Recikliranje i reciklaža polimernih materijala. Kategorija “Reciklirani polimeri” Upotreba sekundarnog polimera u bfs tehnologiji

Uklanjanje, obrada i zbrinjavanje otpada od 1. do 5. razreda opasnosti

Radimo sa svim regijama Rusije. Važeća licenca. Kompletan set završnih dokumenata. Individualni pristup klijentu i fleksibilna cjenovna politika.

Pomoću ovog obrasca možete podnijeti zahtjev za usluge, zatražiti komercijalnu ponudu ili dobiti besplatno savjetovanje od naših stručnjaka.

U Rusiji je razina proizvodnje i potrošnje polimernih materijala relativno niska u usporedbi s drugim razvijenim zemljama svijeta. Obrada polimera provodi se na samo 30% ukupne zapremine materijala. To je vrlo malo, s obzirom na ukupnu količinu otpada te vrste.

Malo o polimernim proizvodima

Gotovo polovica svih polimera dolazi iz spremnika za pakiranje. Ova uporaba polimernih materijala određena je ne samo estetskim izgledom proizvoda, već i sigurnošću proizvoda u pakiranju. Polimerni otpad nastaje u značajnim količinama - oko 3,3 milijuna tona. Svake godine taj se broj povećava za oko 5%.

Glavne vrste polimernog otpada predstavljene su sljedećim materijalima:

• Polietilenski materijali – 34%
• PET – 20%
• Laminirani papir – 17%
• PVC – 14%. Polistiren – 8%
• Polipropilen – 7%

Zbrinjavanje većine plastike uključuje zakopavanje u tlo ili spaljivanje. Međutim, takve su metode neprihvatljive s ekološke točke gledišta. Kada se materijali zakopaju, dolazi do trovanja tla zbog prisutnosti štetnih tvari u sastavu. Također, kada se spali, otrovne tvari se oslobađaju u atmosferu, koju sva živa bića naknadno udišu.

Prerada polimernih materijala pomoću novih tehnologija slabo se razvija iz sljedećih razloga:

1. Država nema potrebne regulatorne i tehničke uvjete i proizvodne kapacitete za stvaranje visokokvalitetnih sekundarnih sirovina. Zbog toga se sekundarne polimerne sirovine nastale iz otpada odlikuju niskom kvalitetom.
2. Dobiveni proizvodi imaju nisku konkurentnost.
3. Visoki troškovi recikliranja plastike - procjena cijene za ovu aktivnost pokazala je da su potrebni otprilike 8 puta veći troškovi obrade nego za kućni otpad.
4. Niska razina prikupljanja i obrade takve građe zbog nedostatka ekonomskih uvjeta i zakonske potpore.
5. Nedostatak informacijske baze po pitanju recikliranja i odvojenog prikupljanja otpada. Rijetki su svjesni da je recikliranje polimera izvrsna alternativa proizvodnji nafte.

Klasifikacija

Postoje 3 glavne vrste polimernog otpada:

1. Tehnološki - uključuju dvije skupine: uklonjive i neuklonjive. Prvu vrstu predstavljaju neispravni proizvodi, koji se naknadno odmah prerađuju u drugi proizvod. Druga vrsta predstavlja sve vrste otpada tijekom proizvodnje polimera, koji se također uklanjaju recikliranjem i proizvodnjom novih proizvoda.
2. Javni otpad je sav otpad vezan za svakodnevni život ljudi koji se obično baca zajedno s njim otpad od hrane. Uvođenje navike skupljanja smeća u posebne vreće i odvojenog bacanja moglo bi uvelike olakšati rješavanje problema recikliranja.
3. Otpad industrijske potrošnje - ova vrsta sadrži sekundarne polimere, pogodne za recikliranje zbog niske razine kontaminacije. Tu spadaju svi proizvodi za pakiranje, vrećice, gume itd. - sve se to otpisuje zbog deformacije ili kvara. Spremno ih prihvaćaju prerađivačka poduzeća.

Lanac ekstrakcije i prerade reciklabilnih materijala

Vađenje i obrada polimernog otpada odvija se prema zadanom tehnološkom lancu:

1. Organizacija punktova za prihvat sekundarnih polimernih sirovina. Na tim točkama obavlja se primarno sortiranje i prešanje sirovina.
2. Sakupljanje materijala s odlagališta, legalno ili ilegalno, od strane tvrtki koje se bave preradom sekundarnih sirovina.
3. Puštanje sirovina na tržište nakon prethodnog sortiranja na posebnim postajama za obradu otpada.
4. Prerađivačke tvrtke kupuju materijal od velikih trgovačkih centara. Takvi materijali za recikliranje manje su kontaminirani i podložni manjem razvrstavanju.
5. Prikupljanje reciklabilnih materijala zahvaljujući provedbi programa potrebnog za odvojeno prikupljanje otpada. Program se provodi na niskoj razini zbog nedostatka aktivnosti građana. Osobe bez stalnog prebivališta provode vandalske radnje koje uključuju razbijanje spremnika za odvojeno prikupljanje otpada.
6. Predobrada polimernog otpada.

Prerada polimera počinje u pogonu za preradu. Sastoji se od nekoliko radnji:

• Izvođenje grubog sortiranja miješanog otpada.
• Daljnje mljevenje materijala koji se mogu reciklirati.
• Obavljati odvajanje miješanog otpada.
• Pranje.
• Sušenje.
• Proces granulacije.

Nisu svi stanovnici Ruske Federacije svjesni prednosti recikliranja. Polimerni materijali ne samo da će donositi mali prihod ako se redovito predaju u pogone za reciklažu, već će i zaštititi okoliš od opasnih tvari koje se oslobađaju tijekom razgradnje polimernih materijala.

Oprema za preradu polimernog otpada

Cijeli kompleks za preradu potrebnih sirovina uključuje:

1. Linija za pranje.
2. Ekstruder.
3. Potrebne pokretne trake.
4. Sjeckalice – usitnjavaju gotovo sve vrste polimernih proizvoda i pripadaju prvom stupnju.
5. Drobilica - klasificiraju se kao drugi stupanj drobilice i koriste se nakon upotrebe drobilice.
6. Mikseri i dozatori.
7. Aglomeratori.
8. Zamjene za ekran.
9. Linije za granulaciju ili granulatori.
10. Stroj za naknadnu obradu gotovih proizvoda.
11. Sušilica.
12. Uređaj za doziranje.
13. Hladnjaci.
14. Pritisnite.
15. Umivaonik.

Trenutno je posebno važna proizvodnja drobljenih polimernih materijala, tzv. Za njihovu proizvodnju koristi se moderna instalacija - drobilica polimera. Većina poduzetnika niti ne razmišlja o kupnji procesne opreme, smatrajući tu uslugu skupom. Međutim, u stvarnosti se isplati za otprilike 2-3 godine korištenja.

Tehnologija recikliranja

Najčešća tehnologija prerade polimernog otpada je ekstruzija. Ova se metoda sastoji od kontinuiranog prešanja rastaljenih sirovina kroz posebnu glavu za oblikovanje. Pomoću izlaznog kanala određuje se profil budućeg proizvoda.

Zahvaljujući obradi ovom metodom od recikliranih materijala dobiva se:

• Crijeva.
• Cijevi.
• Prilaženje.
• Izolacija za žice.
• Kapilare.
• Višeslojne letvice.

Ekstruzijom se recikliraju polimerne sirovine, kao i granulacija. Granulacija polimera omogućuje učinkovito korištenje sekundarnih sirovina u različitim područjima ljudske djelatnosti. Polimerni otpad doprinosi ulasku na tržište velikog broja novih proizvoda nastalih recikliranjem reciklabilnih materijala. Za provođenje procesa ekstruzije koristi se posebna oprema - pužni ekstruder.

Tehnologija prerade otpadnih polimera je sljedeća:

• Taljenje polimernog materijala u ekstruderu.
• Plastificiranje.
• Injekcija u glavu.
• Izlaz kroz glavu za oblikovanje.

Za obradu plastike u proizvodnji koriste se različite vrste opreme za ekstruziju:

1. Bez vijaka. Masa se posebno oblikovanim diskom utiskuje u glavu.
2. Disk. Koristi se kada je potrebno postići bolje miješanje sastavnih komponenti smjese.
3. Kombinirani ekstruderi. Radni uređaj kombinira vijčane i disk dijelove mehanizma. Koristi se za izradu proizvoda koji zahtijevaju visoka točnost geometrijske dimenzije.

Korištenje otpadnih polimernih materijala kao sekundarne sirovine pomaže ne samo u smanjenju količine otpada koji se skladišti na odlagalištima, već iu značajnom smanjenju količine utrošene električne energije i naftnih derivata koji se koriste za proizvodnju polimernih proizvoda.

Za učinkovito rješenje Po ovom pitanju, nadležni trebaju informirati građane o prednostima odvojenog prikupljanja otpada i recikliranja svih vrsta kako bi se dalje proizvodili proizvodi potrebni za razne namjene, pa tako i one u kućanstvu.

