarak uygun kaynakların bulunmaması, çeşitli özelliklerde (yağ direnci, donma direnci, aşınma direnci) üstün malzemelere sahip olma arzusu. doğal kauçuk, sentetik kauçuk üretimine yönelik araştırmaları teşvik etti.

Şu anda birkaç sentetik elastomer kullanılmaktadır. Bunlara polibütadienler, stiren-bütadien, akrilonitril-bütadien (nitril kauçuk), poliizopren, polikloropren (neopren), etilen-propilen, izopren-izobütilen (bütil kauçuk), poliflorokarbon, poliüretan ve silikon kauçuklar dahildir. Lebedev yöntemine göre sentetik kauçuk üretmek için hammadde etil alkoldür. Şimdi, bütandan katalitik dehidrojenasyon yoluyla bütadien üretimi geliştirilmiştir.

Bilim adamları başarılı oldu ve bugün dünyada üretilen kauçuğun üçte birinden fazlası sentetik kauçuktan yapılıyor. Kauçuk ve kauçuk, geçen yüzyılın teknolojik gelişimine büyük katkı sağlıyor. Örneğin lastik çizmeleri ve çeşitli yalıtım malzemelerini hatırlayalım ve kauçuğun ekonominin en önemli kollarındaki rolü bizim için netleşecektir. Dünyadaki elastomer üretiminin yarısından fazlası lastik üretimine harcanmaktadır. Küçük bir araba için lastik üretimi, farklı sınıf ve markalarda yaklaşık 20 kg kauçuk ve yaklaşık 1900 kg'lık bir damperli kamyon için gereklidir. Daha küçük bir kısım diğer kauçuk ürünlerine gider. Kauçuk hayatımızı kolaylaştırır.

1.4 ELYAF

Pamuk, yün, keten ve ipek gibi doğal liflere hepimiz aşinayız. Ayrıca naylon, polyester, polipropilen ve akrilikten sentetik lifler de biliyoruz. Liflerin ana ayırt edici özelliği, uzunluklarının çaplarından yüzlerce kat daha fazla olmasıdır. Doğal lifler (ipek hariç) kesikli lifler ise, sentetik lifler hem sürekli iplikler hem de kesikli lifler şeklinde elde edilebilir.

Tüketicinin bakış açısından lifler üç tipte olabilir; günlük talep, güvenli ve endüstriyel.

Günlük liflere iç giyim ve dış giyim imalatında kullanılan lifler denir. Bu grup, iç çamaşırı, çorap, gömlek, takım elbise vb. imalatı için lifleri içerir. Bu lifler uygun mukavemete ve uzayabilirliğe, yumuşaklığa, yanmazlığa sahip olmalı, nemi emmeli ve iyi boyanmalıdır. Bu lif sınıfının tipik temsilcileri pamuk, ipek, yün, naylon, polyesterler ve akrilatlardır.

Güvenli lifler, halı, perde, sandalye örtüsü, perdelik kumaşlar vb. üretiminde kullanılan liflerdir. Bu lifler sağlam, güçlü, dayanıklı ve aşınmaya dayanıklı olmalıdır. Güvenlik açısından, bu liflere aşağıdaki gereksinimler uygulanır: zayıf tutuşmalı, alev yaymamalı ve yanma sırasında minimum miktarda ısı, duman ve zehirli gaz yaymalıdır. Günlük liflere az miktarda B, N, Si, P, C1, Br veya Sb gibi atomlar içeren maddeler eklenerek, onları ateşe dayanıklı hale getirmek ve böylece güvenli liflere dönüştürmek mümkündür. Liflere modifiye edici katkı maddelerinin eklenmesi yanıcılıklarını azaltır, alevin yayılmasını azaltır, ancak yanma sırasında toksik gazların ve dumanın salınımında bir azalmaya yol açmaz. Yapılan araştırmalar aromatik poliamidlerin, poliimidlerin, polibenzimidazollerin ve polioksidiazollerin güvenli lifler olarak kullanılabileceğini göstermiştir.Ancak bu liflerin yanması sırasında molekülleri nitrojen atomları içerdiğinden toksik gazlar açığa çıkar.Aromatik polyesterlerin bu dezavantajı yoktur.

Endüstriyel lifler, kompozitlerde takviye malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu lifler, yüksek modül, mukavemet, ısı direnci, sertlik, dayanıklılığa sahip oldukları için yapısal lifler olarak da adlandırılır. Yapısal lifler, sert ve esnek borular, tüpler ve hortumlar gibi ürünleri güçlendirmek için kullanıldığı gibi, fiber malzemeler olarak adlandırılan kompozit yapılarda da kullanılır ve gemi, araba, uçak ve hatta binaların yapımında kullanılır. Bu lif sınıfı, aromatik poliamidlerin ve polyesterlerin tek eksenli olarak yönlendirilmiş liflerini, karbon ve silikon liflerini içerir.

2. POLİMER GERİ DÖNÜŞÜM

2.1 BİLEŞİM

Endüstriyel tesislerden izole edildikten ve saflaştırıldıktan sonra elde edilen saf haldeki polimerlere "birincil" polimerler veya "birincil" reçineler denir. Polistiren, polietilen, polipropilen gibi bazı polimerler dışında, işlenmemiş polimerler genellikle doğrudan işleme için uygun değildir. Örneğin, Virgin PVC boynuz benzeri bir malzemedir ve önce bir plastikleştirici ilave edilerek yumuşatılmadan kalıplanamaz. Benzer şekilde, doğal kauçuk, doğal kauçuk oluşturmak için bir vulkanize edici maddenin eklenmesini gerektirir. Çoğu polimer, içlerine uygun stabilizatörler eklenerek termal, oksidatif ve fotodegradasyondan korunur. Kalıplamadan önce polimere boya ve pigmentlerin eklenmesi, çok çeşitli renklerde ürünler elde etmeyi mümkün kılar. Sürtünmeyi azaltmak ve işleme ekipmanı içindeki polimer akışını iyileştirmek için çoğu polimere yağlayıcılar ve işleme yardımcıları eklenir. Dolgu maddeleri genellikle polimere özel özellikler kazandırmak ve nihai ürünün maliyetini azaltmak için eklenir.

Plastikleştiriciler, sertleştirici maddeler, sertleştiriciler, stabilizatörler, dolgu maddeleri, boyalar, alev geciktiriciler ve yağlayıcılar gibi bileşenlerin bir birincil polimere dahil edilmesini içeren işleme "bileşik oluşturma" adı verilir ve bu katkı maddeleriyle polimer karışımları olarak adlandırılır. "Bileşikler".

Polistiren, polietilen, polimetil metakrilat ve polivinil klorür gibi birincil plastik polimerler genellikle serbest akışlı ince tozlar biçimindedir. İnce toz veya sıvı bileşenler, planet mikserler, V-mikserler, şerit sarmal mikserler, Z-mikserler veya damper kullanılarak toz haline getirilmiş birincil polimer ile karıştırılır. Yer değiştirme, ya oda sıcaklığında ya da polimerin yumuşama sıcaklığının oldukça altında olması gereken yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilebilir. Sıvı prepolimerler, basit yüksek hızlı karıştırıcılar kullanılarak karıştırılır.

Doğal kauçuk, stiren-bütadien kauçuk veya nitril kauçuk gibi birincil elastomerik polimerler, "balya" adı verilen kalın plakalara preslenen kırıntılar şeklinde üretilir. Genellikle vulkanize edici maddeler, katalizörler, dolgu maddeleri, antioksidanlar ve yağlayıcılar ile karıştırılırlar. Elastomerler, işlenmemiş plastikler gibi serbest akışlı tozlar olmadığından, işlenmemiş plastikler için kullanılan yöntemler kullanılarak yukarıda listelenen bileşenlerle karıştırılamazlar. Birincil plastik polimerlerin, bileşiğin diğer bileşenleri ile karıştırılması, karıştırma yoluyla elde edilirken, birincil elastomerlerin bir bileşiğinin elde edilmesi, kırıntıların plastik tabakalar halinde yuvarlanmasını ve ardından gerekli bileşenlerin polimere eklenmesini içerir. Elastomerlerin birleştirilmesi ya iki silindirli bir kauçuk değirmeninde ya da dahili karıştırmalı bir Banbury karıştırıcısında gerçekleştirilir. Lateks veya düşük moleküler ağırlıklı sıvı reçineler formundaki elastomerler, yüksek hızlı karıştırıcılar kullanılarak basit karıştırma ile karıştırılabilir. Elyaf oluşturan polimerler söz konusu olduğunda, birleştirme yapılmaz. Yağlayıcılar, stabilizatörler ve dolgu maddeleri gibi bileşenler, genellikle iplik eğrilmeden hemen önce polimer eriyiğine veya solüsyona doğrudan eklenir.

2.2 İŞLEME TEKNOLOJİSİ

Polimerik malzemelerin çubuklar, borular, levhalar, köpükler, kaplamalar veya yapıştırıcılar gibi çok çeşitli formlarda ve ayrıca kalıplanmış ürünlerde kullanılması gerçeği, polimer bileşiklerini nihai ürünlere dönüştürmenin çeşitli yolları olduğunu ima eder. Çoğu polimer ürünü ya kalıplama ya da işleme ya da sıvı prepolimerlerin bir kalıba dökülmesi ve ardından kürleme ya da çapraz bağlama yoluyla elde edilir. Lifler eğirme işlemi sırasında elde edilir.

Şekillendirme süreci, örneğin, kilden bir figürün oyulmasıyla ve işleme süreci, aynı figürün bir kalıp sabundan oyulmasıyla karşılaştırılabilir. Kalıplama işleminde, toz, pul veya granül formundaki bir bileşik bir kalıba yerleştirilerek sıcaklık ve basınca maruz bırakılarak nihai ürünün oluşması sağlanır. İşleme süreci, zımbalama, damgalama, yapıştırma ve kaynak kullanarak levha, çubuk veya boru gibi basit şekillerde ürünler üretir.

Polimerleri işlemek için çeşitli yöntemlerin tartışmasına geçmeden önce, polimer malzemelerin termoplastik veya termoset (termoset) olabileceğini hatırlıyoruz. 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.

2.3 TAKVİM

Perdahlama işlemi yaygın olarak sürekli filmler ve levhalar üretmek için kullanılır. Perdahlama için aparatın (Şekil 1) ana kısmı, zıt yönlerde dönen bir dizi düzgün cilalı metal rulo ve aralarındaki boşluğun ince ayarlanması için bir cihazdır. Rulolar arasındaki boşluk, perdahlanmış sacın kalınlığını belirler. Polimer bileşiği sıcak merdanelere beslenir ve bu merdanelerden gelen sac soğuk merdanelerden geçerken soğutulur. Son aşamada, tabakalar Şekil 1'de gösterildiği gibi rulolar halinde sarılır. Bununla birlikte, ince polimer filmler elde etmek için tabakalar yerine, aralarında giderek azalan bir boşluk olan bir dizi rulo kullanılır. Tipik olarak, polivinil klorür, polietilen, kauçuk ve bütadien-stiren-akrilonitril gibi polimerler tabakalar halinde perdahlanır.

Pirinç. bir. Kalenderleme için aparatın şeması

/ - polimer bileşiği; 2 - kalender ruloları: sıcak (3) ve soğuk (4); 5 - perdahlı levha; b - kılavuz rulolar; 7 - sarıcı

Perdah makinesinde profilli rulolar kullanıldığında, çeşitli desenlerde kabartmalı levhalar elde edilebilir. Takvime farklı renkteki bileşiklerin karışımları katılarak taklit ebru gibi çeşitli dekoratif efektler elde edilebilir. PVC yer karosu üretiminde ebru teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır.

