Новые технологии для переработки вторичных полимеров | Индастри

Новые технологии для переработки вторичных полимеров

До сих пор уровень потребления полимеров в России все еще остается самым низким в мире, особенно по сравнению с развитыми промышленными странами. В то же время темпы роста их производства, переработки и потребления одни из самых высоких — до 35 процентов в год. Быстрый рост потребления вызван в основном стремительным развитием пищевой, упаковочной отраслей, сельского хозяйства — пленки (упаковочные, термоусадочные, для укрытия строек и теплиц, парников), пакеты, бутылки, флаконы, разовая посуда стали нашими повсеместными и повседневными спутниками. Давно уже все забыли про свернутые конусом кульки из грубой серой бумаги, стеклянные бутылки, сетки-авоськи. Но, к сожалению, это сопровождается не менее быстрым ростом проблем, связанных с утилизацией и переработкой полимерных отходов. Вот по этому показателю — накоплению отходов мы скоро перегоним весь мир. 

Использование вторичного сырья в качестве новой ресурсной базы — одно из наиболее динамично развивающихся направлений переработки полимерных материалов в мире. Для России оно является новым. Однако интерес к получению дешевых ресурсов, которыми являются вторичные полимеры, весьма ощутим, поэтому мировой опыт их вторичной переработки должен быть востребован. 

В странах, где охране окружающей среды придают большое значение, объемы переработки вторичных полимеров постоянно увеличиваются. Законодательство обязывает юридических и частных лиц выбрасывать полимерные отходы (гибкую упаковку, бутылки, стаканчики и т. д.) в специальные контейнеры для их последующей утилизации. Сегодня на повестку дня становится не только задача утилизации отходов полимерных материалов, но и восстановления ресурсной базы. Однако возможность использования полимерных отходов для повторного производства ограничивается их нестабильными и худшими, по сравнению с исходными полимерами, физико-механическими свойствами. Конечная продукция с их использованием часто не удовлетворяет эстетическим критериям. Для некоторых видов продукции использование вторичного сырья вообще запрещено действующими санитарными или сертификационными нормами. 

Сам процесс получения готовой продукции из вторичных пластиков связан с рядом трудностей. Использование вторичных полимерных материалов требует особого внимания к параметрам технологического процесса в связи с тем, что такие материалы имеют нестабильные реологические свойства, а также могут содержать неполимерные включения. Во многих случаях к готовой продукции предъявляются такие требования, которые просто невозможно соблюсти при использовании вторичных полимеров. Поэтому для их использования необходимо достижение баланса между заданными свойствами конечного продукта и средними характеристиками вторичного материала. В последнее время процесс вытеснения первичных полимеров на производствах настолько интенсифицировался, что только в США производится более 1400 наименований изделий из вторичных пластмасс, которые раньше производились только с использованием первичного сырья. 

Вместе с тем в России пока используется в основном вторичное сырье на основе полиэтилена и полипропилена. Предприятия, занявшиеся переработкой ПЭТ – бутылок, столкнулись с проблемой дальнейшей переработки вторичного сырья. 

Мировой опыт применения вторичного ПЭТФ

В США и Западной Европе его используют в основном для получения волокон и нетканых материалов. Это обусловлено тем, что в процессе вторичной переработки вязкость бутылочных марок ПЭТФ существенно снижается (с 0,8 до 0,4 – 0,6), особенно при недостаточной сушке материала. Разработаны технология и оборудование для формования многослойных, барьерных преформ бутылей с использованием 80% вторичного ПЭТФ в качестве среднего слоя, и такие бутыли уже появились на рынке. 

Что же еще можно получать из ПЭТФ-бутылок? 

Очищенный и измельченный ПЭТФ можно смешивать с другими полимерами и наполнителями, получать новые композитные материалы со спектром новых свойств. 

- Например, разработанный в России литьевой ПЭТФ-КМ с 10% ПЭНП по ТУ-6-05-1984-85 и стеклонаполненный ПЭТФ-М-КС ТУ-6-19-07388-85. 

- Композиционный материал с отработанными отходами от компакт-дисков из поликарбоната. Смесь ПЭТФ с 10-50% поликарбоната обладает повышенными термостойкостью и сопротивлением ударным нагрузкам, лучшей перерабатываемостью на технологическом оборудовании. 

- Получать смеси ПЭТФ с ПА-6 с добавкой функционализированного кислотой или глицидиловым эфиром полиолефина. 

- Композиты на основе ПЭТФ, поликарбоната и эластомера с высокой прочностью к ударным нагрузкам. 

Утилизация изделий 

Утилизация изделий, состоящих из комбинации различных полимеров, является насколько трудоемкой, настолько и перспективной задачей. С одной стороны, при создании вторичных материалов с допустимыми механическими свойствами из смесей пластиков отпадает необходимость в первичной (на коммунальном уровне) и вторичной (на уровне утилизационного производства) сортировке бытового и промышленного мусора, что должно положительно сказаться на себестоимости переработки. С другой стороны, свойства получаемых материалов не очень-то хороши, т. к. полимеры, составляющие их основу (преимущественно ПЭ, ПП, ПЭТ, ПС и ПВХ), несовместимы между собой и образуют многокомпонентную систему с низким межфазным взаимодействием. Более того, присутствие загрязнителей — частиц бумаги, металла, красителей — приводит к дальнейшему ухудшению физико-механических свойств. 

Одной из самых сложных является задача переработки смесей вторичных полимеров в изделия, особенно смесей неопределенного состава. Практически во всех случаях свойства смеси оказываются намного хуже свойств каждого компонента по отдельности. 

Для достижения видимых успехов в утилизации многокомпонентных отходов необходимо вести переработку с максимально коротким циклом. Задача состоит в том, чтобы, с одной стороны, избежать лишних материальных затрат, а с другой — сократить время переработки, для того что бы уменьшить вероятность деструкции полимеров, входящих в состав материала. 

По этой причине необходимо выдерживать рабочую температуру низкой, даже, несмотря на то, что определенные компоненты (например, ПЭТ) останутся в твердом состоянии и будут вести себя как инертные наполнители. Необходимо также выбирать им приложения, которые не требуют высоких механических свойств и не обладают значительными габаритами. Только так можно избежать серьезного влияния себестоимости переработки на конечную стоимость изделия, а также нивелировать невысокие механические свойства многокомпонентного полимера размерами и конструкцией изделий, формируемых из него.

Источник:Plastinfo.ru