Prodor polimernih materijala u razne primjene, uključujući i našu svakodnevni život, sada se u cijelom svijetu uzima zdravo za gotovo. I to usprkos činjenici da je njihov pobjednički marš započeo relativno kasno - 1950-ih, kada su njihove proizvodnje iznosile samo oko milijun tona godišnje. Međutim, s rastom proizvodnje i potrošnje plastike, problemi recikliranja rabljenih plastičnih proizvoda postupno su postajali sve akutniji i sada su postali iznimno hitni. Ovaj prikaz govori o iskustvima rješavanja ovih problema u Europi, gdje Njemačka prednjači u tom pogledu.

Zbog svojih brojnih prednosti (osobito visoke čvrstoće, kemijske otpornosti, mogućnosti oblikovanja u bilo koji oblik i bilo koju boju, male gustoće), brzo su prodrli u sva područja primjene, uključujući građevinarstvo, automobilsku industriju, zrakoplovstvo, pakiranje, kućanstvo proizvodi, igračke, medicinski i farmaceutski proizvodi.

Već 1989. godine polimerni materijali su po količini proizvodnje (mislimo na količinu, a ne na težinu) prestigli tradicionalne materijale poput čelika. Tada je njihova godišnja proizvodnja iznosila oko 100 milijuna tona.U 2002. godini proizvodnja polimernih materijala prešla je razinu od 200 milijuna tona, a sada se u cijelom svijetu godišnje proizvede gotovo 300 milijuna tona.Promatramo li pitanje iz regionalnog perspektive, zatim Tijekom proteklih desetljeća došlo je do postupnog pomicanja kapaciteta za proizvodnju polimernih materijala prema Istoku.

Kao rezultat toga, Azija je sada postala najmoćnija regija, gdje je koncentrirano 44% ukupne svjetske moći. Poliolefini, najraširenija skupina plastike, čine 56% ukupne proizvodnje; Polivinil klorid je na drugom mjestu, a slijede ga drugi tradicionalni polimeri kao što su polistiren i polietilen tereftalat (PET). Samo 15% svih proizvedenih polimera su skupi materijali za tehničke svrhe posebna područja. Prema predviđanjima europskog udruženja proizvođača polimera PlasticsEurope (Bruxelles), obujam proizvodnje polimernih materijala po stanovniku nastavit će se povećavati u budućnosti po stopi od oko 4% godišnje. Usporedno s takvim uspjehom na tržištu, porasla je količina korištenih polimernih materijala i proizvoda. Ako je u razdoblju od 1960-ih do 1980-ih. Iako industrija plastike možda još nije posvetila veliku pažnju pitanjima učinkovitog recikliranja i ponovne uporabe rabljenih proizvoda, ta su pitanja kasnije (osobito nakon stupanja na snagu njemačke regulative o ambalaži 1991.) postala važna tema. Tada je Njemačka preuzela ulogu pionira. Postala je prva zemlja u kojoj su standardi za zbrinjavanje i recikliranje polimernog otpada razvijeni i implementirani na tržište. Trenutno su se mnoge druge europske zemlje uključile u rješavanje ovog problema i razvile vrlo uspješne koncepte prikupljanja i recikliranja polimera.

Prema podacima udruge PlasticsEurope, 2011. godine u 27 zemalja EU, te Švicarskoj i Norveškoj, upotrijebljeno je oko 27 milijuna tona polimernih materijala, od čega je 40% bilo za proizvode za kratkotrajnu upotrebu, a 60% za proizvode za dugotrajnu upotrebu. . Iste godine prikupljeno je oko 25 milijuna tona iskorištenih polimernih materijala. Od toga je 40% odloženo, a 60% poslano na recikliranje. Više od 60% polimernog otpada dolazi iz sustava prikupljanja otpadne ambalaže. U manjim količinama, post-potrošni polimerni proizvodi dolazili su iz građevinskog, automobilskog i elektroničkog sektora.

Uzorni sustavi prikupljanja otpada postoje u devet europskih zemalja - Švicarskoj, Njemačkoj, Austriji, Belgiji, Švedskoj, Danskoj, Norveškoj, Nizozemskoj i Luksemburgu (navedeno silaznim redoslijedom). Udio prikupljenih rabljenih polimernih proizvoda u tim zemljama kreće se od 92 do 99%. Osim toga, šest od devet navedenih zemalja pruža najviše visoka razina recikliranje ovog otpada u Europi: po ovom pokazatelju (od 26% do 35% volumena prikupljenog otpada) Norveška, Švedska, Njemačka, Nizozemska, Belgija i Austrija daleko su ispred ostalih zemalja. Preostala količina prikupljenog otpada podvrgava se energetskom recikliranju.

Ne može a da ne veseli činjenica da je u proteklih pet godina značajno povećana ne samo količina prikupljenog otpada, već i udio recikliranog otpada. Zahvaljujući tome smanjena je količina otpada koji se odlaže. Unatoč tome, sektor recikliranja polimernih materijala još uvijek ima ogroman potencijal daljnji razvoj. U velikoj mjeri to se odnosi na zemlje s niskom razinom recikliranja.

Stručnjaci kritički razmatraju mogućnosti energetskog recikliranja polimernih materijala, odnosno njihovo izgaranje, što mnogi smatraju primjerenim načinom recikliranja. U Njemačkoj, 95% svih spalionica recikliraju otpad i stoga su odobrene za oporabu energije. Ocjenjujući ovakvu situaciju, Michael Scriba, komercijalni direktor mtm plastics (Nidergebra), tvrtke specijalizirane za preradu polimernih materijala, napominje da je s ekološkog stajališta energetsko recikliranje otpada nedvojbeno lošije od materijalnog.

U industriji plastike, recikliranje košta posljednjih godina postala važan gospodarski sektor. Drugo važno pitanje koje koči razvoj sektora recikliranja u Europi je izvoz polimernog otpada, uglavnom u Daleki istok. Iz tog razloga, u Europi ostaje relativno mala količina otpada koji se može razumno reciklirati; To pridonosi značajnom povećanju konkurencije i većim troškovima.

Snažna industrija koju podržavaju udruge i tvrtke

Od 1990-ih. kao pokretači intenziviranja recikliranja plastični otpad U Njemačkoj se javilo nekoliko tvrtki i udruga koje su svoje aktivnosti posvetile upravo ovim problemima i trenutno su aktivne na europskoj razini.

Prije svega, riječ je o tvrtki Der Gruene Punkt – Duales System Deutschland GmbH (DSD) (Köln) koja je osnovana 1990. godine kao prvi dualni sustav, a danas je lider u ponudi sustava povrata otpada. To uključuje, uz kućno prikupljanje i recikliranje komercijalne ambalaže, ekološki prihvatljivo i isplativo recikliranje plastičnih dijelova električnih uređaja i elektroničke opreme, kao i transportne ambalaže, odvoz otpada iz poduzeća i organizacija te čišćenje rabljene ambalaže.

Godine 1992. u Wiesbadenu je osnovana tvrtka RIGK GmbH, koja kao certificirana specijalizirana tvrtka za servisiranje poduzeća (punionica, distribucija, trgovina i uvoz) koja su vlasnici robnih marki, iz svojih njemačkih skladišta preuzima rabljenu i ocarinjenu ambalažu. ova pakiranja za recikliranje.

Važan igrač na tržištu je i tvrtka BKV, koja je osnovana 1993. godine s ciljem osiguranja zajamčenog recikliranja polimerne ambalaže prikupljene dualnim sustavima. Trenutno BKV služi kao neka vrsta bazne platforme za recikliranje polimernih materijala, baveći se najznačajnijim i gorućim problemima u ovom području.

Godine 1993. osnovana je još jedna važna udruga - Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e. V. (bvse) (Bonn), čije se podrijetlo veže uz udrugu Altpapierverband e. V. U sektoru polimernih materijala njemačkim tvrtkama pruža stručnu i politički uvjetovanu pomoć u prikupljanju i recikliranju polimernog otpada. Uz tvrtku BKV, koja je dio udruge GKV Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e.V. (Bad Homburg), postoje i druga udruženja i organizacije koje se bave recikliranjem polimernih materijala. To uključuje, između ostalog, tvrtku tecpol Technologieentwicklungs GmbH, koja je specijalizirana za ekološki učinkovito recikliranje plastičnog otpada, te specijaliziranu grupu za spajanje i recikliranje u TecPart e. V., koja je bazna udruga udruge GKV. Godine 2002. vodeći njemački proizvođači plastičnih profila ujedinili su se u inicijativnu grupu Rewindo Fenster-RecyclingService GmbH (Bonn). Glavni cilj je bio povećati udio demontiranih polimernih prozora, vrata i roleta koji se recikliraju (vidi fotografiju u naslovu članka), što bi pridonijelo povećanju stabilnosti i stupnja odgovornosti pri izvođenju ekonomska aktivnost.

Podrazumijeva se da su se u rješavanje problema uključila velika udruženja industrije reciklaže plastike, koja imaju svoje radne grupe za reciklažu plastike i koja su se desetljećima uspješno dokazala u praksi, poput PlasticsEurope i IK Industrieverband Kunststoffverpackungen e. V. (Frankfurt).