2.4 DÖKÜM

KALIP DÖKÜM. Bu, sıvı bir prepolimerin istenen şekle sahip katı ürünlere dönüştürülmesinden oluşan nispeten ucuz bir işlemdir. Bu yöntemle levha, boru, çubuk vb. elde edilebilir. sınırlı uzunlukta ürünler. Şematik olarak, kalıp döküm işlemi Şekil 2'de gösterilmiştir. Bu durumda, sertleştirici ajan ve diğer bileşenlerle uygun oranlarda karıştırılan prepolimer, kalıp görevi gören bir petri kabına dökülür. Daha sonra Petri kabı, kürleme reaksiyonu tamamlanana kadar gerekli sıcaklığa ısıtılan bir fırına birkaç saat yerleştirilir. Oda sıcaklığına soğutulduktan sonra katı ürün kalıptan çıkarılır. Bu şekilde dökülen katı bir gövde, bir Petri kabının iç kabartmasının şekline sahip olacaktır.

Pirinç. 2. Kalıp döküm işleminin en basit resmi

b - Petri kabının ön polimer ve sertleştirici ile doldurulması; b - fırında ısıtma; b - soğutulmuş ürünün kalıbından çıkarılması

Petri kabı yerine bir ucu kapalı silindirik cam tüp kullanılırsa silindirik çubuk şeklinde bir ürün elde edilebilir. Ek olarak, ön polimer ve sertleştirici yerine, polimerizasyon sıcaklığına ısıtılan monomer, katalizör ve diğer bileşenlerin bir karışımı kalıba dökülebilir. Bu durumda polimerizasyon, katı bir ürün oluşana kadar kalıbın içinde ilerleyecektir. Akrilikler, epoksiler, polyesterler, fenoller ve üretanlar enjeksiyon kalıplama için uygundur.

Döküm kalıpları kaymaktaşı, kurşun veya camdan yapılır. Kürlenme sırasında polimer blok büzülerek kalıptan ayrılmayı kolaylaştırır.

DÖNER DÖKÜM. Top, oyuncak bebek gibi içi boş ürünler "dönel döküm" adı verilen bir işlemle üretilir. Bu işlemde kullanılan aparat Şekil 3'te gösterilmiştir.

İçi boş bir kalıba ince bir toz şeklinde bir termoplastik malzeme bileşiği yerleştirilir. Kullanılan aparat, kalıbın birincil ve ikincil eksenler etrafında aynı anda dönmesi için özel bir cihaza sahiptir. Kalıp kapatılır, ısıtılır ve döndürülür. Bu, erimiş plastiğin içi boş kalıbın tüm iç yüzeyi üzerinde düzgün bir dağılımı ile sonuçlanır. Dönen kalıp daha sonra soğuk su ile soğutulur. Soğutulduktan sonra, kalıbın iç yüzeyine eşit olarak dağılan erimiş plastik malzeme katılaşır. Artık kalıp açılabilir ve nihai ürün çıkarılabilir.

Bir sertleştirici ile bir ısıyla sertleşen ön-polimerin sıvı bir karışımı da kalıba yüklenebilir. Bu durumda kürleme, yüksek sıcaklığın etkisi altında dönüş sırasında gerçekleşir.

Rotasyonel döküm, galoşlar, içi boş toplar veya bebek kafaları gibi PVC'den ürünler üretir. PVC'nin sertleşmesi, PVC ile sıvı plastikleştirici arasında 150-200°C sıcaklıklarda fiziksel jelleşme ile gerçekleştirilir. İnce PVC partikülleri, stabilizatörler ve renklendiriciler ile birlikte sıvı plastikleştirici içinde homojen bir şekilde dağılır, böylece nispeten düşük viskoziteli bir madde oluşturur. "Plastisol" adı verilen bu macunsu malzeme bir kalıba doldurulur ve içindeki hava boşaltılır. Kalıp daha sonra döndürülür ve gerekli sıcaklığa ısıtılır, bu da polivinil klorürün jelleşmesine neden olur. Nihai ürünün duvar kalınlığı, jelleşme süresi ile belirlenir.

Şek. 3. Döner döküm işleminde, polimerik malzeme ile doldurulmuş içi boş kalıplar, birincil ve ikincil eksenler etrafında aynı anda döndürülür.

1 - birincil eksen; 2 - ikincil eksen; 3 - ayrılabilir form detayı; 4 - kalıp boşlukları; 5 - dişli kutusu; b-motora

Gerekli duvar kalınlığına ulaşıldıktan sonra fazla plastisol ikinci bir döngü için uzaklaştırılır. PVC partiküllerinin bir plastikleştirici ile karışımının nihai homojenizasyonu için kalıp içindeki jel benzeri ürün ısıtılır. Nihai ürün bir jet su ile soğutulduktan sonra kalıptan çıkarılır. Sıvı bir malzeme kullanan rotasyonel döküm yöntemi, "kalıba dökülerek ve döndürülerek içi boş kalıplama" yöntemi olarak bilinir.

ENJEKSİYON KALIPLAMA. Termoplastik polimerlerden ürün üretimi için en uygun proses enjeksiyon kalıplama prosesidir. Bu süreçte ekipman maliyetinin oldukça yüksek olmasına rağmen, şüphesiz avantajı yüksek verimliliktir. Bu işlemde, ölçülü bir miktarda erimiş termoplastik polimer basınç altında nispeten soğuk bir kalıba enjekte edilir ve burada nihai üründe katılaşır.

Enjeksiyon kalıplama aparatı Şekil 6'da gösterilmektedir. İşlem, belirli aralıklarla bir huniden granüller, tabletler veya toz şeklinde birleştirilmiş plastik malzemenin yumuşadığı ısıtılmış yatay bir silindire beslenmesinden oluşur. Bir hidrolik piston, erimiş malzemeyi silindirden geçirerek silindirin sonundaki kalıba itmek için gereken basıncı sağlar. Polimer kütlesi silindirin sıcak bölgesi boyunca hareket ettiğinde, "torpido" adı verilen bir cihaz, plastik malzemenin sıcak silindirin iç duvarları üzerinde tek tip bir dağılımını destekler, böylece hacim boyunca eşit ısı dağılımı sağlar. Erimiş plastik malzeme daha sonra enjeksiyon deliğinden kalıp boşluğuna enjekte edilir.

En basit haliyle, kalıp iki parçalı bir sistemdir: parçalardan biri hareketli, diğeri sabittir (bkz. Şekil 6). Kalıbın sabit kısmı silindirin ucuna sabitlenir ve hareketli kısmı çıkartılarak üzerine konur.

Özel bir mekanik cihaz yardımı ile kalıp sıkıca kapatılır ve bu sırada erimiş plastik malzeme 1500 kg/cm basınç altında enjekte edilir. Kapatma mekanik cihazı, yüksek çalışma basınçlarına dayanacak şekilde tasarlanmalıdır. Erimiş malzemenin kalıbın iç kısımlarında düzgün akışı, belirli bir sıcaklığa kadar ön ısıtma yapılarak sağlanır. Tipik olarak, bu sıcaklık, kalıplanmış plastik malzemenin yumuşama sıcaklığından biraz daha düşüktür. Kalıp erimiş polimer ile doldurulduktan sonra soğuk su sirkülasyonu ile soğutulur ve daha sonra bitmiş ürünü çıkarmak için açılır. Tüm bu döngü hem manuel hem de otomatik olarak birçok kez tekrarlanabilir.

DÖKÜM FİLMLERİ. Polimer filmlerin üretimi için de döküm yöntemi kullanılmaktadır. Bu durumda, uygun konsantrasyondaki polimer çözeltisi, yüzeyinde sürekli bir polimer çözeltisi tabakasının oluşturulduğu sabit bir hızda (Şekil 4) hareket eden bir metal kayış üzerine kademeli olarak dökülür.

Şekil 4. Film döküm sürecinin şeması

/ - polimer çözeltisi; 2 - dağıtım valfi; 3 - polimer çözeltisi bir film oluşturmak üzere yayılır; 4 - çözücü buharlaşır; 5 - sonsuz metal kayış; 6 - sürekli polimer film; 7 - makara

Çözücü kontrollü bir modda buharlaştığında, metal kayışın yüzeyinde ince bir polimer film oluşur. Bundan sonra, film basit soyma ile çıkarılır. Çoğu endüstriyel selofan levhalar ve fotoğraf filmleri bu şekilde üretilir.

2.5 DOĞRUDAN BASMA

Doğrudan presleme yöntemi, termoset malzemelerden ürünlerin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Şekil 5, doğrudan sıkıştırma için kullanılan tipik bir kalıbı göstermektedir. Form iki bölümden oluşur - üst ve alt veya bir zımbadan (pozitif form) ve bir matris (negatif form). Kalıbın altında bir çentik ve üstte bir çıkıntı vardır. Kapalı bir kalıpta üst parçanın çıkıntısı ile alt parçanın girintisi arasındaki boşluk preslenmiş ürünün nihai görünümünü belirler.

Direkt sıkıştırma işleminde, termoset malzeme tek bir sıcaklık ve basınç uygulamasına tabi tutulur. Isıtmalı plakalara sahip bir hidrolik pres kullanılması, istenen sonucu elde etmenizi sağlar.

Şek.5. Doğrudan kalıplama işleminde kullanılan bir kalıbın şematik gösterimi

1 - ısıyla sertleşen bir malzeme ile doldurulmuş bir kalıp boşluğu; 2 - kılavuz sivri uçlar; 3 - çapak; 4 - kalıplanmış ürün

Presleme sırasında sıcaklık ve basınç sırasıyla 200 °C ve 70 kg/cm2'ye ulaşabilir. Çalışma sıcaklığı ve basıncı, preslenmiş plastik malzemenin reolojik, termal ve diğer özellikleri tarafından belirlenir. Kalıp girintisi tamamen polimer bileşik ile doldurulur. Kalıp basınç altında kapatıldığında içindeki malzeme sıkıştırılır ve istenilen şekle preslenir. Fazla malzeme, "çapak" adı verilen ince bir film şeklinde kalıptan zorlanır. Sıcaklığın etkisi altında preslenmiş kütle sertleşir. Nihai ürünü kalıptan çıkarmak için soğutma gerekli değildir.

Şekil.6. Enjeksiyon kalıplama işleminin şematik gösterimi

1 - bileşik plastik malzeme; 2 - yükleme hunisi; 3 - piston; 4 - elektrikli ısıtma elemanı; 5 - formun sabit kısmı;

6 - formun hareketli kısmı; 7 - ana silindir; 8 - torpido; 9 - yumuşatılmış plastik malzeme; 10 - kalıp; 11 - enjeksiyon kalıplama ile kalıplanmış ürün

2.6 BİÇİMLENDİRME

PNÖMOFORMASYON. Şişirme kalıplama ile çok sayıda içi boş plastik ürün üretilir: bidonlar, meşrubat şişeleri, vb. Aşağıdaki termoplastik malzemeler şişirme ile kalıplanabilir: polietilen, polikarbonat, polivinil klorür, polistiren, naylon, polipropilen, akrilikler, akrilonitril, akrilonitril bütadien stiren polimer, ancak yıllık tüketim açısından, yüksek yoğunluklu polietilen ilk sırada yer almaktadır.

Şişirme kalıplamanın kökenleri cam endüstrisindedir. Bu işlemin şeması Şekil 7'de verilmiştir.

"Boş" olarak adlandırılan sıcak yumuşatılmış bir termoplastik tüp, iki parçalı içi boş bir kalıbın içine yerleştirilir. Form kapatıldığında, her iki yarısı da iş parçasının bir ucunu ve borunun diğer ucunda bulunan hava besleme iğnesini sıkıştırır.

Şekil 7.Şişirme kalıplama işleminin aşamalarını açıklayan şematik diyagram

a - açık bir kalıba yerleştirilmiş bir iş parçası; b - kapalı kalıp;

c - kalıba hava üflemek; d - kalıbın açılması. 1 - boş;

2 - hava beslemesi için iğne; 3 - Basın formu; 4 - hava; 5 - hava kalıplı ürün

Kompresörden iğne vasıtasıyla sağlanan basıncın etkisi altında, sıcak kütük, kalıbın nispeten soğuk iç yüzeyi ile sıkı temas edene kadar bir top gibi şişirilir. Daha sonra kalıp soğutulur, açılır ve bitmiş katı termoplastik ürün çıkarılır.

Şişirme kalıplama için ön kalıp, enjeksiyonlu kalıplama veya ekstrüzyon ile elde edilebilir ve buna bağlı olarak yönteme sırasıyla enjeksiyonlu üflemeli kalıplama veya ekstrüzyon üflemeli kalıplama denir.

