Технологии

До сих пор уровень потребления полимеров в постсоветских странах остается одним из самых низких в мире, особенно по сравнению с развитыми промышленными странами. Так, по уровню использования пластмасс в качестве конструкционных материалов в расчете на единицу ВВП Россия отстает от США в 5 раз (по суммарному объему - в 20 раз), а в качестве упаковочных материалов в расчете на человека - примерно в 7-10 раз. В то же время темпы роста производства, переработки и потреб­ления полимеров в России - одни из самых высоких в мире - до 25 % в год.

Быстрый рост потребления вызван в основном стремительным развитием пищевой и упаковочной отраслей, сельского хозяйства: пленки (упаковочные, термоусадочные, для укрытия строек и теплиц, парников), пакеты, бутылки, флаконы, разовая посуда и комбинированные материалы (например, «ТетраПак») стали нашими повсеместными и повседневными спутниками. В ближайшие 10 лет производство и потребление полимерных материалов в России будет расти опережающими темпами по сравнению с темпами роста промышленного производства. Это приведет к дальнейшему обострению экологических и экономических проблем, обусловленных ростом количества полимерных отходов. По разным оценкам, их ежегодное накопление составляет от 800 тыс. до 1 млн т в год, а средний уровень сбора и переработки не превышает 13 %.

По оценке НИЦПУРО, в структуре образующихся полимерных от 34 % составляют отходы полиэтилена (ПЭ), 20,4 % - полиэтилентерефталата (ПЭТФ), 17 % - комбинированных материалов на основе бумаги и картона, 13,6 % - поливинилхлорида (ПВХ), 7,6 % - полистирола 7,4 % - полипропилена (ПП). Наибольшим уровнем сбора и переработки характеризуются отходы 20 %, ПП - до 17 %, отходов ПВХ перерабатывается не более 10 %, стирола - 12 %, ПЭТФ - около 15%. Отходы комбинированных металлов практически не собираются и не перерабатываются.

Пластмассы очень сложно утилизировать традиционными методами. При их сжигании образуются опасные для здоровья человека и окружающей среды соединения, которые не могут быть полностью удалены или нейтрализованы имеющимися технологиями. Не является решением проб и захоронение пластика в землю, и не только по причине длительных сроков их разложения, но еще и потом при довольно небольшом, по оценкам западных экспертов, удельном весе в 7-10 % отходы пластиков занимают до25 % всех отходов по объему. И это сегодня, а ведь потребление пластмасс удваивается каждые десять лет.

Следовательно, наиболее перспективным направлением утилизации полимерных отходов является их вторичная переработка. Использование вторичных пластмасс в качестве новой ресурсной базы - одно из наиболее динамично развивающихся направлений переработки полимерных материалов в мире. Для России оно является достаточно 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 производить раздельный сбор отходов в специальные контейнеры для их последующей утилизации. Сегодня на повестке дня стоит задача не только утилизации отходов полиме6рных материалов, но и восстановления ресурсной базы. Однако использование полимерных отходов для повторного производства ограничивается их нестабильными и худшими по сравнению с исходными полимерами физико-механическими свойствами. Продукция, изготовленная из вторичного полимерного сырья, часто не удовлетворяет эстетическим критериям. Для некоторых видов продукции использование вторичного сырья вообще запрещено действующими санитарными или сертификационными нормами.

Сам процесс получения изделий 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 частично деструктированы, имеют нестабильные реологические свойства, а также могут содержать неполимерные включения. Во многих случаях к изделиям предъявляются такие требования, которые просто невозможно соблюсти при применении 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 1,5 тыс. 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 сбором и переработкой ПЭТФ-бутылок, столкнулись с проблемой переработки вторичного сырья в изделия и сегодня в основном реализуют дробленые отходы - «флексы».

В использовании отходов полимеров для изготовления изделий, как правило, два пути: первый, требующий небольших инвестиций, но позволяющий получить изделия с невысокими эксплуатационными свойствами (например, изготовление ПЭ-пленки для мусорных пакетов), и второй, требующий значительных инвестиций и позволяющий получать высококачественный продукт (пример - переработка ПЭТФ из бутылки в бутылку). Но возможна и альтернатива - получение продукта удовлетворительного качества при относительно небольших инвестиционных затратах.