Uspješne dokazane tehnologije recikliranja

Precizne informacije o recikliranju plastike u Njemačkoj daju rezultati analiza, koji se objavljuju svake dvije godine u ime tvrtki i udruženja članica VDMA - BKV, PlasticsEurope Deutschland e. V., bvse, Fachverband Kunststoff und Gummimaschinen, kao i sindikat IK. Prema tim podacima, u Njemačkoj je 2011. godine nastalo oko 5 milijuna tona plastičnog otpada, najviše većina(82%) od čega je potrošački otpad. Od preostalih 18%, što predstavlja industrijski otpad, udio materijala koji se može reciklirati može doseći 90%. Kao što je već provjereno u praksi, sortirani industrijski otpad može se uspješno podvrgnuti recikliranju u pogonima izravno u poduzećima u kojima je nastao (slika 1).

U slučaju potrošačkog otpada, udio materijalne (dakle, bez spaljivanja i odlaganja) reciklaže je samo 30-35%. U ovom području također postoje već praktične metode recikliranja otpada razvrstanog po vrsti. Primjeri uključuju iskustvo u preradi polivinil klorida (PVC) i PET. Kao rezultat svog 10-godišnjeg djelovanja Rewindo je vlastitom tehnologijom recikliranja rabljenih PVC prozora i vrata stekao snažnu poziciju na tržištu.

Posljednjih godina količina recikliranog PVC-a proizvedenog od prikupljenih rabljenih proizvoda od strane tvrtki specijaliziranih za ovo područje Toensmeier Kunststoffe GmbH & Co. KG (Hechter) i Veka Umwelttechnik GmbH (Herselberg-Hainich) zadržala se na razini od oko 22 tisuće tona s trendom rasta.

PET boce se također prikupljaju i recikliraju nakon pravilnog sortiranja. Raspon novih proizvoda izrađenih od recikliranih materijala kreće se od vlakana i filmova do novih boca. Razne tvrtke, poput austrijskih tvrtki Erema GmbH (Ansfelden), Starlinger & Co. GmbH (Beč) i NGR GmbH (Feldkirchen) kreirali su posebne proizvodne linije za recikliranje PET-a. Nedavno je Europska agencija za sigurnost hrane EFSA objavila pozitivno mišljenje o tehnologiji recoSTAR PET iV+ za proizvodnju recikliranog PET-a prikladnog za pakiranje hrane (razvijen u Starlingeru).

Mišljenje EFSA-e služi kao osnova za certifikaciju takvih tehnologija Europska komisija i državama članicama Europske unije.

Da bi se postigao takav rezultat, zainteresirana tvrtka mora dokazati da tehnologija i oprema koju je razvila za preradu polimernog otpada smanjuje stupanj kontaminacije odgovarajućeg PM-a na razinu koja je sigurna za ljudsko zdravlje.

Standardni scenarij takozvanog “challenge-testa” za učinkovitost čišćenja recikliranog PET-a, obično dobivenog iz otpada u obliku rabljenih boca, uključuje korištenje pet kontrolnih “zagađivača” - toluen, kloroform, fenilcikloheksan, benzofenon i lindan, koji se razlikuju po kemijskom sastavu, molekularnoj težini i, prema tome, sposobnosti migracije. Sama ispitivanja provode se u nekoliko faza.

Prvo se reciklirane PET pahuljice isperu, nakon čega se “kontaminiraju” kontrolnom tvari zadane koncentracije (3 ppm) i ponovno isperu. Potom se te ponovno oprane PET ljuskice testiranom tehnologijom prerađuju u PET regranulat i određuje se rezidualna koncentracija “onečišćujućeg” medija iz koje se izračunava stupanj pročišćenja recikliranog PET-a. Zaključno, oba se pokazatelja uspoređuju s najvećim dopuštenim vrijednostima za njih i donose se zaključci o učinkovitosti čišćenja.

Osim standardnih testova, Starlinger je neovisno odlučio pooštriti testni scenarij provodeći ih u takozvanim "najgorim mogućim" uvjetima za materijal (Worst-Case-Szenario), u kojima su obrađene PET pahuljice koje nisu bile oprane nakon što su bili kontaminirani modelnim okruženjima. Prethodno, prije svake vrste testa - kako bi se osigurala čistoća eksperimenta i stabilni uvjeti za njegovo provođenje - 80-100 kg prozirnog čistog PET-a obrađeno je na recoSTAR PET 165 iV+ instalaciji (slika 2) kako bi se očistili radni dijelovi. instalacije od ostataka prethodne šarže materijala. Testirane PET pahuljice bile su plavo obojene; stoga je izlaz iz iste instalacije PET regranulata samo plave boje posvjedočio je da tijekom procesa prerade nije bilo miješanja s čistim PET-om te je održan princip FIFO (prvi ušao, prvi izašao). Rezultati ispitivanja korištenjem standardnog scenarija pokazali su da proces recoSTAR PET iV čisti rPET toliko učinkovito da je znatno iznad EFSA praga (vidi tablicu). Čak i u slučaju lindana (nehlapljive nepolarne tvari), stopa pročišćavanja bila je veća od 99,9%, iako je granična vrijednost 89,67%. Gotovo iste rezultate pokazala su i ispitivanja provedena po „stroženom“ scenariju, s izuzetkom benzofenona i lindana. Ali čak iu tim slučajevima, stupanj pročišćavanja PET-a zadovoljio je zahtjeve EFSA-e. Skraćeno ime tvrtke NGR označava prilično ambiciozno - kao “Next Generation Recycling Maschinen”. A postavši 100% vlasnik BRITAS Recycling Anlagen GmbH (Hanau, Njemačka) u svibnju ove godine, NGR je značajno ojačao svoju poziciju na europskom i drugim regionalnim tržištima svijeta. Činjenica je da je BRITAS poznat kao razvijač i proizvođač filtarskih sustava za taline jako onečišćenih polimernih materijala, uključujući potrošnu ambalažu (slika 3).

Zauzvrat, NGR razvija i proizvodi opremu za recikliranje industrijskog i potrošačkog polimernog otpada, imajući veliko tržište za svoje proizvode.

Obje inženjerske tvrtke uvjerene su u pozitivan sinergijski učinak spajanja. Gneuss Kunststofftechnik GmbH (Bad Oeynhausen) stigao je na tržište veliki uspjeh zahvaljujući svom MRS ekstruderu (fotografija 4), čiju je upotrebu odobrila čak i FDA (Food and Drug Administration) – američko Ministarstvo trgovine za hranu, lijekove i kozmetiku. Osim toga, proizvođači strojeva nude različite sustave za sušenje, kao što je infracrvena rotacijska cijev tvrtke Kreyenborg Plant Technology GmbH (Senden), kao i posebne sustave filtracije za tehnologije recikliranja ili kristalizacije PET-a, poput procesa Crystall-Cut tvrtke Automatik Plastics Machinery ( Senden).Grossheim). Sustavi zatvorene petlje kao što je PETcycle sustav uspješno su korišteni za izradu novih boca od rabljenih boca.

Rezimirajući sve navedeno, može se konstatirati da je sustav recikliranja PET-a s godišnjim volumenom od oko milijun tona uspješno implementiran u Europi. Slično je iu području prerade razvrstanog poliolefinskog otpada, čije se razvrstavanje odvija bez posebnih komplikacija odgovarajućim tehnologijama odvajanja. Samo u Njemačkoj postoji deset velikih i mnogo malih tvornica za pripremu specijaliziranih za proizvodnju recikliranog granulata pogodnog za injekcijsko prešanje iz kućnog i industrijskog poliolefinskog otpada. Ovaj granulat se dalje može koristiti za proizvodnju paleta, kada, kanti, cijevi i drugih vrsta proizvoda (slika 5).

Izazovi recikliranja

Dodatni izazovi za recikliranje dolaze od polimernih proizvoda izrađenih od nekoliko različitih materijala koji se ne mogu odvojiti jedan od drugog uz razumnu cijenu, kao i polimerne ambalaže koja se ne može u potpunosti isprazniti. Otpad u obliku rabljene potrošačke folije također je problematičan za recikliranje zbog značajne površinske kontaminacije, što zahtijeva značajne troškove obrade.

Prema Scribeu, iako postoje iskusni stručnjaci za recikliranje na ovom području, nema pravih tržišta od europskog značaja. Dodatne komplikacije nastaju i pri rukovanju velikom raznolikošću proizvedenih PET boca koje nisu namijenjene za piće; to znatno ograničava obujam njihovog recikliranja. Do danas je otpad iz automobilske i elektroničke industrije bilo teško reciklirati.

U takvim problematičnim slučajevima prerađivači i proizvođači strojeva zahtijevaju posebna tehnička rješenja (slika 6). Konkretno, jedno takvo rješenje u vezi s recikliranjem otpadne folije koju isporučuje DSD nedavno je pružio Herbold Meckesheim GmbH tvrtki za gospodarenje otpadom WRZ-Hoerger GmbH & Co. KG (Sontheim). Proizvodno postrojenje po principu "ključ u ruke", koje se sastoji od sustava za odvajanje stranih tvari, stupnja za mokro mljevenje i uređaja za zbijanje, omogućuje preradu 7 tisuća tona otpada godišnje u rasuti aglomerat visoke nasipne gustoće pogodan za proizvodnju proizvoda tehnologijom injekcijskog prešanja (slika 7).