ŞEKİLLENDİRME LEVHA TERMOPLASTİKLERİ. Termoplastik levhaların kalıplanması, üç boyutlu plastik ürünlerin üretimi için son derece önemli bir süreçtir. Bu yöntemle, akrilonitril bütadien stiren tabakalarından denizaltı gövdeleri gibi büyük ürünler bile elde edilir.

Bu Sürecin şeması aşağıdaki gibidir. Termoplastik levha yumuşama sıcaklığına kadar ısıtılır. Daha sonra zımba, levha belirli bir şekil alırken, sıcak esnek bir levhayı metal bir kalıp matrisine bastırır (Şekil 9). Soğutulduğunda, kalıplanmış ürün katılaşır ve kalıptan çıkarılır.

Değiştirilmiş yöntemde, vakum etkisi altında, sıcak levha kalıbın boşluğuna emilir ve gerekli şekli alır (Şekil 10). Bu yönteme vakum şekillendirme yöntemi denir.

2.7 EKSTRÜZYON

Ekstrüzyon, filmler, elyaflar, borular, levhalar, çubuklar, hortumlar ve kayışlar gibi yaygın olarak kullanılan plastik ürünlerin üretilmesi için en ucuz yöntemlerden biridir ve bu ürünlerin profili, ekstrüder kafası çıkışının şekli ile belirlenir. Erimiş plastik, belirli koşullar altında, ekstrüdata istenen profili veren ekstrüder kafasının çıkışından ekstrüde edilir. En basit ekstrüzyon makinesinin şeması Şekil 8'de gösterilmektedir.

Şekil 8. En basit ekstrüzyon makinesinin şematik gösterimi

1 - yükleme hunisi; 2 - burgu; 3 - ana silindir; 4 - ısıtma elemanları; 5 - ekstrüder kafasının çıkışı, a - Yükleme bölgesi; b - sıkıştırma bölgesi; ~ içinde homojenizasyon bölgesi

Bu makinede, birleştirilmiş plastik malzemenin tozu veya granülleri, polimeri yumuşatmak için bir huniden elektrikle ısıtılan bir silindire yüklenir. Spiral şekilli dönen bir vida, sıcak plastik kütlenin silindir boyunca hareket etmesini sağlar. Polimer kütlesinin hareketi sırasında dönen vida ile namlu arasında sürtünme meydana geldiğinden, bu, ısının serbest kalmasına ve sonuç olarak işlenmiş polimerin sıcaklığında bir artışa yol açar. Hazneden ekstrüder kafasının çıkışına doğru bu hareket sırasında, plastik kütle açıkça ayrılmış üç bölgeden geçer: yükleme bölgesi (a), sıkıştırma bölgesi (b) ve homojenizasyon bölgesi (içinde)(Bkz. Şekil 9).

Bu bölgelerin her biri ekstrüzyon işlemine katkıda bulunur. Örneğin yükleme bölgesi polimer kütlesini hazneden alıp sıkıştırma bölgesine gönderir, bu işlem ısıtma olmadan gerçekleşir.

Pirinç. 9. Levha termoplastiklerin kalıplama işleminin şeması

1 - termoplastik malzeme tabakası; 2 - kelepçe; 3 - yumruk; 4 - ısıyla yumuşatılmış levha; 5 - matris; 6 - levha termoplastiklerin kalıplanmasıyla elde edilen ürün

Şekil 10. Termoplastikler için vakumla şekillendirme işleminin şeması

1 - kelepçe; 2 - termoplastik levha; 3 - Basın formu; 4 - termoplastiklerin vakumla şekillendirilmesiyle elde edilen ürün

Sıkıştırma bölgesinde, ısıtma elemanları toz halindeki yükün erimesini sağlar ve dönen vida onu sıkıştırır. Daha sonra macun benzeri erimiş plastik malzeme homojenizasyon bölgesine girer ve burada vidanın vida dişi nedeniyle sabit bir akış hızı elde eder.

Ekstrüderin bu kısmında oluşturulan basıncın etkisi altında, polimer eriyik ekstrüder kafasının çıkışına beslenir ve istenilen profil ile çıkar. Bazı polimerlerin yüksek viskozitesi nedeniyle, bazen karıştırma verimliliğini artırmak için polimerin yüksek kesme yüklerine maruz kaldığı, çalışma bölgesi olarak adlandırılan başka bir bölgeye sahip olmak gerekir. İstenen profildeki ekstrüde edilmiş malzeme, ekstrüderi çok sıcak bir durumda bırakır (sıcaklığı 125 ila 350°C arasındadır) ve şeklini korumak için hızlı soğutma gereklidir. Ekstrüdat, bir soğuk su fıçısından geçen bir konveyör bandına girer ve katılaşır. Ekstrüdatı soğutmak için soğuk hava üfleme ve soğuk su püskürtme de kullanılır. Şekillendirilmiş ürün ayrıca kesilir veya bobinler halinde sarılır.

Ekstrüzyon işlemi ayrıca polivinil klorür veya kauçuk ile telleri ve kabloları ve uygun termoplastik malzemelerle çubuk benzeri metal çubukları kaplamak için kullanılır.

2.8 KÖPÜKLEME

Köpürtme, köpük ve sünger benzeri malzemeler elde etmek için basit bir yöntemdir. Bu malzeme sınıfının özel özellikleri - şok emme yeteneği, hafifliği, düşük ısı iletkenliği - onları çeşitli amaçlarla kullanım için çok çekici kılmaktadır. Yaygın köpürme polimerleri poliüretanlar, polistiren, polietilen, polipropilen, silikonlar, epoksiler, PVC vb.'dir. Köpük yapısı izole edilmiş (kapalı) veya iç içe geçen (açık) boşluklardan oluşur. İlk durumda, boşluklar kapatıldığında gaz içerebilirler. Her iki yapı türü de Şek. 11'de şematik olarak gösterilmiştir.

Şekil 11. Köpürtme işlemi sırasında oluşan açık ve kapalı hücre yapılarının şematik gösterimi

1- ayrık (kapalı) hücreler; 2 - iç içe geçen (açık) hücreler;

3 - hücre duvarları

Köpüklü veya gözenekli plastiklerin üretilmesi için birkaç yöntem vardır. Bunlardan biri, tamamen köpürene kadar erimiş bileşik içinden hava veya nitrojen üflenmesidir. Köpürme işlemi, yüzey aktif maddelerin eklenmesiyle kolaylaştırılır. İstenilen köpürme derecesine ulaşıldığında, matris oda sıcaklığına soğutulur. Bu durumda termoplastik malzeme köpüklü halde katılaşır. Termoset sıvı prepolimerler soğuk köpüklenebilir ve daha sonra tamamen sertleşene kadar ısıtılabilir. Köpürme genellikle polimer kütlesine köpük veya üfleme ajanları eklenerek elde edilir. Bu tür ajanlar, düşük moleküler ağırlıklı çözücüler veya belirli kimyasal bileşiklerdir. n-pentan ve n-heksan gibi çözücülerin polimerik malzemelerin kürlenme sıcaklıklarında kaynatılması işlemine yoğun bir buharlaştırma işlemi eşlik eder. Öte yandan, bu sıcaklıklarda bazı kimyasal bileşikler, inert gazların salınımı ile ayrışabilir. Böylece, azo-bis-izobütironitril, izosiyanat ve su arasındaki reaksiyonun bir sonucu olarak polimer matrisine salınan büyük miktarda nitrojeni serbest bırakırken termal olarak ayrışır ve ayrıca poliüretan köpük gibi köpüklü malzemeler üretmek için kullanılır:

Poliüretanlar, bir poliolün bir diizosiyanat ile reaksiyonu ile elde edildiğinden, reaksiyon ürününü köpürtmek için ilave küçük miktarlarda diizosiyanat ve su ilave edilmelidir.

Bu nedenle, köpük ve gaz oluşturucular tarafından yayılan büyük miktarda buhar veya gaz, polimer matrisinin köpürmesine yol açar. Köpürtülmüş haldeki polimer matrisi, polimerin yumuşama sıcaklığının altındaki sıcaklıklara soğutulur (termoplastik malzemeler söz konusu olduğunda) veya bir kürleme veya çapraz bağlama reaksiyonuna tabi tutulur (termoset malzemeler söz konusu olduğunda), sonuç olarak matris elde edilir. köpük yapısını korumak için gerekli sertlik. Bu işleme "köpük stabilizasyonu" işlemi denir. Matris yumuşama sıcaklığının altına soğutulmazsa veya çapraz bağlı değilse, onu dolduran gazlar gözenek sistemini terk eder ve köpük çöker.

Köpükler esnek, rijit ve yarı rijit formlarda elde edilebilir. Doğrudan köpük ürünleri elde etmek için köpürtme işlemi doğrudan kalıp içinde yapılmalıdır. Strafor levhalar ve çubuklar da çeşitli ürünler üretmek için kullanılabilir. Polimerin doğasına ve köpürme derecesine bağlı olarak, köpüklerin yoğunluğu 20 ila 1000 kg/cm3 arasında değişebilir. Köpüklerin kullanımı çok çeşitlidir. Örneğin, otomotiv endüstrisi, döşeme için büyük miktarlarda PVC ve poliüretan köpük kullanır. Bu malzemeler mobilya imalatında önemli bir rol oynamaktadır. Rijit polistiren köpükler, binaların ambalajlanmasında ve ısı yalıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Köpük kauçuklar ve poliüretan köpükler şilte vb. doldurmak için kullanılır. Sert poliüretan köpükler ayrıca binaların ısı yalıtımında ve protez imalatında kullanılır.

2.9 GÜÇLENDİRME

Plastik matrisin yüksek mukavemetli fiber ile güçlendirilmesi ile "fiber ile güçlendirilmiş plastikler" (FRP'ler) adı verilen sistemler elde edilir. WUA'lar çok değerli özelliklere sahiptir: yüksek mukavemet-ağırlık oranı, önemli korozyon direnci ve üretim kolaylığı ile ayırt edilirler. Elyaf takviye yöntemi, geniş bir ürün yelpazesi elde etmeyi mümkün kılar. Örneğin, AUA'larda yapay uydular oluştururken, uzay aracı tasarımcıları ve yaratıcıları, öncelikle inanılmaz derecede yüksek güç-ağırlık oranından etkilenir. Güzel görünüm, hafiflik ve korozyon direnci, gemi kaplaması için WUA'nın kullanılmasını mümkün kılar. Ek olarak, WUA, asitlerin depolandığı tanklar için bir malzeme olarak bile kullanılır.

Şimdi bu olağandışı malzemelerin kimyasal bileşimi ve fiziksel doğası üzerinde daha ayrıntılı duralım. Yukarıda belirtildiği gibi, özel özellikleri, içine takviye edici liflerin eklenmesinden kaynaklanan polimerik bir malzemedir. Güçlendirici liflerin (hem ince kıyılmış hem de uzun) yapıldığı ana malzemeler cam, grafit, alüminyum, karbon, bor ve berilyumdur. Bu alandaki en son gelişmeler, geleneksel elyaf takviyeli plastiklere kıyasla %50'den fazla ağırlık azalması sağlayan takviye lifleri olarak tamamen aromatik poliamidin kullanılmasıdır. Sisal, asbest vb. gibi takviye için doğal lifler de kullanılır. Takviye lifi seçimi öncelikle nihai ürün gereksinimlerine göre belirlenir. Bununla birlikte, cam elyafları bu güne kadar yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir ve halen WUA'nın endüstriyel üretimine ana katkıyı yapmaktadır. Cam elyafların en çekici özellikleri, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek boyutsal kararlılık, düşük üretim maliyeti, yüksek çekme mukavemeti, düşük dielektrik sabiti, yanmazlık ve kimyasal dirençtir. Diğer güçlendirici lifler, cam liflere kıyasla daha yüksek maliyetlerine rağmen, ARP'nin belirli koşullarda çalışması için bazı ek özelliklerin gerekli olduğu durumlarda kullanılır.

