Технология интрузии Вторичная переработка полимерных отходов, состоящих из комбинации различных полимеров, является насколько трудоемкой, настолько и перспективной задачей. Ведь 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 положительно сказывается на себестоимости переработки, тем более что сегодня говорить о качественной сортировке ТБО на полигонах и мусороперсрабатывающих заводах не приходится. Для загрязненных и смешанных отходов затраты на подготовку к использованию в качестве вторичного сырья могут превосходить стоимость первичного сырья. Росту затрат на сбор и переработку отходов способствуют также высокая доля ручного труда при сборе и сортировке отходов, использование главным образом импортного, т. е. более дорогостоящего, оборудования, постоянный рост в последние годы затрат на энергоресурсы, высокий уровень налогообложения и отсутствие государственной системы субсидий переработчикам отходов. Действие этих факторов определяет то, что сбору и переработке подвергаются главным образом чистые и несмешанные отходы, что позволяет, с одной стороны, экономить на подготовке отходов к переработке во вторичное сырье, с другой - обеспечить приемлемое качество выпускаемой продукции. Вместе с тем свойства материалов, получаемых из смесей полимерных отходов, во многих случаях невысоки, так как полимеры, составляющие их основу (преимущественно ПЭ, ПП, ПЭТФ, ПС и ПВХ), термодинамически несовместимы и образуют многокомпонентную систему с низким межфазным взаимодействием. Более того, присутствие загрязнителей (частиц бумаги, металла, красителей) приводит к дальнейшему снижению уровня их физико-механических свойств. Таким образом, одной из самых сложных является задача переработки смесей (особенно неопределенного состава) вторичных полимеров в изделия. 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 в целях уменьшения вероятности деструкции полимеров, входящих в состав материала. По этой причине необходимо выдерживать рабочую температуру низкой, даже несмотря на то, что определенные компоненты (например, ПЭТФ) останутся в твердом состоянии и будут вести себя как инертные наполнители. Необходимо также выбирать им приложения, которые не требуют высоких механических свойств. Только так можно избежать серьезного влияния себестоимости переработки на конечную стоимость изделия, a требуемые механические свойства многокомпонентного полимерного материала обеспечить конструкцией и размерами изделий, формируемых из него. В этих целях предлагается использовать технологию интрузионного литья изделий из смесей втоичных полимеров. Измельченные полимерные отходы смешиваются для усреднения состава смеси. На стадии смешения добавляются необходимые аддитивы (свето- и термостабилизаторы, красители и т.п.) Подготовленная смесь подается в экструдер. Технология основана на заполнении специальной литьевой формы за счет давления, создаваемого эксрудером. На таком оборудовании сегодня изготавливают элементы декоративного ограждения (столбики, детали декоративного ограждения и т.п), которые начинают использоваться в программе благоустройства городов и сфере ритуальных услуг. Столбики из полимерных отходов, отформованные «под чугунное литье», на порядок дешевле чугунных. Ассортимент изделий может быть самым разнообразным. Для реализации технологии предлагаются установки интрузионного литья нескольких модификаций, различающиеся базовым экструдером, устройством интрузионного литья, количеством форм и соответственно производительностью. Преимуществом данной технологии является то, что можно использовать практически без сортировки «грязные» вторичные полимеры и их смеси неопределенного состава, в том числе и содержащие неполимерные включения и загрязнители. Еще одно перспективное направление - это использование технологии экструзионного прессования, которая предполагает экструзию расплава полимера, его дозирование в пресс-форму, установленную на вертикальном гидравлическом прессе, прессование изделия и его охлаждение в форме. Достоинство данной технологии -применение относительно недорогого оборудования и пресс-форм. Однако эта технология предъявляет более высокие требования к исходному вторичному сырью, а именно к его сортировке. В том случае, если применяется двухшнековый экструдер, требования к сырью снижаются, а в полимерный материал можно вводить до 50 % различных неорганических наполнителей. По такой технологии из вторичного сырья изготавливают плиты напольного покрытия и транспортные поддоны (паллеты). Возможно изготовление паллет из смеси вторичных ПЭТФ и ПЭ. Нетканые материалы По оценкам западных экспертов, от 60 до 70 % вторичного ПЭТФ используют для производства волокна и нетканых материалов. В России сегодня перерабатывается в изделия не более 15 % собираемого вторичного ПЭТФ, основная масса которого в виде «флексов» продается за пределы страны, большей частью в Китай. Низкий уровень переработки связан с высокой стоимостью импортного оборудования для производства волокна и нетканых материалов. Для изготовления нетканых объемных материалов из термопластичных волокнообразующих полимеров (в том числе вторичного ПЭТФ) применяется технология аэродинамического распыления расплава. Используемое при этом оборудование представляет собой экструдер с насосом расплава, установленным перед экструзионной головкой специальной конструкции, к которой подводят воздух под давлением. Воздушный поток формирует из расплава волокно и распыляет его на вращающийся коллектор-собиратель, на котором волокна термически скрепляются, тем самым формируя нетканый объемный материал. Материалы, полученные по такой технологии, могут использоваться для изготовления сорбентов нефтепродуктов, подкровельных материалов, различных фильтров для жидкостей, газов и аэрозолей, а также в качестве утеплителей для одежды, наполнителей для мебели и мягких игрушек. Все вышесказанное свидетельствует о том, что сегодня существуют и уже используются в производстве отечественные технологии и оборудование, позволяющие производить высокорентабельную продукцию из полимерных отходов. В.В.Снежков, к.т.н., начальник научно-технического отдела ООО «Ларта Текнолоджи» (г.Брянск), Г.В.Речиц, к.т.н., директор научно-технического центра «Ларта» (Беларусь) www.polymery.ru |