Općenito, opskrbni program tvrtke Herbold Meckesheim, poznate i na ruskom tržištu, uključuje raznovrsnu opremu za preradu jako kontaminiranog i miješanog otpada, kako krutog tako i mekog plastičnog otpada koji se teško reciklira - postrojenja za pranje i sušare, sjeckalice, aglomeratori, mlinovi za fino mljevenje.

Glavni navedeni prioriteti u razvoju opreme su njena kompaktnost, povećana produktivnost i energetska učinkovitost. Na izložbi K-2013 tvrtka će pokazati niz novih proizvoda, uključujući:

Nova mehanička sušara model HVT s vertikalnim rotorom, koja štedi proizvodni prostor, jednostavna za održavanje i značajno manje energije pri sušenju PET pahuljica (slika 8);
model drobilice SML SB s prisilnim pužnim unosom otpada u jedinicu za rezanje, što omogućuje zbijanje dostavljenog materijala i time povećanje produktivnosti obrade (slika 1);
stroj za mljevenje krupnog krutog otpada u obliku npr. ploča ili cijevi koji se smatraju najtežim objektima za obradu. Posebno za preradu miješanih frakcija, Erema zajedno s Coperion GmbH & Co. KG (Stuttgart) je razvio kombinirano postrojenje Corema za recikliranje i spajanje otpada (slika 9). Karakteristična značajka ove biljke je njezina prikladnost za obradu širokog spektra materijala. Prema komercijalni direktor Erema tvrtka Manfred Hackl), ovdje govorimo o optimalnom rješenju za preradu ekonomski generiranog miješanog otpada, posebno za proizvodnju spoja koji sadrži 20% talka iz otpadnog polipropilenskog netkanog materijala, ili za preradu otpad u obliku mješavine PE i PET s dodacima. Još jedan uspješan primjer udruživanja više partnera u rješavanju problema recikliranja je proizvodna linija za recikliranje rabljenih poljoprivrednih folija, čija je reciklaža zbog tankosti, mekoće i onečišćenja teška i skupa. Problem je riješen kombinacijom u jednoj liniji posebno optimiziranog mlina modela Power Universo 2800 (proizvođača Lindner reSource) i ekstruzijskog postrojenja za reciklažu polimernih materijala model 1716 TVEplus proizvođača Erema), čime je omogućeno dobivanje visokokvalitetnog regranulata.

Opremu koja je univerzalna po obliku otpada koji se prerađuje u regranulat (filmovi, vlakna, ljuskice PET boca, otpaci od pjenastih polimernih materijala) nudi austrijska tvrtka ARTEC Machinery. Poticaj za daljnji razvoj i širenje proizvodnih mogućnosti bio je stopostotni ulazak 2010. godine u „obiteljsku“ grupaciju GAW Technology, čiji je član i ECON, nadopunjujući program nabave odgovarajućim ekstruzijskim linijama za preradu drobljenog otpada u regranulat. Zahvaljujući dizajnu i tehnološkoj modernizaciji proizvedene opreme tijekom godina, bilo je moguće povećati njezinu produktivnost u prosjeku za 25%. Modularni princip koji ARTEC ispovijeda pri projektiranju svojih instalacija omogućuje, kao iz kockica, sklapanje i ugradnju opreme za određenu primjenu, koja se trenutno proizvodi s kapacitetom od 150 do 1600 kg na sat (slika 2).

Specifično postrojenje za ekstruziju s ekstruderom tipa MRS (vidi sliku 4), namijenjeno preradi usitnjenog otpada od poliamida PA11, Gneuss je isporučio i britanskoj tvrtki K2 Polymer.

Izvorni materijal dobiva se drobljenjem dubokomorskih naftovoda, koji postaju nepotrebni nakon što izvor nafte presuši i moraju se obnoviti na kopnu.

MRS (Multi Rotation System) ekstruder omogućava, bez upotrebe kemijskog čišćenja, jednostupanjsko pročišćavanje i preradu ovih visokokvalitetnih, ali visoko kontaminiranih polimernih otpadaka zbog dugogodišnjeg kontakta s uljem. Ovaj bi se popis mogao nadopuniti mnogim drugim primjerima. Zaključno, sektor recikliranja je posljednjih godina postao važno područje gospodarske aktivnosti. Iako su mnoge tehnologije već uspješno testirane u praksi, ostaje veliki potencijal za daljnji razvoj u području recikliranja. Rješavanje postojećih problema mora započeti razvojem i proizvodnjom polimernih proizvoda koji se mogu što više reciklirati.

Određene mogućnosti za napredak ostaju iu razvoju optimiziranih tehnoloških rješenja i izradi odgovarajuće opreme za obradu složenog otpada.

U određenoj mjeri napredak u ovom području može biti olakšan i političkim mjerama koje bi trebale osigurati širu primjenu optimalnih koncepata prikupljanja i recikliranja otpada u svakoj zemlji.

Nova i provjerena rješenja u području recikliranja polimernih materijala bit će naširoko predstavljena od 16. do 23. listopada 2013. na međunarodnoj izložbi “K” u Dusseldorfu.

Priredio dr.sc. V. N. Mymrin
korištenjem press materijala izložbene tvrtke Messe Duesseldorf
Recikliranje plastike u Europi:
Nova i provjerena rješenja Prodor plastike u razne vrste
aplikacije, uključujući naše svakodnevne živote, sada se u cijelom svijetu smatraju uobičajenim. I to
unatoč činjenici da je njihov pobjednički niz započeo relativno kasno – prije 60 godina, kada su izašli
iznosio je samo oko 1 milijun tona godišnje.

Međutim, s rastom proizvodnje i potrošnje plastike postupno se zaoštrava
i sada je postalo kritičan problem zbrinjavanja rabljenih plastičnih proizvoda. Iako mnogi
procesi su već uspostavljeni, recikliranje još uvijek ima mnogo potencijala za
poboljšanje. Prvi korak mogao bi biti dizajn plastičnih predmeta koji se mogu reciklirati i koje bi trebalo ispitati
usko s pogledom na kasnije r pokrivanje. Prikladni procesi recikliranja i strojna rješenja za
obrada problematičnog otpada nudi dosta prostora za daljnji razvoj. Ovaj
Pregled govori o iskustvima rješavanja ovih problema u Europi, gdje je vodeći u tome
respekt je Njemačka.

Termoplastika je plastika koja se, nakon što se ulije u proizvod, može reciklirati. Mogu više puta omekšati kada se zagriju i stvrdnuti kada se ohlade bez gubitka svojih svojstava. Upravo zbog toga ogromno zanimanje do recikliranja termoplastičnog otpada - kako kućnog tako i industrijskog.

Sastav čvrstog komunalnog otpada (MSW) u glavnom gradu značajno se razlikuje od ruskog prosjeka. Svake godine u Moskvi nastane oko 110 tisuća tona krutog kućnog otpada. Od toga je 8-10% polimer, au komercijalnom otpadu velikih poduzeća ta brojka doseže 25%.

U strukturi krutog otpada posebno treba istaknuti plastične boce. Godišnje ih se samo u Moskvi baci oko 50 tisuća tona Prema rezultatima Međunarodnog znanstveno-praktični skup“Ambalaža i okoliš”, 30% cjelokupnog polimernog otpada čine boce od polietilena i polivinil klorida. Međutim, trenutno se, prema državnom jedinstvenom poduzeću Promotkhody, godišnje u Moskvi i regiji ne preradi više od 9 tisuća tona polimernog otpada odvojenog od krutog otpada. A polovica ih je u moskovskoj regiji. Koji su razlozi za tako malo recikliranja termoplastičnog otpada?

Organiziranje zbirke

Danas se koristi nekoliko kanala za prikupljanje plastičnog otpada.

Prvi i glavni je skupljanje i odvoz otpada iz velikih trgovačkih kompleksa. Ove sirovine su pretežno rabljena ambalaža i smatraju se “najčišćima” i najprikladnijima za daljnju upotrebu.

Drugi način je selektivno odvoz smeća. Na jugozapadu Moskve gradska uprava, zajedno s državnim unitarnim poduzećem Promothody, provodi takav eksperiment. U dvorištima nekoliko stambenih zgrada postavljeni su posebni njemački euro kontejneri. Poklopci spremnika s rupama: okrugli - za PET boce, veliki prorez - za papir. Kontejneri su zaključani i pod stalnim nadzorom. U dvije godine prikupljeno je 12 tona plastičnih boca. Danas projekt uključuje samo 19 stambenih zgrada. Prema mišljenju stručnjaka, kada se pokriva područje s više od milijun stanovnika, prednosti takvog sustava postaju očite.

Treća opcija je razvrstavanje krutog otpada u specijaliziranim poduzećima (eksperimentalni centar za razvrstavanje industrijskog otpada "Kotlyakovo", privatno poduzeće MSK-1, drugi kompleksi za razvrstavanje otpada). Još uvijek je prilično teško točno odrediti količinu razvrstanog otpada, ali je udio ovog izvora sekundarne sirovine već primjetan. Neki komercijalne organizacije pod kontrolom općinskih vlasti organiziraju vlastita sabirna mjesta za sekundarne sirovine (uključujući polimerni otpad) od stanovništva. Tu se obično odvija primarno sortiranje i prešanje. Međutim, u gradu je vrlo malo takvih točaka.