HDPE, elyafların bir polimer matrisine bağlanması ve ardından basınç ve sıcaklık altında kürlenmesiyle üretilir. Takviye katkı maddeleri ince kıyılmış lifler, uzun iplikler ve kumaşlar şeklinde olabilir. ARP'de kullanılan ana polimer matrisler polyesterler, epoksitler, fenoller, silikonlar, melamin, vinil türevleri ve poliamidlerdir. Çoğu WUA, ana avantajı düşük maliyetleri olan polyester polimerler bazında üretilir. Fenolik polimerler, yüksek sıcaklık dayanımının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. AVP'nin son derece yüksek mekanik özellikleri, bir polimer matrisi olarak epoksi reçineleri kullanıldığında elde edilir. Silikon polimerlerin kullanımı, WUA'lara mükemmel elektriksel ve termal özellikler verir.

Şu anda, birkaç plastik takviye yöntemi vardır. Bunlardan en yaygın olarak kullanılanları: 1) elle laminasyon yöntemi, 2) elyaf sarma yöntemi ve 3) sprey emprenye yöntemidir.

LEVHALARIN ELLE YÖNLENDİRİLMESİ YÖNTEMİ. Bunun plastikleri güçlendirmenin en basit yöntemi olması muhtemeldir. Bu durumda, nihai ürünün kalitesi büyük ölçüde operatörün beceri ve becerisine göre belirlenir. Tüm süreç aşağıdaki adımlardan oluşur. İlk olarak kalıp, polivinil alkol, silikon yağı veya parafin bazlı ince bir yapışkan yağlayıcı tabakası ile kaplanır. Bu, son ürünün kalıba yapışmasını önlemek için yapılır. Daha sonra form, üzerine bir cam elyafı veya matın yerleştirildiği bir polimer tabakası ile kaplanır. Bu cam elyafı da başka bir polimer tabakası ile kaplanmıştır.

Şekil 12. Manuel katmanlama yönteminin şematik gösterimi

1 - alternatif polimer ve fiberglas katmanları; 2 - Basın formu; 3 - haddeleme silindiri

Tüm bunlar, cam elyafı polimere eşit şekilde bastırmak ve hava kabarcıklarını gidermek için silindirlerle sıkıca sarılır. Alternatif polimer ve cam elyaf katmanlarının sayısı numunenin kalınlığını belirler (Şekil 12).

Ardından, oda sıcaklığında veya yüksek sıcaklıkta sistem sertleşir. Sertleştikten sonra, güçlendirilmiş plastik kalıptan çıkarılır ve sıyrılır ve bitirilir. Bu yöntem saclar, araba gövde parçaları, gemi gövdeleri, borular ve hatta yapı parçaları üretir.

ELYAF SARMA YÖNTEMİ. Bu yöntem, yüksek basınçlı silindirler, kimyasal depolama tankları ve roket motoru muhafazaları gibi takviyeli plastik ürünlerin üretiminde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Sürekli bir monofilament, elyaf, elyaf demeti veya dokuma bandın bir reçine ve sertleştirici banyosundan geçirilmesi gerçeğinden oluşur. Elyaf banyodan çıkarken fazla reçine sıkılır. Reçine emdirilmiş lifler veya bant daha sonra istenen şekle sahip bir çekirdek üzerine sarılır ve sıcaklık etkisi altında sertleştirilir.

Şekil 13. Fiber sarma yönteminin şematik gösterimi

1- besleme bobini; 2 - sürekli iplik; 3 - elyaf emdirme ve reçine presleme için birim; 4 - çekirdek; 5 - bir çekirdek üzerine sarılmış reçine emdirilmiş lifler

Sarma makinesi (Şekil 13) liflerin belirli bir şekilde çekirdek etrafına sarılabileceği şekilde tasarlanmıştır. Lifin gerilimi ve sarma yöntemi, bitmiş ürünün nihai deformasyon özellikleri açısından çok önemlidir.

PÜSKÜRTME YÖNTEMİ. Bu yöntemde çok telli kafalı bir püskürtme tabancası kullanılır. Reçine, sertleştirici ve kıyılmış elyaf jetleri aynı anda püskürtme tabancasından kalıbın yüzeyine (Şekil 14) beslenir ve burada belirli bir kalınlıkta bir tabaka oluştururlar. Belli bir uzunluktaki kıyılmış elyaf, aparatın öğütme kafasına sürekli elyaf beslemesi ile elde edilir. Gerekli kalınlığa ulaştıktan sonra polimer kütlesi ısıtılarak kürlenir. Püskürtme, geniş yüzeyleri kaplamak için ekspres bir yöntemdir. Kargo platformları, depolama tankları, kamyon gövdeleri ve gemi gövdeleri gibi birçok modern plastik ürün bu yöntemle yapılmaktadır.

Şekil 14. Püskürtme yönteminin şematik gösterimi

1 - biçim; 2 - püskürtülmüş doğranmış lif ve reçine karışımı; 3 - kıyılmış lif jeti; 4 - sürekli lif; 5- reçine; 6- sertleştirici; 7 - elyafı kesmek ve püskürtmek için düğüm; 8 - reçine jeti

ÖBÜR METODLAR. Yukarıda açıklanan yöntemlere ek olarak, güçlendirilmiş plastiklerin üretiminde, her biri kendi özel amacı olan diğerleri bilinmektedir. Bu nedenle, sürekli laminat üretme yöntemi, çeşitli kalınlıklarda sürekli takviyeli laminat levhaların üretimi için kullanılır. Bu işlemde, rulolardan gelen her bir dokuma bant tabakası reçine ve sertleştirici ile emprenye edilir ve daha sonra bir sıcak rulo sistemi ile birlikte preslenir. Sıcaklığın etkisi altında kürlendikten sonra gerekli kalınlıkta bir laminat I elde edilir (Şekil 15). Malzemenin kalınlığı, katman sayısı değiştirilerek değiştirilebilir.

Şekil 15. Sürekli lamine malzemeler için üretim yönteminin şematik gösterimi

1- besleme bobinleri; 2 - sürekli fiberglas levhalar; 3 - reçine ve sertleştirici karışımında emprenye banyosu; 4 - sürekli laminat; 5 - lamine plastik, gerekli boyutta parçalar halinde kesilmiş

Kontrplak yöntemi olarak bilinen başka bir yöntem, sürekli lif demetlerinden içi boş çubuklar veya oltalar gibi ürünlerin üretilmesini mümkün kılar. Bu süreç nispeten basittir. Önceden reçine ve sertleştirici ile işlemden geçirilmiş sürekli bir lif demeti, belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılan ilgili profildeki (Şekil 16) bir kalıptan çekilir. Kalıptan çıkışta profilli ürün ısıtılmaya devam eder. Kürlenmiş profil, dönen bir merdane sistemi ile kalıptan dışarı çekilir. Bu işlem, ekstrüzyona biraz benzerdir, tek fark, ekstrüzyonda polimerik malzemenin, döner bir vida vasıtasıyla kalıbın içinden içeri itilmesidir, tarif edilen yöntemde ise malzemenin kalıp çıkışından dışarıdan çekilmesidir. .

Şekil 16. Pultrüde fiber plastik elde etme yönteminin şematik gösterimi

1 - reçine ve sertleştirici ile emprenye edilmiş sürekli bir lif demeti; 2 - ısıtma elemanı; 3 - ölmek; 4 - dönen çekme ruloları; 5 - parçalar halinde kesilmiş bitmiş ürün; 6 - bitmiş ürün profili

Ek olarak, kesilmiş lifler, reçine ve sertleştirici içeren karışım, doğrudan sıkıştırma gibi herhangi bir başka uygun yöntemle oluşturulabilir. Kesilmiş liflerle doldurulmuş termoplastik malzemeler, geliştirilmiş mekanik özelliklere sahip nihai ürünler üretmek için doğrudan sıkıştırma, enjeksiyonlu kalıplama veya ekstrüzyon ile kalıplanabilir.

2.10 EĞİRME ELYAFLARI

Polimer lifler, eğirme adı verilen bir işlemle elde edilir. Temelde üç farklı eğirme yöntemi vardır: eriterek eğirme, kuru eğirme ve ıslak eğirme. Eriterek eğirme işleminde, polimer erimiş haldedir ve diğer durumlarda çözeltiler halindedir. Bununla birlikte, tüm bu durumlarda, polimer, erimiş veya çözünmüş halde, liflerin çıkışı için çok küçük deliklere sahip bir plaka olan çok kanallı bir ağızlık içinden akar.

ERİYİĞİNDEN SPINTING. En basit haliyle, spunmelt işlemi aşağıdaki gibi temsil edilebilir. İlk olarak, polimer pulları ısıtılmış bir ızgara üzerinde eritilir ve polimer viskoz hareketli bir sıvıya dönüştürülür. Bazen, ısıtma işlemi sırasında, çapraz bağlama veya termal yıkım işlemleri nedeniyle topaklar oluşur. Bu topaklar, bir blok filtre sisteminden geçirilerek sıcak polimer eriyiğinden kolayca çıkarılabilir. Ek olarak, oksidatif bozunmayı önlemek için eriyik atmosferik oksijenden korunmalıdır. Bu, esas olarak polimer eriyiği çevresinde atıl bir nitrojen, CO2 ve su buharı atmosferi yaratarak elde edilir. Dozaj pompası, polimer eriyiği çok kanallı kalıba sabit bir oranda iletir. Polimer eriyiği ağızlıktaki ince delikler sisteminden geçer ve buradan sürekli ve çok ince monofilamentler şeklinde çıkar. Soğuk hava ile temas ettiğinde, memeciklerden çıkan lifler anında sertleşir. Soğuk hava üflenerek soğutma ve sertleştirme işlemleri büyük ölçüde hızlandırılabilir. Düzelerden çıkan katı monofilamentler makaralara sarılır.

Eriterek eğirme işleminde dikkate alınması gereken önemli bir özellik, monofilamentin çapının, erimiş polimerin püskürtme memesinden geçme hızına ve monofilamentin püskürtme memesinden çekilip makaralara sarılma hızına büyük ölçüde bağlı olmasıdır.

Şekil 17. Kuru eğirme proseslerinin şematik gösterimi (a) ve eriyik eğirme (b)

1 - hazne; 2 - polimer pullar; 3 - ısıtmalı ızgara; 4 - sıcak polimer; 5 - dozaj pompası; b - eriyik; 7- çok kanallı ağızlık, 8 - taze bükülmüş lif; 9 - bobin; 10 - polimer çözeltisi; 11 - filtre;

12 - dozaj pompası; 13 - çok kanallı ağızlık; 14 - taze bükülmüş lif; 15 - bobin üzerinde

KURU İPLİKLEME. PVC veya poliakrilonitril gibi çok sayıda geleneksel polimer, kuru eğirme işleminde büyük ölçekte lifler halinde işlenir. Bu işlemin özü, Şekil 17'de gösterilmektedir. Polimer, yüksek oranda konsantre bir çözelti oluşturmak için uygun bir çözücü içinde çözülür. Çözeltinin viskozitesi, sıcaklık artırılarak ayarlanır. Sıcak, viskoz polimer çözeltisi, püskürtme memeleri boyunca zorlanır, böylece ince sürekli akışlar üretilir. Bu akımlardan elde edilen lif, çözücünün basit buharlaşmasıyla oluşturulur. Solventin buharlaşması, kuru nitrojen ters akışıyla üflenerek hızlandırılabilir. Polimer çözeltisinden oluşturulan lifler son olarak makaralara sarılır. Elyaf eğirme hızı 1000m/dk'ya ulaşabilir. 40°C'de aseton içinde %35'lik bir polimer çözeltisinden elde edilen endüstriyel selüloz asetat lifleri, kuru eğirme ile lif üretiminin tipik bir örneğidir.

ISLAK EĞİRME. Islak eğirmede, kuru eğirmede olduğu gibi, yüksek viskozitesi eğirme sıcaklığı arttırılarak azaltılabilen yüksek konsantrasyonlu polimer çözeltileri kullanılır. Islak eğirme işleminin detayları Şekil 18'de gösterilmektedir. Islak eğirme işleminde, viskoz bir polimer çözeltisi, memeciklerden geçirildiğinde ince şeritler halinde işlenir. Daha sonra bu polimer jetleri, polimerin çözeltiden ince filamentler şeklinde çökeltildiği, yıkama, kurutma vb. sonrasında bobinler üzerinde toplanan bir çökeltici ile pıhtılaşma banyosuna girer. Bazen, ıslak eğirme sırasında, yüzey gerilimi kuvvetlerinin etkisi altında bir düzeden akan bir damlanın kırılmasının bir sonucu olarak meydana gelen sürekli filamentler yerine topaklar oluşur.