Značajan udio sekundarnih sirovina koje se koriste za preradu skuplja se ilegalno na odlagalištima. To rade privatne tvrtke, a ponekad i same uprave odlagališta. Sakupljeni i sortirani materijali prodaju se preprodavačima ili izravno proizvođačima.

Pri preradi termoplasta vrlo je važna ujednačenost upotrijebljenih polimera, stupanj kontaminacije, boja i vrsta (film, boce, otpad), te oblik isporučenog otpada (stisnuti, ambalaža itd.). Ovisno o ovim i nizu drugih parametara, stupanj prikladnosti pojedine serije za daljnju preradu (i, posljedično, njezina tržišna vrijednost) može značajno varirati. Najskuplji je stari papir.

Razvrstavanje, drobljenje i sabijanje mogu obavljati brojni posrednici, kompleksi za sortiranje otpada, sami prerađivači i strukture Državnog jedinstvenog poduzeća "Industrijski otpad".

U većini slučajeva koristi se ručno sortiranje, jer je odgovarajuća oprema skupa i nije uvijek učinkovita.

Obrada polimera

Prikupljeni i razvrstani otpad može se preraditi u sekundarni granulat ili izravno koristiti za proizvodnju novih proizvoda (kupovne vrećice i ambalaža, jednokratno posuđe, kutije za video kasete, seoski namještaj, polimerne cijevi, drvno-polimerne ploče i dr.).

Samo NII PM OJSC bavi se preradom polimernog kućnog otpada u industrijskim razmjerima u Moskvi (proizvodnja proizvoda za potrebe komunalnog gospodarstva kao dio programa odvojenog prikupljanja otpada u Jugozapadnom autonomnom okrugu i po nalogu ured glavnog gradonačelnika). Državno jedinstveno poduzeće "Promotkhody" vrši drobljenje, pranje i sušenje, a zatim se pahuljice po cijeni od 400 USD po toni prevoze na daljnju obradu u Istraživački institut PM.

Ostali prerađivači sekundarnih sirovina su ili premali (kapacitet do 20 tona mjesečno) ili se pod krinkom prerade bave usitnjavanjem i daljnjom preprodajom, au najboljem slučaju svojim proizvodima dodaju usitnjene sirovine. U Moskvi se gotovo nitko ne bavi velikom proizvodnjom sekundarnog granulata i aglomerata.

Prema drugim informacijama (N.M. Chalaya, NPO "Plastik"), mnoge male tvrtke bave se preradom polimera sadržanih u moskovskom otpadu, kojima ta djelatnost nije glavna djelatnost. Nastoje ga ne reklamirati, jer je općeprihvaćeno da korištenje materijala koji se mogu reciklirati u proizvodnji proizvoda pogoršava njegovu kvalitetu.

Tipična tvrtka za ovo tržište je proizvodna zadruga Vtorpolymer, koja radi izravno s gradskim odlagalištem otpada. Beskućnici koji žive na odlagalištu tamo skupljaju svu plastiku: boce, igračke, razbijene kante, filmove itd. Uz određenu naknadu, "proizvod" se predaje posrednicima, a oni ga dostavljaju Vtorpolymeru. Ovdje se dotrajale stvari peru i šalju na recikliranje. Razvrstavaju se po bojama, usitnjavaju i dodaju u plastiku od koje se izrađuju instalacijske cijevi (kod gradnje novih kuća koriste se za izolaciju električnih instalacija). Nabavna cijena prljavog plastičnog otpada je 1 tisuću rubalja. po toni, čisto - 1,5 000. Manje serije se prihvaćaju po cijenama od 1 i 1,5 rubalja. po kg odnosno.

Razvrstavanje polimernog otpada vrši se ručno. Glavni kriterij odabira je izgled proizvode ili odgovarajuće oznake. Bez oznaka, ambalaža od polistirena, polivinil klorida ili polipropilena ne može se vizualno razlikovati. Boce se najčešće smatraju PET-om, filmom - polietilenom (specifična vrsta PE obično nije određena), iako se može pokazati da je PP ili PVC. Linoleum je uglavnom PVC, pjenasti polistiren (pjena) se lako prepoznaje vizualno, najlonska vlakna i tehnički proizvodi (kalemi, čahure) obično su izrađeni od poliamida. Vjerojatnost podudaranja s ovim sortiranjem je oko 80%.

Analiza aktivnosti tvrtki koje posluju na tržištu sekundarnih materijala omogućuje nam da izvučemo sljedeće zaključke:

1) cijene recikliranih materijala na tržištu određene su stupnjem njihove pripremljenosti za preradu. Ako uzmemo trošak primarnog polietilenskog granulata niske gustoće kao 100%, tada se cijena čistog usitnjenog polietilenskog filma pripremljenog za preradu kreće od 8 do 13% troška primarnog polimera. Cijena polietilenskog aglomerata je od 20 do 30% cijene primarnog polimera;

2) cijena većine granuliranih sekundarnih polimera, u prosjeku po sastavu, kreće se od 45 do 70% cijene primarnih polimera;

3) cijena sekundarnih polimera jako ovisi o njihovoj boji, odnosno o kvaliteti prethodnog razvrstavanja polimernog otpada po boji. Razlika u cijeni sekundarnih polimera čistih i mješovitih boja može doseći 10-20%;

4) cijene proizvoda od primarnih i sekundarnih polimera su u pravilu gotovo iste, što korištenje sekundarnih polimera u proizvodnji čini izuzetno isplativim.

U prosjeku, cijena polimernog otpada odvojenog od krutog otpada, ovisno o stupnju pripremljenosti, šarži i vrsti, kreće se od 1 do 8 rubalja/kg. Otkupne cijene od prerađivača ovisno o šarži i stupnju kontaminacije prikazane su u tablici 1.

Cijena čistog komunalnog otpada obično je jednaka cijeni industrijskog i komercijalnog otpada.

Tržišna cijena otkupa od strane prerađivača polimernog otpada iz krutog otpada sastoji se od cijene otkupa od strane posrednika od stanovništva (cca 25% troška), naknade za formiranje velikih serija otpada, razvrstavanje, prešanje pa čak i pranje za najskuplje (čiste) sirovine.

Cijene za proizvode kao što su aglomerat i granulat u prosjeku su 12-24 rubalja / kg (poliamid je skuplji od ostalih - 35-50 rubalja / kg, PET - od 20 rubalja / kg). Daljnja obrada povećava dodanu vrijednost ovisno o vrsti proizvoda za 30-200 %.

Investicijska atraktivnost

Prema većini stručnjaka, ulaganje u preradu polimernog otpada je isplativo, ali samo ako je podržano potporom države i zakonodavni okvir, usmjerena na interese prerađivača sekundarnih sirovina.

Danas se moskovsko tržište sastoji od 20-30 malih tvrtki koje se bave preradom polimernog otpada, uglavnom industrijskog podrijetla. Tržište u cjelini karakteriziraju neformalne veze između prerađivača i dobavljača, veliki udio tvrtki kojima je ovaj posao sporedni posao, kao i niske količine prerade (12-17 tisuća tona godišnje). Može se pretpostaviti da će se količina ponude povećati ako postoji stabilna potražnja za takvim otpadom od strane prerađivača.

Treba napomenuti da količina polimernog otpada koja se danas stvarno reciklira čini vrlo mali dio gradskog krutog otpada. I to unatoč činjenici da je potražnja za polimerima i proizvodima od njih u stalnom porastu, a problem zbrinjavanja otpada sve više zabrinjava gradske vlasti.

Ograničavajući faktor u izgradnji novih prerađivačkih postrojenja je nerazvijenost sustava prikupljanja otpada i nedostatak ozbiljnih dobavljača. Koincidencija interesa privatnog biznisa i države na ovom području neminovno bi trebala dovesti do donošenja zakona koji idu u susret interesima reciklera.

Sadašnjost i budućnost

1. Godišnji obujam prerade PET-a u glavnom gradu je 4-5 tisuća tona godišnje. Planovi moskovskih vlasti uključuju organizaciju sustava do 2003. godine selektivno prikupljanje PET spremnici i stvaranje dvaju proizvodnih kompleksa za njegovu preradu kapaciteta 3 tisuće tona godišnje. Trenutno se dovršava izgradnja dvaju privatnih pogona za preradu PET-a ukupnog kapaciteta šest tisuća tona godišnje.

U nadolazećim mjesecima bi moskovska vlada trebala usvojiti propise koji reguliraju aktivnosti prerađivača polimera (njihov točan sadržaj još nije poznat). Postojeći kapaciteti i kapaciteti u izgradnji dostatni su za potrebe tržišta. Razmatra se mogućnost državne potpore za projekte Državnog jedinstvenog poduzeća "Promotkhody" i tvrtke "Inteko" (potencijalni kapacitet prerade - 7-8 tisuća tona godišnje).

2. Volumen recikliranja PP-a u Moskvi je 4-5 tisuća tona godišnje, iako se oko 50-60 tisuća tona godišnje baci u grad - uglavnom film i velike vreće. Nakon prerade PP se u obliku granula dodaje primarnim sirovinama ili se u cijelosti koristi za izradu plastičnog posuđa, vrećica za kupnju i sl.).

Nepostojanje velikih projekata recikliranja ovog polimera (kao što je slučaj s PET-om) otvara široke mogućnosti ulaganja. Najprofitabilnija u ovoj fazi je prerada reciklabilnih materijala u granulat, budući da je u području proizvodnje robe široke potrošnje konkurencija znatno veća.