Şekil 18. Islak eğirme işleminin şematik gösterimi

1 - polimer çözeltisi; 2 - filtre; 3 - dozaj pompası; 4 - çok kanallı ağızlık; 5 - çökeltici; 6 - taze bükülmüş lif; 7 - pıhtılaşma ve sedimantasyon banyosu; 8 - yıkama banyosu; 9 - kurutma; 10 - bobin üzerinde

Bu, polimer çözeltisinin viskozitesini artırarak önlenebilir. Yaş eğirmenin sınırlayıcı aşaması olan koagülasyon, diğerlerine göre 50 m/dk gibi düşük çözelti eğirme hızını açıklayan oldukça yavaş bir işlemdir. Endüstride, ıslak eğirme işlemi, poliakrilonitril, selüloz, viskoz elyaf, vb.'den elyaf üretmek için kullanılır.

TEK EKSEN YÖNLENDİRME. Lifleri bir polimer eriyiği veya solüsyonundan eğirme işleminde, lif içindeki makromoleküller yönlendirilmez ve bu nedenle kristallik dereceleri nispeten düşüktür, bu da lifin fiziksel özelliklerini istenmeyen bir şekilde etkiler. Liflerin fiziksel özelliklerini iyileştirmek için, bir çeşit gerdirme aparatı kullanılarak tek eksenli çekme adı verilen bir işleme tabi tutulurlar.

Cihazın ana özelliği, iki silindirli bir sistemin varlığıdır. ANCAK ve AT(Şek. 19), farklı hızlarda dönüyor. Video klip AT silindirden 4-5 kat daha hızlı döner ANCAK. Eğrilen iplik bir silindirden arka arkaya geçirilir. ANCAK,çekme saç tokası 3 ve silindir AT. silindirden beri AT silindirden daha büyük bir hızda döner ANCAK, pimin verdiği yük altında lif çekilir 3. Fiber bölgede çekilir 2. Silindirden geçtikten sonra AT uzun polimer iplik metal bir makaraya sarılır. Çekme sırasında ipliğin çapının azalmasına rağmen, lif eksenine paralel makromoleküllerin oryantasyonu nedeniyle mukavemet özellikleri önemli ölçüde iyileşir.

Şekil 19. Tek eksenli yönlendirme için cihazın şematik gösterimi

1 - gerilmemiş iplik; 2 - egzoz bölgesi; 3 - germe pimi; 4- çekilmiş lif

ELYAFLARIN SONRAKİ İŞLENMESİ. Liflerin faydalı özelliklerini geliştirmek için genellikle ek özel işlemlere tabi tutulurlar: temizleme, yağlama, haşıllama, boyama vb.

Temizlik için sabunlar ve diğer sentetik deterjanlar kullanılır. Temizleme, elyafın yüzeyindeki kir ve diğer yabancı maddelerin uzaklaştırılmasından başka bir şey değildir. Yağlama, korumak için liflerin işlenmesinden oluşur.

işlem sırasında komşu liflerle ve pürüzlü metal yüzeylerle sürtünmeden. Doğal yağlar esas olarak yağlama maddesi olarak kullanılır. Yağlama ayrıca lifler üzerinde biriken statik elektrik miktarını da azaltır.

Boyutlandırma, elyafların koruyucu kaplama sürecini ifade eder. Polivinil alkol veya jelatin, çoğu elyaf için boyutlandırma malzemeleri olarak kullanılır. Haşıllama, elyafları kompakt bir demet içinde tutar ve böylece tek tip dokuma sağlar. Kumaşı boyamadan önce, su ile durulanarak yapıştırıcılar çıkarılmalıdır.

Boyama için lifler, molekülleri genellikle lifin sadece amorf bölgelerine nüfuz eden bir boya çözeltisine yerleştirilir.

Selüloz veya protein bazlı lifler, polimerlerin amino veya hidroksil gruplarına kolayca bağlanan asidik boyaları hızla emer. Polyesterler, poliamidler veya akrilikler gibi sentetik elyaflar için boyama işlemi çok daha yavaştır. Bu durumda sıcaklık artırılarak boyama hızı arttırılabilir. Polivinil klorür, polietilen vb. bazlı liflerin boyanması, kopolimerizasyon ve kimyasal oksidasyon sırasında içlerine aktif absorpsiyon merkezleri dahil edilmeden pratik olarak imkansızdır.

ÇÖZÜM

Daha önce belirtildiği gibi, polimerler çok sayıda doğal bileşik içerir: proteinler, nükleik asitler, selüloz, nişasta, kauçuk ve diğer organik maddeler. Polimerizasyon, polikondenzasyon ve kimyasal dönüşümler yoluyla doğal kökenli elementlerin en basit bileşiklerine dayalı olarak çok sayıda polimer sentetik olarak elde edilir.

1960'ların başında, polimerler, kıt doğal hammaddelerin (pamuk, ipek ve yün) yalnızca ucuz ikameleri olarak kabul edildi. Ancak kısa süre sonra, polimerlerin, liflerin ve bunlara dayalı diğer malzemelerin bazen geleneksel olarak kullanılan doğal malzemelerden daha iyi olduğu anlaşıldı - bunlar daha hafif, daha güçlü, daha ısıya dayanıklı, agresif ortamlarda çalışabilir. Bu nedenle kimyagerler ve teknoloji uzmanları, tüm çabalarını, yüksek performans özelliklerine ve işleme yöntemlerine sahip yeni polimerlerin yaratılmasına yönelttiler. Ve bu işte sonuçlar elde ettiler, bazen tanınmış yabancı firmaların benzer faaliyetlerinin sonuçlarını aştılar.

Polimerler, çeşitli endüstrilerin, tarımın, tıbbın, kültürün ve günlük yaşamın ihtiyaçlarını karşılayan insan faaliyetinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, son yıllarda polimerik malzemelerin herhangi bir endüstrideki işlevinin ve üretim yöntemlerinin biraz değiştiğini belirtmekte fayda var. Polimerlere giderek daha fazla sorumlu görev güvenilmeye başlandı. Makinelerin ve mekanizmaların giderek daha küçük, ancak yapısal olarak karmaşık ve kritik parçaları polimerlerden yapılmaya başlandı ve aynı zamanda polimerler, makinelerin ve mekanizmaların büyük gövde parçalarının üretiminde giderek daha sık kullanılmaya başlandı. önemli yükler taşır.

Polimerik malzemelerin mukavemet özelliklerinin sınırı, esas olarak cam ve karbon fiber olmak üzere kompozit malzemelere geçişle aşılmıştır. Dolayısıyla şimdi “plastik çelikten daha güçlüdür” ifadesi kulağa oldukça mantıklı geliyor. Aynı zamanda, polimerler, özellikle yüksek mukavemet gerektirmeyen çok sayıda parçanın seri üretiminde konumlarını korudu: tapalar, bağlantı parçaları, kapaklar, kulplar, ölçekler ve ölçüm cihazı kutuları. Polimerlere özgü, diğer malzemelere göre avantajlarının en açık şekilde ortaya çıktığı bir diğer alan, iç ve dış dekorasyon alanıdır.

Bu arada, aynı avantajlar, havacılık endüstrisinde polimerik malzemelerin yaygın kullanımını teşvik ediyor. Örneğin, bir uçak kanat çıtasının imalatında bir alüminyum alaşımının grafit plastikle değiştirilmesi, parça sayısını 47'den 14'e, bağlantı elemanlarını 1464'ten 8 cıvataya düşürmeyi, ağırlığı %22 ve maliyeti %25 azaltmayı mümkün kılar. . Aynı zamanda ürünün güvenlik marjı %178'dir. Helikopter kanatları, jet motoru fan kanatlarının, alüminosilikat elyaflarla doldurulmuş polikondenzasyon reçinelerinden yapılması tavsiye edilir, bu da güç ve güvenilirliği korurken uçak ağırlığını azaltmayı mümkün kılar.

Tüm bu örnekler, polimerlerin hayatımızdaki büyük rolünü göstermektedir. Onlara dayalı hangi malzemelerin hala elde edileceğini hayal etmek zor. Ancak, polimerlerin ilk olmasa da, üretimde ilk yerlerden en az birini alacağını söylemek güvenlidir. Nihai ürünlerin kalitesinin, özelliklerinin ve özelliklerinin doğrudan polimer işleme teknolojisine bağlı olduğu oldukça açıktır. Bu yönün önemi, geliştirilmiş performansa sahip malzemeler elde etmek için bizi giderek daha fazla yeni işleme yöntemi aramaya zorluyor. Bu yazıda sadece ana yöntemler ele alındı. Toplam sayıları bununla da sınırlı değil.

KAYNAKÇA

1. Pasynkov V.V., Sorokin V.S., Elektronik teknolojisi malzemeleri, - M.: Yüksek Okul, 1986.

2.A. A. Tager, Polimerlerin Fizikokimyası, M., kimya, 1978.

3. Tretyakov Yu.D., Kimya: Referans materyaller. – M.: Aydınlanma, 1984.

4. Malzeme Bilimi / Ed. B.N. Arzamasov. - M.: Mashinostroenie, 1986.

5. Dontsov A.A., Dogadkin B.A., Shershnev V.A., Elastomerlerin Kimyası, - M.: Kimya, 1981.

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, kontaminasyon derecesi, rengi 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. Atık kağıt en pahalıya mal oluyor.

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.

polimer türü	Kirli atık fiyatı, ovmak. /kilogram	Temiz atık fiyatı, ovmak. /kilogram	Temiz atık fiyatları, $/t (Nisan 2002 itibariyle)
polistiren
poliamid
			tablo 1

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

İşleyici tarafından MSW'den polimer atık alımının piyasa fiyatı, bir aracı tarafından nüfustan satın alma fiyatı (maliyetin yaklaşık% 25'i), büyük tonajlı atık partileri oluşturma ücreti, ayırma, en pahalı (temiz) 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 inşasında 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, 2003 yılına kadar PET konteynerlerin seçici olarak toplanması için bir sistemin düzenlenmesini ve işlenmesi için yılda 3.000 ton kapasiteli iki üretim kompleksinin oluşturulmasını içeriyor. 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 pazarın 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 düşük olduğundan, bu kompleksi Moskova'nın yakınında konumlandırmak ekonomik olarak en karlı olanıdır (bkz. Tablo 2).

polimer türü	Temiz atık fiyatı, $/t	İkincil granül fiyatı, $/t	MSW'deki hacim yılda bin ton
			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,

20. yüzyıl, çelik ve demir dışı metallerin yüzyılı olarak kabul edilir. Alüminyum, bakır, demir alaşımları her yerde bulunabilir - yatak başlıklarında, köprülerde, her türlü mekanizmada, kaplama panellerinde. Ancak mekanik işlem sonucunda erimiş malzemenin %50-80'i talaş haline geldi. Uzmanlar, malzeme tüketimindeki düşüşle ilgili olarak kimya endüstrisine büyük umutlar bağladılar. Yine de, polimer kullanımındaki büyümeye rağmen, 80'lerde endüstrinin sonuçları aşağı yukarı aynıydı: kaynakların yarısı boşa gitti.

Açıkçası, polimerlerin görünürdeki mevcudiyeti bir yanılsamadır. Üretimleri için kullanılan hammadde doğal bir nadirdir. Kaynaklarına erişim, ticaret, diplomatik ve diğer savaşların günlük ve değişmez bir nedeni ve nedenidir. Doğal kaynakların çıkarılmasının coğrafyası giderek çok uzak olmayan yerlere kayıyor. Bu nedenle, bugün giderek daha fazla kaynak tasarrufu sağlayan iş modellerini tanıtma ihtiyacından bahsediyorlar.