3. Volumen prerade PE je također 4-5 tisuća tona godišnje. Glavna vrsta sirovine je film, uključujući film za poljoprivredu. Ukupno se godišnje u gradu izbaci oko 60-70 tisuća tona polietilenskog otpada. Poduzeća koja prerađuju PE također se u pravilu bave i PP-om. Jedan od velike tvrtke, kroz koji prolazi oko 2,5 tisuća tona godišnje - “Plastpoliten”.

PE karakterizira visoka otpornost na onečišćenje. Međutim, postojeća zabrana korištenja recikliranih polimernih sirovina u proizvodnji ambalaže za hranu ograničava mogućnost prodaje.

Stoga se danas najracionalnijom opcijom čini izgradnja industrijskog kompleksa za preradu otpadnog polietilena, polipropilena i PET-a u granulat.

Ova proizvodnja mora uključivati:

a) sortiranje (zahtijeva posebnu obuku osoblja kako bi se smanjio udio druge vrste polimera, što je vrlo važno za kvalitetu proizvoda);

b) pranje (najveće potencijalne količine sirovina obično se ne sortiraju i ne peru);

c) sušenje, drobljenje, aglomeracija.

Ekonomski je najisplativije locirati ovaj kompleks u blizini Moskve, jer su cijene struje, vode, najma zemljišta i industrijskog prostora tamo znatno niže nego u glavnom gradu (vidi tablicu 2).

Za učinkovito funkcioniranje takve proizvodnje potrebna je potpora države. Možda bi imalo smisla djelomično revidirati postojeće sanitarne standarde za obradu krutog otpada, kao i obvezati proizvođače polimernih proizvoda da daju doprinose za obradu polimernog otpada. Osim toga, treba poduzeti sveobuhvatne mjere na razini moskovske vlade i pojedinačnih stambenih i komunalnih službi usmjerenih na razvoj sustava selektivnog prikupljanja i stvaranje mreže sabirnih točaka za materijale koji se mogu reciklirati.

Povećan interes države za zbrinjavanje otpada već se očituje u proračunu: od 2002. do 2010. godine. U te svrhe planira se potrošiti 519,2 milijuna rubalja. iz federalnog proračuna. Očekuje se da će proračuni federalnih subjekata biti raspoređeni do 2010. godine. 11,4 milijarde rubalja. za provedbu programa “Diverzije”.

Godine 2001. Moskva je potrošila na sigurnost okoliš 3,1 milijarde rubalja Do danas su troškovi već provedenih projekata za preradu kućnog otpada 115,5 milijuna rubalja.

Andrej Golinej,

Uvod

Recikliranje homogenih polimera je relativno jednostavan zadatak ako je njihova struktura očuvana i nije došlo do značajnog uništenja ni tijekom proizvodnje ni tijekom primarne uporabe (vidi, na primjer,). Naravno, proces destrukcije, koji može rezultirati strukturnim i morfološkim promjenama uzrokovanim smanjenjem molekularne težine, stvaranjem grana, dr. kemijske skupine itd., dovodi do značajnog pogoršanja svih fizičkih svojstava. Dok se reciklirani materijali koji zadržavaju svoja svojstva mogu koristiti u istim primjenama kao i čisti polimeri, reciklirani materijali sa smanjenim svojstvima mogu se koristiti samo u određenim primjenama. Stoga je kod mehaničkog recikliranja homogenih polimera izazov izbjeći daljnju destrukciju tijekom tehnološkog procesa, odnosno izbjeći pogoršanje svojstava konačnog materijala. To se može postići pravi izbor oprema za obradu, uvjeti obrade (vidi poglavlja 4 i 8) i uvođenje stabilizatora (vidi poglavlja 3 i 7).

U ovom poglavlju ćemo razmotriti odnos svojstava homogenih polimera s uvjetima njihove obrade (redoslijedom kojim se svojstva polimera mijenjaju s povećanjem broja koraka obrade), kao i s vrstom strojeva koji se koriste; Osim toga, proučavamo ovisnost svojstava o početnoj strukturi.

Recikliranje poliolefina i polivinil klorida

Uvod

Mehaničko recikliranje poliolefina predstavlja vrlo važno područje reciklažne industrije. Naravno, glavni udio ovdje dolazi od sirovih poliolefina te se sukladno tome proizvodi ogroman broj poliolefinskih proizvoda, a relativna lakoća njihovog skupljanja omogućuje jednostavno i ekonomično recikliranje. Kao i kod drugih polimera, konačna svojstva i ekonomska vrijednost poliolefina ovise o stupnju razgradnje tijekom primarne uporabe i o uvjetima recikliranja. Osim toga, kemijska struktura poliolefina vrlo je važna u određivanju svojstava recikliranog polimera.

Polietileni

Različiti strukturni tipovi komercijalnih polietilena (PE) uvelike utječu na ponašanje ovih materijala pri recikliranju. Naravno, grananje (kratko ili dugi lanci) utječe na kinetiku razaranja, a potom i na konačna svojstva recikliranog materijala koji je prošao kroz više faza obrade. Ovo ponašanje ima posebno značenje za one plastične mase koje su podložne ne samo termomehaničkim razaranjima tijekom obrade, već i drugim destruktivnim utjecajima tijekom daljnje uporabe. Fotooksidacija i druge vrste destrukcije uzrokuju različite strukturne i morfološke promjene, ovisno o strukturi PE.

Recikliranje PE-a obrađeno je u nekoliko monografija i u mnogim člancima.

Razmatrat će se odnos između svojstava/faza obrade kako na primjeru različitih vrsta komercijalnog PE-a, tako i na različitim vrstama razaranja koje materijal doživljava tijekom svoje uporabe.

Polietilen visoke gustoće

Glavni izvori oporabljenog polietilena visoke gustoće (HDPE) su spremnici za tekućine i folija za pakiranje; Osim toga, raste obujam recikliranja spremnika za automobilska goriva. U svim slučajevima, molekularna težina ovih korištenih HDPE proizvoda ostaje vrlo visoka jer je degradacija koju doživljava ova vrsta materijala u kratkotrajnoj uporabi vrlo mala. Posljednja okolnost pretpostavlja da su svojstva recikliranog materijala slična onima izvornog polimera. U tablici Slika 5.1 uspoređuje uzorke HDPE dobivene iz recikliranih boca i iz čistog polimera. Jasno se vidi da je većina nekretnina vrlo blizu. Kao što je gore navedeno, to je rezultat toga što su boce korištene kratko vrijeme i nisu bile podvrgnute značajnoj degradaciji, iako je tijekom recikliranja možda došlo do nekih strukturnih promjena; to je naznačeno ekspanzijom distribucije molekularne težine. Osim toga, modul elastičnosti i istezanje pri prekidu značajno se razlikuju, a reciklirani materijal ima nešto veću vlačnu čvrstoću.

Te razlike mogu proizaći iz suptilnih promjena u strukturi i morfologiji. Konkretno, pri obradi PE talina može doći do cijepanja lanca (sa smanjenjem molekulske težine) i grananja (povećanja molekularne težine), u pozadini čega je teško odrediti reakcije unakrsnog povezivanja iz mjerenja molekularne težine, a oni može promijeniti konačna svojstva reciklirani materijal.

Reciklirani polimeri prolaze kroz najmanje dva do tri ciklusa recikliranja, au svakom ciklusu taljenje uzrokuje dodatnu degradaciju materijala. Osim toga, porast recikliranih polimera i upotreba mješavina recikliranog i nekorištenog materijala (vidi Poglavlje 6) znači da se značajan udio reciklirane plastike uvijek iznova reciklira. To znači da se svojstva takvih opetovano recikliranih polimernih materijala stalno mijenjaju s povećanjem broja ciklusa obrade u smjeru njihovog propadanja. Na primjer, u tablici. Slika 5.2 prikazuje promjene u nekim svojstvima HDPE uzorka (kanister goriva) nakon 15 ciklusa recikliranja injekcijskim prešanjem.

Jasno se vidi da su promjene mehaničkih svojstava relativno male, iako se protok taline značajno smanjuje. Potonja se okolnost može objasniti jakom ovisnošću viskoznosti o molekulskoj težini, a to znači da se obradivost materijala značajno promijenila.

Rezultat jasno pokazuje da svojstva oporabljenog HDPE-a ne ovise samo o svojstvima recikliranih proizvoda, već i o prirodi i broju ciklusa recikliranja. Osim toga, i svojstva talina, koja određuju sposobnost obrade polimera, i svojstva čvrstog materijala pod određenim su utjecajem recikliranja

Stoga je potrebno poznavati odnos između svojstava i ciklusa recikliranja kako bi se u određenoj mjeri mogle predvidjeti vjerojatne karakteristike reciklirane plastike i stoga odrediti dostupne primjene za te materijale. Naravno, konačna svojstva neće ovisiti samo o broju ciklusa obrade, već io svojstvima oporabljenih materijala, prirodi obrade i njezinim uvjetima.