Modern kimyasal üretimin teknolojik yöntemlerinin benzersizliği, yalnızca metal, kağıt veya ahşabın yerini alan malzemeleri başarıyla sentezleme yeteneğinde yatmaktadır.

Günümüzün gelişmiş ekonomilerinin endüstriyel komplekslerinin çoğu, eski polimer ürünlerini kullanıcı tarafından talep edilen yeni ürünlere geri dönüştürebilmektedir.

Geri dönüştürülmüş plastikler

Polimerlerin ana sınıfları şunları içerir:

• polietilenler,
• polipropilenler,
• PVC,
• polistirenler (kopolimerler dahil - ABS plastikler),
• poliamidler,
• polietilen tereftalat.

Kompozisyonda karmaşık olan ürünler öncelikle ayrılır. Fiziksel temizlik için çeşitli mekanizmalar kullanılır - vakum, termal, kriyojenik.

En yaygın ve ekonomik olarak haklı teknolojiler yüzdürme ve çözmedir.

İlk durumda, plastik ezilir, suya batırılır. Çeşitli plastiklerin nemi emme yeteneğini etkileyen ilave bileşikler de vardır. Ayrıldıktan sonra ayrılan polimerler elde edilir.

İkinci yöntemde, karmaşık sıkıştırılmış parçalar ezilir ve art arda çeşitli çözücülere maruz bırakılır. Malzemeleri saf formlarında eski haline getirmek için elde edilen bileşikler su buharına maruz bırakılır. Hassas bir şekilde yürütülen bir işlemin sonucu olarak, yüksek derecede saflıkta bitmiş ürünler elde edilir. Çeşitli plastiklerin daha fazla işlenmesi, polimerlerin bireysel özellikleriyle ilişkili kendi özelliklerine sahip olabilir.

Yüksek ve düşük basınçlı polietilen (LDPE ve HDPE).

Bu bileşiklerin grubuna poliolefinler de denir. Her türlü sanayi, ilaç ve tarım sektöründe geniş uygulama alanı bulmuşlardır. PE termoplastiklerdir - yeniden eritmeye uygun malzemeler. Bu özellik, işletme maliyetlerini azaltmak için kendi teknolojik atıklarını işleyerek endüstri tarafından başarıyla kullanılmaktadır.

Kullanılmış plastiğin geri dönüşümünün karmaşıklığı, güneş ışığının neden olduğu yüzeylerinin kısmen tahribatından kaynaklanmaktadır. Ürünlerin olağan işlenmesiyle elde edilen ürünler: öğütme, mekanik temizleme, yeniden eritme, yüksek kalitede değildir. Çoğu zaman, bu tür polietilen, yardımcı ev aletlerinin imalatında kullanılır.

Kimyasal modifikasyona uğramış ikincil polietilenin daha mükemmel olduğu ortaya çıkıyor. Polimer eriyik içerisine yerleştirilen çeşitli katkı maddeleri, değişen moleküler birimleri bağlar ve hatta maddenin yapısını bozar. Modifiye edici olarak dikumil peroksit, mum, ligninler, arduvazlar kullanılır. Belirli türdeki katkı maddeleri, geri dönüştürülmüş PE'nin belirli özelliklerinde değişikliğe yol açar. Bunları birleştirmek, gerekli parametrelere sahip bir malzeme elde etmenizi sağlar.

Polipropilen (PP)

Bu malzeme nadiren geri dönüştürülür. Çoğu zaman, mükemmel tüketicisine rağmen plastiğin bir ömrü vardır. polimerin gıda endüstrisinde kullanımına izin veren özellikler. İyi yeniden eritilebilirliğe rağmen, hijyen sağlamanın yüksek maliyeti işleyicileri caydırır. Bununla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri'nde her beş ton PP yeniden kullanılmaktadır.

Kimyagerlere göre, PP dörtten fazla yeniden erimeye dayanamaz. Her ısıtma ile, malzemenin fiziksel özelliklerini etkileyen belirli miktarda deforme olmuş moleküler birimler birikir. İkincil granüller, ekstrüderlerde ve enjeksiyonlu kalıplama makinelerinde kolayca işlenir.

Geri dönüştürülmüş plastik özel modifikasyon gerektirmez. Parametreleri orijinal malzeme ile karşılaştırılabilir, sadece biraz azaltılmış donma direnci. Yine polimer, pil kutularında, bahçe aletlerinde, kaplarda ve filmlerde kullanım alanı bulur.

polivinil klorür PVC

Malzeme, muşamba, bitirme filmleri üretimi için kullanılır. Plastik termal bozulmaya maruz kalır. 100°'nin üzerindeki sıcaklıklarda, makromoleküllerin oksidasyonu hız kazanmaya başlar ve malzemenin termoplastik özelliklerinde bir bozulmaya yol açar.

Geri dönüştürülmüş PVC kullanan ekstrüzyon teknolojisi özel hazırlık gerektirir: eriyik içindeki ilk hammadde karışımı homojen olmayabilir. Geri dönüştürülmüş plastik içeren PVC'nin katı modifikasyonları, eşit olmayan iç gerilime sahip olacaktır. Olumsuz etkileri en aza indirmek için ekstrüzyon öncesi granüllerin kompaktörlerde kuru işlenmesi gerçekleştirilir. Bu işlemin bir sonucu olarak, yeni ürünlerin duvarlarını güçlendiren lifler oluşur.

Plastisoller, vinil plastikler elde etmek için daha sık geri dönüştürülmüş polivinil klorür kullanılır. Bu malzemelerden macunlar, solüsyonlar, enjeksiyon kalıplı ürünler elde edilir. Yeni teknolojiler arasında çok katmanlı döküm popülerlik kazanıyor. Yöntemin bir özelliği, her katmanı farklı özelliklere sahip çok bileşenli bir levhanın üretilmesidir.

Kompozitin dış yüzeyi yüksek kaliteli bir polimerden oluşur, iç katmanlar geri dönüştürülmüş plastiktir.

Polistiren (UPS, PSM) ABS plastik

Çeşitli polistiren türleri tek bir kütlede geri dönüştürülür - darbeye dayanıklı modifikasyonlar, kopolimerler, akrilonitril bütadien stiren. PS'den yapılan ürünlerin çok yönlülüğü, genellikle sanayicilerin onu işlemeyi reddetmesinin nedenidir. Temizleme, ayırma, değiştirme fiyatları çok yüksek.

Plastik geri dönüşümü için beklentiler.

Gelişmiş ekonomilerde, plastik işlemenin payı, üretilen miktarın %26'sına ulaşır - 90 milyon tona kadar. Aynı zamanda, hacim dünya pazarı 600 milyar dolar. Polimer geri dönüşümünün yerel segmenti biraz daha mütevazı görünüyor: 5,5 milyon ton. Uzmanlara göre, Rus endüstrisinin monomerlere ve tam teşekküllü modifiye termoplastiklere olan talebi, arzlarını önemli ölçüde aşıyor. Bu iki faktörün varlığı, polimer işleme için ulusal kapasitelerde bir artışa yol açar. Ayrıca, bu alandaki sanayi hacimlerinin büyüme oranları Avrupa'dakilerin önündedir. Hükümet tahminlerinde mevcut piyasa eğilimleri dikkate alınır. İşleme endüstrisinin yeniden donatılmasının önceliği, gaz ve petrokimyanın geliştirilmesi için yirmi yıllık sektörel planda belirtilmiştir.

Polimerlerden yapılmış ürünlerin çalışması sırasında atıklar ortaya çıkar.

Sıcaklık, ortam, hava oksijeni, çeşitli radyasyon, nem etkisi altında kullanılan polimerler, bu etkilerin süresine bağlı olarak özelliklerini değiştirirler. Uzun süredir kullanılan ve düzenli depolama alanlarına atılan önemli miktarda polimer malzeme çevreyi kirletmektedir, bu nedenle polimer atıklarının geri dönüştürülmesi sorunu son derece önemlidir. Aynı zamanda, bu atıklar, çeşitli amaçlara yönelik ürünlerin imalatı için bileşimlerin uygun şekilde ayarlanmasıyla iyi hammaddelerdir.

Kullanılan polimerik yapı malzemeleri, seraları kaplamak, yapı malzemeleri ve ürünlerini paketlemek için kullanılan polimerik filmleri; ahır döşemesi: zeminler için haddelenmiş ve kiremitli polimerik malzemeler, duvarlar ve tavanlar için kaplama malzemeleri; ısı ve ses yalıtımlı polimerik malzemeler; konteynerler, borular, kablolar, kalıplanmış ve profil ürünleri vb.

İkincil polimerik hammaddelerin toplanması ve bertaraf edilmesi sürecinde, polimerlerin tanımlanması için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Birçok yöntem arasında en yaygın olanları şunlardır:

· IR-spektroskopisi (bilinen polimerlerin spektrumlarının geri dönüştürülebilir olanlarla karşılaştırılması);

Ultrason (ABD). ABD'nin zayıflamasına dayanmaktadır. Endeks belirlenir HL ses dalgasının zayıflamasının frekansa oranı. Ultrasonik cihaz bir bilgisayara bağlanır ve teknolojik atık imha hattına kurulur. Örneğin, indeks HL LDPE 2.003 10 6 sn, %1.0 sapma ile ve HL PA-66 - 0.465 106 sn, ± %1,5 sapma ile;

· X-ışınları;

lazer piroliz spektroskopisi.

Karışık (evsel) atık termoplastiklerin türlerine göre ayrılması şu ana yöntemlerle gerçekleştirilir: yüzdürme, sıvı ortamda ayırma, aero ayırma, elektro ayırma, kimyasal yöntemler ve derin soğutma yöntemleri. En yaygın olarak kullanılan yöntem, PE, PP, PS ve PVC gibi endüstriyel termoplastiklerin karışımlarının ayrılmasını sağlayan flotasyon yöntemidir. Plastiklerin ayrılması, hidrofilik özelliklerini seçici olarak değiştiren suya yüzey aktif maddeler eklenerek gerçekleştirilir. Bazı durumlarda, polimerleri ayırmanın etkili bir yolu, onları ortak bir çözücü içinde veya bir çözücü karışımı içinde çözmek olabilir. Çözeltinin buharla işlenmesiyle PVC, PS ve bir poliolefin karışımı izole edilir; ürünlerin saflığı -% 96'dan az değil. Ağır ortamlarda yüzdürme ve ayırma yöntemleri, yukarıda listelenenlerin en verimli ve uygun maliyetli olanıdır.

Kullanılmış poliolefinlerin geri dönüşümü

Tarımsal PE film atıkları, gübre torbaları, çeşitli amaçlara yönelik borular, hizmet dışı, diğer kaynaklardan gelen atıklar ve karışık atıklar sonraki kullanımları ile birlikte bertaraf edilecektir. Bunun için işlenmesi için özel ekstrüzyon tesisleri kullanılır. İşleme için polimer atığı alındığında, eriyik akış hızı en az 0,1 g/10 dak. olmalıdır.

İşleme başlamadan önce, ayırt edici özellikleri dikkate alınarak kaba bir atık ayrımı yapılır. Bundan sonra malzeme, hem normal (oda) sıcaklığında hem de kriyojenik yöntemde (soğutucu akışkan ortamında, örneğin sıvı nitrojen) olabilen mekanik öğütme işlemine tabi tutulur. Parçalanan atıklar, özel yıkama karışımları ile birkaç aşamada gerçekleştirilen yıkama için çamaşır makinesine beslenir. %10-15 nem içeriğine sahip bir santrifüjde sıkılan kütle, son dehidrasyon için bir kurutucuya, %0,2 artık nem içeriğine ve daha sonra bir ekstrüdere beslenir. Polimer eriyiği, ekstrüder vidası tarafından filtreden iplik kafasına beslenir. Kaset veya geri sarma filtresi, polimer eriyiği çeşitli safsızlıklardan temizlemek için kullanılır. Arıtılmış eriyik, çıkışında ipliklerin bıçaklarla belirli bir boyutta granüller halinde kesildiği ve daha sonra soğutma odasına düştüğü kafanın iplik deliklerinden preslenir. Özel bir kurulumdan geçen granüller kurutulur, kurutulur ve torbalara paketlenir. İnce PO filmlerin işlenmesi gerekiyorsa, ekstrüder yerine bir aglomeratör kullanılır.