Na sl. Slika 5.1 prikazuje krivulje protoka HDPE uzorka (kanister). Podaci se odnose na uzorke koji su prošli kroz nekoliko ciklusa obrade na jednopužnom ekstruderu. Viskoznost se smanjuje s povećanjem broja ciklusa recikliranja u cijelom rasponu brzine smicanja. To znači da tijekom ponovljenih ekstruzija termomehanička naprezanja koja djeluju na talinu uzrokuju određeno razaranje polimera. Ovaj jednostavan sklop međutim, to je u suprotnosti s onim što je primijećeno za isti uzorak koji prolazi kroz ekstruder s dva puža (Sl. 5.2). U ovom slučaju, situacija je puno složenija, budući da se malo smanjenje viskoznosti događa samo pri visokim brzinama smicanja, a pri niskim brzinama učinak je obrnut.Termomehanički stres uzrokuje i cijepanje lanca i rast molekula, uglavnom zbog stvaranja dugih bočne grane i šivanje Konačna molekularna struktura ovisi o relativnom doprinosu ova dva procesa. Konkretno, povećanje temperature i vremena obrade (na jednopužnom ekstruderu) pogoduje kidanju lanca, što rezultira smanjenom viskoznošću konačne taline. Osim toga, priroda natjecanja između dva mehanizma može se promijeniti s viškom kisika tijekom obrade ili ovisno o specifičnoj molekularnoj strukturi HDPE uzorka. Na primjer, pokazalo se da visoka

sadržaj vinilnih skupina dovodi do značajnog povećanja viskoznosti taline - smanjenja molekularne težine - i dugolančanog grananja. Vlachopoulos i sur. otkrili su da cijepanje lanca dominira u kopolimerima (što je dokazano grananjem lanca), dok je unakrsno povezivanje glavni mehanizam razgradnje u homopolimerima. Povećanje tlaka ekstruzije kako se povećava broj ciklusa obrade za zadnji uzorak, a smanjenje u uzorku kopolimera, događa se zbog povećanja i smanjenja molekulske mase, što je potvrđeno ovim mehanizmima. To znači da je vrlo teško predvidjeti promjene u strukturi oporabljenog HDPE-a, a time i njegovih reoloških i mehaničkih svojstava, budući da se ovaj materijal sastoji od kopolimera i homopolimera polimera. Osim toga, homopolimeri mogu sadržavati različite brojeve vinilnih skupina. Kvaliteta ekstruzije materijala za oporabu boca testirana u istom radu doista je bila neovisna o prolazima ekstrudera, što ukazuje da oba mehanizma imaju istu ulogu i da je oporabljeni materijal, kao što je već pretpostavljeno, mješavina HDPE kopolimera i homopolimera.

Prikazani podaci pokazuju da vrsta strojeva za recikliranje i uvjeti obrade značajno, a ponekad i odlučujuće, utječu na konačna svojstva recikliranog materijala – u ovom slučaju uzorka HDPE-a. Kao primjer na Sl. Slike 5.3 i 5.4 prikazuju modul elastičnosti i istezanje pri prekidu kao funkciju broja prolaza kroz ekstruder. Mehanička svojstva dvaju uzoraka potpuno su se različito promijenila.

Krivulja modula elastičnosti raste s brojem koraka obrade, dok ponašanje istezanja pri prekidu pokazuje suprotan trend. Štoviše, krivulja modula uzorka obrađenog u jednopužnom ekstruderu viša je nego kod uzorka ekstrudiranog u dvopužnom ekstruderu, ali je njegovo istezanje pri prekidu niže. Neočekivano ponašanje ovisnosti modula o broju ciklusa obrade objašnjeno je povećanjem kristalnosti s smanjenjem molekularne težine. Isti razlog koji uzrokuje smanjenje molekularne težine uzrokuje smanjenje istezanja pri prekidu. Izraženije povećanje modula i smanjenje istezanja pri lomu uzorka obrađenog na jednopužnom ekstruderu odražava činjenicu značajnijeg razaranja taline u ovom stroju. To je uglavnom zbog duljeg vremena obrade.

Utjecaj strukture na mehanička svojstva recikliranog HDPE-a postaje jasniji ako pogledate vrijednosti otpornosti na pukotine pod vanjskim naprezanjem dane u tablici. 5.3. Podaci se odnose na uzorke homopolimera, kopolimera i nakon upotrebe nakon 0 i 4 prolaska kroz jednopužni ekstruder.

Dva početna uzorka pokazuju pogoršanje otpornosti na pukotine pod vanjskim stresom, ali pad svojstava kopolimera nakon ponovljenog recikliranja je katastrofalan. Vrijednost otpornosti na pukotine dobivenog materijala nakon četiri prolaska kroz ekstruder smanjuje se za

20%, iako se sastoji uglavnom od kopolimera. Čini se da je značajna promjena u otpornosti kopolimera na pucanje uravnotežena poboljšanjem ponašanja homopolimerne frakcije.

Prikazani podaci jasno pokazuju utjecaj strukture HDPE-a i prirode procesne opreme na konačna svojstva recikliranog polimera.

Glavna upotreba recikliranog HDPE-a je u proizvodnji spremnika za tekućine (uključujući višeslojne boce s oblogama od recikliranog HDPE-a), drenažnih cijevi, granula i filmova za vrećice i vreće za smeće.

11.08.2015 16:09

Razvrstavanje otpada

Otpad nastaje tijekom prerade polimera i proizvodnje proizvoda od njih - to je tehnološki otpad koji se djelomično vraća u proces. Ono što ostaje nakon korištenja plastičnih proizvoda - razne folije (stakleničke, građevinske i sl.), posude, kućna i velika ambalaža - je kućni i industrijski otpad.

Tehnološki otpad je u talini podvrgnut toplinskom djelovanju, a zatim tijekom drobljenja i aglomeracije - i intenzivnom mehaničkom opterećenju. U polimernoj masi intenzivno se odvijaju procesi termičke i mehaničke destrukcije s gubitkom niza fizikalno-mehaničkih svojstava i ponovljenom preradom mogu negativno utjecati na svojstva proizvoda. Dakle, pri povratku u glavni proces, kao i obično, 10-30 posto sekundarni otpad, primjetna količina materijala prolazi kroz do 5 ciklusa istiskivanja i drobljenja.

Otpad iz kućanstva i industrije ne samo da se nekoliko puta obrađuje na visokim temperaturama, već je izložen i dugotrajnom izlaganju izravnoj sunčevoj svjetlosti, kisiku i vlazi iz zraka. Filmovi staklenika također mogu doći u dodir s otrovnim kemikalijama, pesticidima i ionima željeza, koji pridonose uništavanju polimera. Kao rezultat toga, veliki broj aktivnih spojeva nakuplja se u polimernoj masi, ubrzavajući razgradnju polimernih lanaca. Pristup recikliranju takvih raznog otpada prema tome, trebao bi biti drugačiji, uzimajući u obzir povijest polimera. Ali prvo, pogledajmo načine kako smanjiti količinu proizvedenog otpada.

Smanjenje količine procesnog otpada

Količinu procesnog otpada, prvenstveno startnog, moguće je smanjiti upotrebom toplinskih stabilizatora prije zaustavljanja ekstrudera ili jedinice za injekcijsko prešanje, u obliku tzv. stop koncentrata, što mnogi zaboravljaju ili zanemaruju. Kada se oprema zaustavi zbog jednostavnog materijala u cilindru ekstrudera ili stroja za injekcijsko prešanje, sasvim je tiho dugo vremena je pod utjecajem visoka temperatura pri hlađenju, a zatim zagrijavanju cilindra. Tijekom tog vremena u cilindru se aktivno odvijaju procesi umrežavanja, razgradnje i sagorijevanja polimera, akumuliraju se proizvodi koji nakon pokretanja dugo izlaze u obliku gelova i obojenih inkluzija (spaljenih tragova). Toplinski stabilizatori sprječavaju te procese, čime se olakšava i ubrzava čišćenje opreme nakon pokretanja. Da biste to učinili, prije zaustavljanja, 1-2 posto stop koncentrata se ubrizgava u cilindar stroja na 15-45 minuta. prije zaustavljanja na stopi pomaka od 5-7 volumena cilindra.

Dodaci za preradu (ekstruziju), koji povećavaju proizvodnost procesa, također mogu smanjiti količinu otpada. Po svojoj prirodi ovi aditivi, na primjer, Dynamar iz Dyneona, Viton iz DuPonta, derivati ​​su fluorokaučuka. Slabo su kompatibilni s osnovnim polimerima i na mjestima najvećih posmičnih sila (matrice, ulivci i sl.) talože se iz taline na metalnu površinu stvarajući na njoj stjenke podmazujući sloj po kojem talina klizi tijekom kalupljenja. Korištenje aditiva za obradu u najmanjim količinama (400-600 ppm) omogućuje rješavanje brojnih tehnoloških problema - smanjenje momenta i pritiska na glavu ekstrudera, povećanje produktivnosti uz smanjenje troškova energije, uklanjanje nedostataka u izgledu i smanjenje temperature ekstruzije. polimera i sastava koji su osjetljivi na visoke temperature.temperature, povećavaju glatkoću proizvoda, proizvode tanje filmove. Kada se proizvode injekcijski prešani proizvodi velikih dimenzija ili tankih stijenki složenih oblika, upotreba aditiva može poboljšati tečljivost, ukloniti površinske nedostatke, linije zavarivanja i poboljšati izgled proizvoda. Sve to samo po sebi smanjuje stopu brakova, tj. količina otpada. Osim toga, aditiv za obradu smanjuje prianjanje naslaga ugljika na matrici, onečišćenje vrata i ima učinak pranja, tj. smanjuje broj zaustavljanja radi čišćenja opreme, što znači količinu startnog otpada.

Korištenje koncentrata za čišćenje ima dodatni učinak. Koriste se kod čišćenja opreme za odljevke i filmove za brzi prijelaz iz boje u boju bez zaustavljanja, najčešće u omjeru 1:1-1:3 s polimerom. Time se smanjuje količina otpada i vrijeme utrošeno na mijenjanje boja. Sastav koncentrata za čišćenje koje proizvode mnogi domaći (uključujući Klinol, Cleanstair iz NPF Bars-2, Lastik iz Stalker LLC) i inozemni proizvođači (na primjer, Shulman - Polyklin "), obično uključuju meka mineralna punila i aditive za deterdžent tenzida.

Smanjenje količine kućnog i industrijskog otpada.

Postoje različiti načini smanjenja količine otpada produljenjem vijeka trajanja proizvoda, prvenstveno folija, upotrebom toplinskih i svjetlostabilizirajućih aditiva. Produljenjem vijeka trajanja stakleničke folije s 1 na 3 sezone, odgovarajuće se smanjuje količina otpada za odlaganje. Da biste to učinili, dovoljno je unijeti male količine svjetlosnih stabilizatora u film, ne više od pola posto. Troškovi stabilizacije su niski, ali učinak kod recikliranja filmova je značajan.

Suprotan način je ubrzati razgradnju polimera stvaranjem foto- i biorazgradivih materijala koji se brzo razgrađuju nakon uporabe pod utjecajem sunčeve zrake i mikroorganizama. Za dobivanje fotorazgradivih filmova u polimerni lanac se uvode komonomeri s funkcionalnim skupinama koje potiču fotodestrukciju (vinil ketoni, ugljikov monoksid) ili se u polimer uvode fotokatalizatori kao aktivna punila koja potiču pucanje polimernog lanca pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Kao katalizatori koriste se ditiokarbamati, peroksidi ili oksidi prijelaznih metala (željezo, nikal, kobalt, bakar). Institut za kemiju vode Nacionalne akademije znanosti Ukrajine (V.N. Mishchenko) razvio je eksperimentalne metode za formiranje nanovelikih struktura klastera koje sadrže čestice metala i oksida na površini čestica titanijevog dioksida. Brzina razgradnje filma povećava se 10 puta - sa 100 na 8-10 sati.

Glavni pravci za dobivanje biorazgradivih polimera:

sinteza poliestera na bazi hidroksikarbonske (mliječne, maslačne) ili dikarboksilne kiseline, ali do sada su mnogo skuplji od tradicionalne plastike;

plastike na bazi ponovljivih prirodnih polimera (škroba, celuloze, kitozana, proteina), sirovinska baza takvih polimera je, moglo bi se reći, neograničena, ali tehnologija i svojstva dobivenih polimera još nisu dosegli razinu osnovnih velikih- polimeri kamenca;

davanje biorazgradivosti industrijskim polimerima (prije svega poliolefinima, kao i PET-u) miješanjem.

Prva dva područja zahtijevaju velike kapitalne izdatke za stvaranje novih proizvodnih pogona; prerada takvih polimera također će zahtijevati značajne promjene u tehnologiji. Najjednostavniji način je slaganje. Biorazgradivi polimeri se dobivaju uvođenjem biološki aktivnih punila (škrob, celuloza, drvno brašno) u matricu. Tako su 80-ih V. I. Skripachev i V. I. Kuznetsov iz ONPO Plastpolymer razvili filmove punjene škrobom s ubrzanim starenjem. Nažalost, relevantnost takvog materijala u to je vrijeme bila čisto teoretska, a čak ni sada nije široko korištena.

Recikliranje

Polimeru možete dati drugi život uz pomoć posebnih složenih koncentrata - reciklizatora. Budući da polimer prolazi toplinsku destrukciju u svakoj fazi obrade, fotooksidacijsku destrukciju tijekom rada proizvoda, mehaničku destrukciju tijekom mljevenja i aglomeracije otpada, produkti destrukcije se akumuliraju u masi materijala i sadrže veliki broj aktivnih radikala. , peroksidni i karbonilni spojevi koji potiču daljnju razgradnju i umrežavanje polimernih lanaca. Stoga u sastav takvih koncentrata ulaze primarni i sekundarni antioksidansi, toplinski i svjetlosni stabilizatori fenolnog i aminskog tipa, kao i fosfiti ili fosfoniti koji neutraliziraju aktivne radikale nakupljene u polimeru i razgrađuju peroksidne spojeve, kao i aditive za plastificiranje i spajanje. koji poboljšavaju fizikalna i mehanička svojstva svojstava sekundarnog materijala i približavaju ih više ili manje razini primarnog polimera.

Složeni aditivi tvrtke Siba. Tvrtka Siba, Švicarska, nudi obitelj kompleksnih stabilizatora za preradu različitih polimera - polietilena visoke gustoće, HDPE, PP: Recyclostab i Recyclossorb. To su tabletirane mješavine raznih foto- i toplinskih stabilizatora sa širokim rasponom temperatura taljenja (50-180°C), pogodne za uvođenje u procesnu opremu. Priroda aditiva u Recyclostabu je uobičajena za obradu polimera - fenolni stabilizatori, fosfiti i stabilizatori za obradu. Razlika je u omjeru komponenti i odabiru optimalnog sastava u skladu sa specifičnim zadatkom. "Recyclosorb" se koristi kada važna uloga stabilizacija svjetla igra ulogu, tj. Dobiveni proizvodi koriste se na otvorenom. U ovom slučaju povećava se udio svjetlosnih stabilizatora. Preporučene razine unosa tvrtke su 0,2-0,4 posto.

"Recyclostab 421" je posebno dizajniran za obradu i toplinsku stabilizaciju otpadnih LDPE filmova i smjesa s visokim udjelom LDPE.

"Recyclostab 451" namijenjen je za obradu i toplinsku stabilizaciju otpadnog PP-a i smjesa s visokim sadržajem.

Recyclostab 811 i Recyclossorb 550 koriste se za produljenje vijeka trajanja recikliranih proizvoda izloženih sunčevoj svjetlosti, stoga sadrže više svjetlosnih stabilizatora.

Stabilizatori se koriste u proizvodnji brizganih ili filmskih proizvoda od recikliranih polimera: kutije, palete, spremnici, cijevi, filmovi za nekritične svrhe. Proizvode se u obliku granulata, bez prašenja, bez polimerne baze, prešanih granula s granicom taljenja od 50-180°C.

Složeni koncentrati tvrtke "Bars-2". Za preradu sekundarnih polimera NPF Bars-2 proizvodi kompleksne koncentrate na bazi polimera koji osim stabilizatora sadrže i dodatke za spajanje i plastificiranje. Kompleksni koncentrati "Revtol" - za poliolefine ili "Revten" - za polistiren otporan na udarce, uvode se u količini od 2-3 posto pri preradi reciklirane plastike i zahvaljujući skupu posebnih aditiva sprječavaju termooksidativno starenje sekundarnog materijala. polimeri. Koncentrati olakšavaju njihovu preradu zbog poboljšanih reoloških karakteristika taline (povećana MFR), povećavaju karakteristike čvrstoće gotovih proizvoda (njihovu duktilnost i otpornost na pucanje) u usporedbi s proizvodima izrađenim bez njihove uporabe, olakšavaju njihovu preradu kao rezultat povećanja proizvodnosti materijala (smanjeni zakretni moment i pogonsko opterećenje). Pri obradi smjesa sekundarnih polimera “Revtol” ili “Revten” poboljšava njihovu kompatibilnost, pa se povećavaju i fizikalna i mehanička svojstva dobivenih proizvoda. Korištenje Revtena omogućuje povećanje svojstava sekundarnog UPM-a na razinu od 80-90 posto svojstava izvornog polistirena, sprječavajući pojavu nedostataka.

Danas je vrlo relevantan razvoj složenog koncentrata za preradu recikliranog PET-a. Glavni problem ovdje je žutilo materijala, nakupljanje acetaldehida i smanjenje viskoznosti taline. Poznati su aditivi zapadnih tvrtki - Siby, Clarianta, koji pomažu u prevladavanju žutila i poboljšavaju sposobnost obrade polimera. Međutim, kod nas i na Zapadu imamo drugačiji pristup korištenju recikliranog PET-a. Ako se 90 posto toga iskoristi za proizvodnju poliesterskih vlakana odn tehničke proizvode a aditivi za tu svrhu su dobro razvijeni, naši prerađivači nastoje vratiti reciklirani PET u glavni proces - proizvodnju predformi i boca metodama lijevanja i puhanja ili proizvodnju filmova i ploča ekstruzijom s ravnim prorezom. U ovom slučaju ciljana svojstva polimera na koja treba utjecati su nešto drugačija - proizvodnost, sposobnost oblikovanja, prozirnost, a formulacija složenih dodataka mora zadovoljiti cilj.