Atıkların kurutulması, verimliliği 500 kg/saat'e ulaşan raf, bant, kova, akışkan yatak, girdap ve diğer kurutucular kullanılarak çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir. Düşük yoğunluk nedeniyle film yüzer ve kir tabana yerleşir.

Filmin dehidrasyonu ve kurutulması, titreşimli bir elek üzerinde ve bir girdap ayırıcıda gerçekleştirilir, artık nem içeriği% 0.1'den fazla değildir. Nakliye kolaylığı ve daha sonra ürünlere işlenmesi için film granüle edilir. Granülasyon işlemi sırasında malzeme sıkıştırılır, daha fazla işlenmesi kolaylaştırılır, ikincil hammaddelerin özelliklerinin ortalaması alınır, bu da standart ekipman üzerinde işlenebilen bir malzeme ile sonuçlanır.

Ezilmiş ve saflaştırılmış poliolefin atıklarının plastikleştirilmesi için, vida uzunluğuna (25–33) sahip tek vidalı ekstrüderler kullanılır. D eriyik saflaştırma için sürekli bir filtre ile donatılmış ve gaz giderme bölgesine sahip, gözeneksiz ve inklüzyonsuz granüller elde edilmesini sağlayan. Kirlenmiş ve karışık atıkları işlerken, kısa çok iş parçacıklı solucanlar (3,5–5) uzunluğunda özel bir tasarıma sahip disk ekstrüderleri kullanılır. D ekstrüzyon bölgesinde silindirik bir ağızlığa sahip. Malzeme kısa sürede erir ve eriyiğin hızlı homojenleşmesi sağlanır. Koni nozulu ile kabuk arasındaki boşluğu değiştirerek, eritme ve homojenleştirme modunu değiştirirken kesme kuvvetini ve sürtünme kuvvetini ayarlayabilirsiniz. Ekstrüder bir gaz giderme ünitesi ile donatılmıştır.

Granüller başlıca iki şekilde üretilir: kafa granülasyonu ve su altı granülasyonu. Granülasyon yönteminin seçimi, işlenen termoplastiğin özelliklerine ve özellikle eriyiğinin viskozitesine ve metale yapışmasına bağlıdır. Başlıktaki granülasyon sırasında, polimer eriyiği, düze plakası boyunca kayan bıçaklar tarafından kesilen iplikler şeklindeki bir delikten sıkılır. 4-5 mm boyutunda (uzunluk ve çap olarak) elde edilen granüller, kafadan bir bıçakla soğutma odasına atılır ve daha sonra nem çıkarma cihazına beslenir.

Büyük birim kapasiteli ekipman kullanırken, su altı granülasyonu kullanılır. Bu yöntemle, polimer eriyiği, kalıp üzerindeki kalıp plakasının deliklerinden iplikler şeklinde ekstrüde edilir. Su ile bir soğutma banyosundan geçtikten sonra, teller kesme cihazına girer ve burada döner kesiciler tarafından topaklar halinde kesilirler.

Tellerin karşı akımı boyunca banyoya giren soğutma suyunun sıcaklığı 40-60 °C arasında tutulur ve su miktarı 1 ton granül başına 20-40 m3'tür.

Ekstrüderin boyutuna (vida çapının boyutu ve uzunluğu) bağlı olarak verimlilik, polimerin reolojik özelliklerine bağlı olarak değişir. Başlıktaki çıkış deliği sayısı 20–300 aralığında olabilir.

Granülden, ev kimyasalları için paketler, askılar, inşaat parçaları, malların taşınması için paletler, egzoz boruları, drenaj kanallarının astarlanması, iyileştirme için basınçsız borular ve diğer ürünler elde edilir; bunlar, aşağıdakilerden elde edilen ürünlere kıyasla daha az dayanıklılık ile karakterize edilir. bakire polimer. Poliolefinlerin işletilmesi ve işlenmesi sırasında meydana gelen bozulma süreçlerinin mekanizması üzerine yapılan çalışmalar, bunların nicel tanımları, geri dönüştürülmüş malzemelerden elde edilen ürünlerin tekrarlanabilir fiziksel, mekanik ve teknolojik göstergelere sahip olması gerektiği sonucuna varmamızı sağlar.

Daha kabul edilebilir olanı, birincil hammaddeye% 20-30 miktarında ikincil hammaddelerin eklenmesi ve ayrıca plastikleştiricilerin, stabilizatörlerin, dolgu maddelerinin polimer bileşimine% 40-50'ye kadar eklenmesidir. Geri dönüştürülmüş polimerlerin kimyasal modifikasyonunun yanı sıra yüksek oranda doldurulmuş geri dönüştürülmüş polimer malzemelerin oluşturulması, kullanılmış poliolefinlerin daha da geniş kullanımına olanak tanır.

Geri dönüştürülmüş poliolefinlerin modifikasyonu

İkincil poliolefin hammaddelerinin modifikasyon yöntemleri, kimyasal (çapraz bağlama, başta organik kökenli çeşitli katkı maddelerinin eklenmesi, organosilikon sıvılarla muamele vb.) ve fiziksel ve mekanik (mineral ve organik dolgu maddeleri ile doldurma) olarak ayrılabilir.

Örneğin, jel fraksiyonunun maksimum içeriği (%80'e kadar) ve çapraz bağlı HLDPE'nin en yüksek fiziksel ve mekanik özellikleri, 130°C'de 10 dakika boyunca silindirler üzerinde %2-2,5 dikumil peroksitin eklenmesiyle elde edilir. Böyle bir malzemenin kopmadaki bağıl uzaması %210'dur, eriyik akış hızı 0.1-0.3 g/10 dakikadır. Çapraz bağlanma derecesi, rekabet halindeki bir bozunma sürecinin bir sonucu olarak sıcaklıktaki bir artışla ve haddeleme süresinin artmasıyla azalır. Bu, değiştirilmiş malzemenin çapraz bağlanma derecesini, fiziksel, mekanik ve teknolojik özelliklerini ayarlamanıza olanak tanır. Dikümil peroksitin doğrudan işleme sürecine katılmasıyla HLDPE'den ürünlerin kalıplanması için bir yöntem geliştirilmiş ve %70-80 jel fraksiyonu içeren boruların ve kalıplanmış ürünlerin prototipleri elde edilmiştir.

Balmumu ve elastomerin (kütlece 5 parçaya kadar) eklenmesi, VPE'nin işlenebilirliğini önemli ölçüde iyileştirir, fiziksel ve mekanik özellikleri artırır (özellikle kopma uzaması ve çatlama direnci - sırasıyla %10 ve 1 ila 320 saat arasında) ve azaltır malzemenin homojenliğinde bir artış olduğunu gösteren yayılmaları.

HLDPE'nin bir disk ekstrüderde maleik anhidrit ile modifikasyonu ayrıca mukavemetinde, ısı direncinde, yapışkanlığında ve ışıkla yaşlanmaya karşı direncinde bir artışa yol açar. Bu durumda, modifiye edici etki, elastomerin eklenmesine göre daha düşük bir değiştirici konsantrasyonunda ve daha kısa bir işlem süresinde elde edilir. Geri dönüştürülmüş poliolefinlerden polimer malzemelerin kalitesini iyileştirmenin umut verici bir yolu, organosilikon bileşiklerle termomekanik işlemdir. Bu yöntem, artan mukavemet, elastikiyet ve yaşlanma direncine sahip geri dönüştürülmüş malzemelerden ürünler elde edilmesini sağlar.

Modifikasyon mekanizması, organosilisyum sıvısının siloksan grupları ve doymamış bağlar ile oksijen içeren ikincil poliolefin grupları arasında kimyasal bağların oluşumundan oluşur.

Modifiye edilmiş bir malzeme elde etmek için teknolojik süreç aşağıdaki aşamaları içerir: atıkların ayrılması, ezilmesi ve yıkanması; 4-6 saat boyunca 90±10 °C'de organosilikon sıvı ile atık işleme; modifiye atıkların santrifüj ile kurutulması; Değiştirilmiş atıkların yeniden granülasyonu.

Katı faz modifikasyon yöntemine ek olarak, partikül boyutu 20 um'den fazla olmayan bir VLDPE tozu elde etmeyi mümkün kılan, çözeltideki VPE'yi modifiye etmek için bir yöntem önerilmiştir. Bu toz, döner kalıplama ile ürünlere işlenmek ve elektrostatik püskürtme ile kaplamak için kullanılabilir.

Geri dönüştürülmüş polietilen hammaddelerine dayalı dolgulu polimer malzemeler

Büyük bilimsel ve pratik ilgi, geri dönüştürülmüş polietilen hammaddelerine dayalı dolgulu polimerik malzemelerin oluşturulmasıdır. %30'a kadar dolgu maddesi içeren geri dönüştürülmüş malzemelerden polimerik malzemelerin kullanılması, birincil hammaddelerin %40'a kadar serbest bırakılmasını ve ikincil hammaddelerden (basınçlı borular, ambalaj filmleri) elde edilemeyen ürünlerin üretimine gönderilmesini mümkün kılacaktır. , yeniden kullanılabilir taşıma kapları, vb.).

Geri dönüştürülmüş malzemelerden dolgulu polimerik malzemeler elde etmek için, mineral ve organik kökenli dağılmış ve güçlendirici dolgu maddelerinin yanı sıra polimer atıklarından (ezilmiş termoset atık ve kauçuk kırıntı) elde edilebilen dolgu maddeleri kullanmak mümkündür. Hemen hemen tüm termoplastik atıkların yanı sıra ekonomik açıdan da bu amaç için tercih edilen karışık atıklar doldurulabilir.

Örneğin, lignin kullanmanın uygunluğu, içinde çalışma sırasında WPE'nin stabilizasyonuna katkıda bulunan fenolik bileşiklerin varlığı ile ilişkilidir; mika - düşük sürünme, artan ısı ve hava koşullarına dayanıklı ve ayrıca düşük işleme ekipmanı aşınması ve düşük maliyet ile karakterize edilen ürünlerin üretimi ile. Ucuz inert dolgu maddeleri olarak kaolin, kireçtaşı, petrol şist külü, kömür küreleri ve demir kullanılmaktadır.

Polietilen mum içinde granüle edilmiş ince dağılmış fosfo-alçının WPE'ye katılmasıyla, artan kopma uzaması olan bileşimler elde edildi. Bu etki polietilen mumun plastikleştirici etkisiyle açıklanabilir. Bu nedenle, fosfojips ile doldurulmuş VPE'nin gerilme mukavemeti, VPE'ninkinden %25 daha yüksektir ve gerilme modülü %250 daha yüksektir. HPE'ye mika eklendiğinde güçlendirici etki, dolgu maddesinin kristal yapısının özellikleri, yüksek karakteristik oran (pul çapının kalınlığa oranı) ve ezilmiş, toz halinde WPE kullanımı ile ilişkilidir. pulların yapısını minimum tahribatla koruyun.

Poliolefinler arasında, polietilen ile birlikte, polipropilenden (PP) ürünlerin üretimine önemli miktarda düşmektedir. PP'nin polietilene kıyasla artan mukavemet özellikleri ve çevreye karşı direnci, geri dönüşümünün uygun olduğunu göstermektedir. İkincil PP, kristal oluşum çekirdeklerine ve polimerin sertliğinde bir artışa ve yüksek değerlere yol açan kristalli bir yapının oluşturulmasına katkıda bulunan Ca, Fe, Ti, Zn gibi bir dizi safsızlık içerir. hem ilk elastik modülün hem de yarı-denge modülünün. Polimerlerin mekanik performansını değerlendirmek için çeşitli sıcaklıklarda gevşeme gerilmeleri yöntemi kullanılır. Aynı koşullar altında (293-393 K sıcaklık aralığında) ikincil PP, tahribat olmadan çok daha yüksek mekanik streslere dayanır, bu da sert yapıların üretimi için kullanılmasını mümkün kılar.

Kullanılmış polistirenin geri dönüşümü

Kullanılmış polistiren plastikler aşağıdaki alanlarda kullanılabilir: yüksek etkili polistiren (HIPS) ve akrilonitril bütadien stirenin (ABS) teknolojik atıklarının enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon ve presleme yoluyla geri dönüştürülmesi; kullanılmış ürünlerin bertarafı, EPS atıkları, karışık atıklar, çok kirli endüstriyel atıkların bertarafı.

Yoğunluğu 15-50 kg/m3 aralığında olan köpüklü malzemelere ve bunlardan yapılan ürünlere önemli miktarda polistiren (PS) düşer. Bu malzemeler, paketleme için kalıp matrisleri, kablo yalıtımı, sebze, meyve ve balık paketleme kutuları, buzdolapları, buzdolapları, fast food restoranları için paletler, bina ve yapıların yalıtımı için kalıp, ısı ve ses yalıtım levhaları vb. Ek olarak, kullanılmış bu tür ürünleri taşırken, köpüklü PS atığının düşük kütle yoğunluğu nedeniyle nakliye maliyetleri keskin bir şekilde azalır.

Köpüklü polistiren atıklarının geri dönüştürülmesinin ana yöntemlerinden biri mekanik bir geri dönüşüm yöntemidir. Aglomerasyon için özel tasarlanmış makineler, ekstrüzyon için gaz giderme bölgelerine sahip çift vidalı ekstrüderler kullanılır.

Tüketici noktası, kullanılmış EPS ürünleri atıklarının mekanik geri dönüşümü için ana konumdur. Kirlenmiş köpüklü PS atığı incelemeye tabi tutulur ve sınıflandırılır. Aynı zamanda, kağıt, metal, diğer polimerler ve çeşitli inklüzyonlar şeklinde safsızlıklar giderilir. Polimer ezilir, yıkanır ve kurutulur. Polimer santrifüj ile kurutulur. Son öğütme bir tamburda gerçekleştirilir ve ondan atık, işleme için hazırlanan polimerin sıkıştırıldığı ve yaklaşık 205-210 °C'lik bir sıcaklıkta eritildiği özel bir ekstrüdere girer. Polimer eriyiğinin ilave saflaştırılması için, filtre malzemesinin veya bir kaset tipinin geri sarılması prensibi ile çalışan bir filtre kurulur. Filtrelenen polimer eriyiği, sıkıştırma bölgesine kıyasla vidanın daha derin bir dişe sahip olduğu gaz giderme bölgesine girer. Ardından, polimer eriyiği iplik başlığına girer, iplikler soğutulur, kurutulur ve granüle edilir. PS atıklarının mekanik rejenerasyonu sürecinde, yıkım ve yapılanma süreçleri meydana gelir, bu nedenle malzemenin minimum kesme gerilimine (vida geometrisi, hız ve eriyik viskozitesinin bir fonksiyonu) ve termomekanik yük altında kısa bir kalma süresine maruz kalması önemlidir. . Yıkıcı süreçlerin azaltılması, malzemenin halojenasyonu ve ayrıca polimere çeşitli katkı maddelerinin eklenmesi nedeniyle gerçekleştirilir.

Genleşmiş polistirenin mekanik geri dönüşümü, örneğin yalıtım, karton, kaplama vb. üretimi için geri dönüştürülmüş polimerin uygulama alanına göre düzenlenir.

Polistiren atıklarının depolimerizasyonu için bir yöntem vardır. Bunu yapmak için PS veya köpüklü PS atığı ezilir, sızdırmaz bir kaba yüklenir, bozunma sıcaklığına kadar ısıtılır ve salınan ikincil stiren bir buzdolabında soğutulur ve bu şekilde elde edilen monomer kapalı bir kapta toplanır. Yöntem, sürecin tamamen kapatılmasını ve önemli miktarda enerji tüketimini gerektirir.

Kullanılmış polivinil klorürün (PVC) geri dönüştürülmesi

Geri dönüştürülmüş PVC'nin geri dönüştürülmesi, kullanılmış filmlerin, bağlantı parçalarının, boruların, profillerin (pencere çerçeveleri dahil), kapların, şişelerin, levhaların, rulo malzemelerin, kablo yalıtımının vb. işlenmesini içerir.

Vinil plastik veya plastik bileşikten oluşabilen bileşimin bileşimine ve geri dönüştürülmüş PVC'nin amacına bağlı olarak geri dönüşüm yöntemleri farklı olabilir.

Geri dönüşüm için PVC ürün atıkları yıkanır, kurutulur, ezilir ve çeşitli inklüzyonlardan ayrılır. metaller. Ürünler, plastikleştirilmiş PVC bazlı bileşimlerden yapılırsa, çoğunlukla kriyojenik öğütme kullanılır. Ürünler sert PVC'den yapılmışsa mekanik kırma kullanılır.

Polimeri metalden (teller, kablolar) ayırmak için pnömatik yöntem kullanılır. Ayrılan plastikleştirilmiş PVC, ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama ile işlenebilir. Metalik ve mineral inklüzyonları gidermek için manyetik ayırma yöntemi kullanılabilir. Alüminyum folyoyu termoplastikten ayırmak için 95–100 °C'de suda ısıtma kullanılır.

Etiketlerin kullanılamayan kaplardan ayrılması, yaklaşık -50 °C sıcaklıkta sıvı nitrojen veya oksijene daldırılarak gerçekleştirilir, bu da etiketleri veya yapışkanı kırılgan hale getirir ve daha sonra kolayca parçalanıp homojen bir malzemeden ayrılmasını sağlar. kağıt. Suni deri (IR) atıklarının işlenmesi için, PVC bazlı linolyumlar, bir sıkıştırıcı kullanarak plastik atıkların kuru hazırlanması için bir yöntem önerilmiştir. Bir dizi teknolojik işlemi içerir: katkı maddelerinin de eklenebileceği öğütme, tekstil liflerinin ayrılması, plastikleştirme, homojenleştirme, sıkıştırma ve granülasyon.

PVC izolasyonlu kablo atıkları kırıcıya girer ve özel bir taşıma vidası ile sızdırmaz bir kap olan kriyojenik madenin yükleme hunisine bir konveyör tarafından beslenir. Madene sıvı nitrojen verilir. Soğutulmuş kırılmış atık, öğütme makinesine boşaltılır ve buradan, kırılgan polimerin biriktirildiği ve ayırıcı tamburun elektrostatik koronasından geçirildiği ve bakırın geri kazanıldığı metal ayırma cihazına girer.

Kullanılmış PVC şişelerin önemli hacimleri, farklı bertaraf yöntemleri gerektirir. Kayda değer, PVC'yi banyodaki kalsiyum nitrat çözeltisinin yoğunluğuna göre çeşitli safsızlıklardan ayırma yöntemidir.

PVC şişelerin geri dönüşümünün mekanik süreci, ikincil termoplastiklerin atıklarının işlenmesi sürecinin ana aşamalarını sağlar, ancak bazı durumlarda kendine özgü özellikleri vardır.

Çeşitli bina ve yapıların işletilmesi sırasında, kullanımda olan PVC bileşimlerine dayalı önemli hacimlerde metal-plastik pencere çerçeveleri oluşur. Kullanımda olan çerçeveli geri dönüştürülmüş PVC çerçeveler, ağırlık olarak yaklaşık %30 içerir. PVC ve ağırlıkça %70. cam, metal, ahşap ve kauçuk. Ortalama olarak, bir pencere çerçevesi yaklaşık 18 kg PVC içerir. Gelen çerçeveler 2,5 m genişliğinde ve 6,0 m uzunluğunda bir kaba boşaltılır, daha sonra yatay bir preste preslenir ve ortalama 1,3–1,5 m uzunluğa kadar kesitlere dönüştürülür, ardından malzeme ayrıca bir silindir kullanılarak preslenir ve rotorun ayarlanabilir bir hızda döndüğü kıyıcıya beslenir. Büyük bir PVC, metal, cam, kauçuk ve ahşap karışımı konveyöre ve ardından metalin ayrıldığı manyetik ayırıcıya beslenir ve ardından malzeme dönen metal ayırma tamburuna girer. Bu karışım partikül boyutlarına göre sınıflandırılır.<4 мм, 4–15 мм, 15–45 мм, >45 mm.

Normalden daha büyük fraksiyonlar (>45 mm) yeniden kırma için iade edilir. 15-45 mm boyutunda bir kesir, bir metal ayırıcıya ve daha sonra kauçuk yalıtımlı dönen bir tambur olan bir kauçuk ayırıcıya gönderilir.

Metal ve kauçuğu çıkardıktan sonra, bu kaba fraksiyon daha fazla boyut küçültme için öğütülmek üzere geri gönderilir.

Silodan çıkan PVC, cam, ince kalıntı ve ahşap atıklarından oluşan 4-15 mm partikül boyutunda oluşan karışım bir ayırıcıdan geçirilerek tamburlu eleğe beslenir. Burada malzeme yine parçacık boyutlarına sahip iki fraksiyona bölünmüştür: 4–8 ve 8–15 mm.

Her parçacık boyutu aralığı için toplam dört işleme hattı için iki ayrı işleme hattı kullanılır. Ahşap ve camın ayrılması bu işleme hatlarının her birinde gerçekleşir. Ahşap, eğimli titreşimli hava elekleri kullanılarak ayrılır. Diğer malzemelerden daha hafif olan ahşap, hava akımı ile aşağı doğru taşınırken, daha ağır partiküller (PVC, cam) yukarı doğru taşınır. Cam ayırma işlemi, daha hafif partiküllerin (yani PVC) aşağı doğru, ağır partiküllerin (yani cam) yukarı taşındığı sonraki eleklerde benzer şekilde gerçekleştirilir. Ahşap ve camın çıkarılmasından sonra, dört işleme hattının tümünden gelen PVC fraksiyonları birleştirilir. Metal partiküller elektronik olarak algılanır ve uzaklaştırılır.

Arıtılmış polivinil klorür atölyeye girer, burada nemlendirilir ve 3-6 mm boyutunda granüle edilir, ardından granüller belirli bir nem içeriğine kadar sıcak hava ile kurutulur. Polivinil klorür, partikül boyutu 3, 4, 5 ve 6 mm olan dört fraksiyona ayrılır. Herhangi bir büyük boyutlu granül (yani > 6 mm), yeniden öğütme için alana geri gönderilir. Titreşimli elekler üzerinde kauçuk partikülleri PVC'den ayrılır.

Son adım, beyaz PVC parçacıklarını renkli olanlardan ayıran bir optoelektronik renk ayırma işlemidir. Bu, her boyuttaki kesirler için yapılır. Renkli PVC miktarı beyaz PVC'ye göre az olduğu için beyaz PVC fraksiyonları boyutlandırılarak ayrı kutularda saklanırken, renkli PVC akımları karıştırılarak tek bir kutuda depolanır.

Proses, operasyonları çevre dostu yapan bazı özel özelliklere sahiptir. Öğütme ve hava ayırma, hava akımındaki toz, kağıt ve folyoyu toplayan ve bunları mikro filtre kapanına besleyen bir toz emme sistemi ile donatıldığından hava kirliliği oluşmaz. Öğütücü ve tambur elek, gürültü oluşumunu azaltmak için yalıtılmıştır.

PVC'nin kirleticilerden ıslak öğütülmesi ve yıkanması sırasında, yeniden temizleme için su verilir.

Yeni ko-ekstrüzyon pencere profillerinin üretiminde geri dönüştürülmüş PVC kullanılmaktadır. Koekstrüzyon profilli pencere çerçevelerinde istenen yüksek yüzey kalitesini elde etmek için çerçevelerin iç yüzeyi geri dönüştürülmüş PVC'den, dış yüzeyi ise saf PVC'den yapılmıştır. Yeni çerçeveler ağırlıkça %80 geri dönüştürülmüş PVC içerir ve mekanik ve performans özellikleri açısından %100 saf PVC'den yapılmış çerçevelerle karşılaştırılabilir.

PVC plastik atıklarının geri dönüştürülmesine yönelik ana yöntemler, enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon, perdahlama ve preslemeyi içerir.

Ekipman alım ve satımına ilişkin duyurular adresinde görülebilir.

Polimer kalitelerinin avantajlarını ve özelliklerini şu adreste tartışabilirsiniz:

Şirketinizi İş Rehberine kaydedin