Вторинні пластмаси як спосіб поліпшення екологічної обстановки в індустріальних містах
XX століття вважають століттям стали і кольорових металів. Алюміній, мідь, сплави заліза можна було зустріти всюди - в ліжко спинках, мостах, механізмах всіх типів, облицювальних панелях. Однак в результаті механічної переробки 50-80% від виплавленого матеріалу йшло в стружку. Великі надії, пов'язані зі зниженням матеріаломісткості, експертами покладалися на хімічну галузь. І все-таки, незважаючи на зростання використання полімерів, результати діяльності промисловості до 80-х років були приблизно тими ж: половина ресурсів витрачалася даремно.
Очевидно, що здається доступність полімерів - ілюзія. Сировина, що використовується для їх виготовлення, представляє природну рідкість. Доступ до його джерел є щоденним і незмінним приводом і причиною торгових, дипломатичних та інших воєн. Географія видобутку природних копалин все більш зміщується в місця не настільки віддалені. Тому сьогодні все частіше говорять про необхідність впровадження ресурсозберігаючих моделей господарювання.
Унікальність технологічних прийомів сучасних хімічних виробництв полягає не тільки в здатності синтезувати матеріали, з успіхом замінюють метал, папір або дерево.
Більшість сьогоднішніх промислових комплексів розвинених економік здатні переробити вийшли з ужитку полімерні вироби в нові - затребувані користувачем.
вторинні пластмаси
До основних класів полімерів відносять:
- поліетилени,
- поліпропілени,
- полівінілхлориди,
- полістироли (включаючи співполімери - АБС-пластики),
- поліаміди,
- поліетилентерефталат.
Складні за складом вироби насамперед поділяють. Для фізичної очищення застосовують різні механізми - вакуумні, термічні, криогенні.
Найбільш поширені і економічно обгрунтовані технології флотації і розчинення.
У першому випадку пластик подрібнюють, занурюють у воду. Туди ж додають сполуки, що впливають на здатність різних пластмас поглинати вологу. Після сепарації отримують розділені полімери.
При другому способі складні спресовані деталі дробляться і послідовно піддаються впливу різних розчинників. Щоб відновити матеріали в чистому вигляді, отримані сполуки піддають дії водяної пари. В результаті точно виконаного процесу виходять готові продукти високого ступеня очищення. Подальша переробка різних пластмас може мати свої особливості, пов'язані з індивідуальними властивостями полімерів.
Поліетилен високого та низького тиску (ПЕВТ і ПЕНД).
Складність вторинного застосування пластика, що був у користуванні, обумовлена частковою деструкцією його поверхонь, викликаної сонячними променями. Продукція, отримана шляхом звичайної переробки виробів: подрібненням, механічним очищенням, переплавкою, - не є високоякісною. Найчастіше такий поліетилен йде на виготовлення допоміжного побутового інвентарю.
Більш досконалим виявляється вторинний поліетилен, який пройшов хімічну модифікацію. Різні добавки, що поміщаються в розплав полімеру, пов'язують змінені молекулярні ланки, вирівнюють структуру речовини. В якості модифікаторів використовують пероксид дікуміла, віск, лігніни, сланці. Добавки певних видів призводять до зміни тих чи інших властивостей вторинного ПЕ. Їх комбінування дозволяє отримати матеріал з необхідними параметрами.
Поліпропілен (ПП)
Цей матеріал рідко потрапляє у вторинну користування. Найчастіше пластик має одне життя, всупереч його відмінним споживчим
На думку хіміків, ПП витримує не більше чотирьох переплавок. При кожному розігріві накопичується певна кількість деформованих молекулярних ланок, що впливають на фізичні характеристики матеріалу. Вторинні гранули легко переробляються в екструдерах і ливарних машинах.
Спеціальної модифікації вторинний пластик не вимагає. Його параметри можна порівняти з вихідним матеріалом, лише дещо знижена морозостійкість. Знову полімер знаходить застосування в корпусах акумуляторів, садовому інвентарі, ємностях і плівках.
полівінілхлорид ПВХ
Технологія екструзії з використанням вторинного ПВХ вимагає особливої підготовки: вихідна сировинна суміш в розплаві може виявитися неоднорідною. Тверді модифікації полівінілхлориду, що містять перероблений пластик, будуть володіти нерівномірним внутрішнім напруженням. З метою мінімізації негативних впливів до екструзії проводять суху переробку гранул в компактор. В результаті цієї операції утворюються волокна, які армують стінки нових виробів.
Найчастіше вторинний полівінілхлорид використовують для отримання пластизолів, вінілпластов. З цих матеріалів отримують пасти, розчини, вироби, відлиті під тиском. Серед нових технологій набирає популярність багатошарове лиття. Особливість методу полягає у виготовленні багатокомпонентної листа, кожен пласт якого володіє різними характеристиками.
Зовнішню поверхню композиту формує високоякісний полімер, внутрішні шари - вторинний пластик.
Полістирол (УПС, ПСМ) АБС-пластик
Різні види полістиролу у вторинну переробку потрапляють в одній масі - міцні модифікації, сополімери,
Частина ПС спалюється, частина пластмас йде на виготовлення рідких реактивів і палива. Значна частка вживаних полістирольних виробів використовується для створення іонітів. В основі процесу лежить здатність матеріалу під впливом високих температур приєднувати до основної ланки групи молекул з рухомими іонами. В результаті отримують високомолекулярні ланки з масою, що перевищує 40 тис. Що підвищує механічні властивості полімеру - ударостійкість, термостійкість, еластичність. У поєднанні з хлорметільнимі групами іоніти дають розчинні сполуки: поліелектроліти - цінні продукти, що використовуються для знезараження середовищ.
Технологічні відходи, що виникають при виготовленні полістирольних деталей, повторно використовуються, можна сказати, повністю.
Поліамід (ПА)
Вироби, які відслужили свій термін, переробляються механічно в порошки, волокна, плівки різних перетинів. В результаті хімічних перетворень утворюються мономерні сполуки, що використовуються в подальшому для приготування клеїв, грунтовок, лаків.
В цілому дотримуються технологічні принципи, що дозволяють на виході мати однорідні групи матеріалів:
- армуючі волокна;
- внутрішній наповнювач в багатошарових пластмасах;
- неткані полотнища, плівки;
- сополімери з модифікованими хімічними ланками.
Безперервно з'являються нові методи обробки поліаміду. удосконалюються давно відкриті. В їх основі лежать:
- фізичні процеси - розплавлення, подрібнення, дроблення;
- хіміко-фізичні - термічне зміна структури, зміна межзвенних зв'язків з допомогою реактивів, добавок, каталізаторів,
- поверхнева модифікація готових виробів;
- хімічні - деполимеризация, синтез нових сполук.
Поліетилентерефталат (ПЕТФ)
Полімер використовується для виробництва тари для напоїв і текстильних ниток. Якщо весь обсяг світового виробництва ПЕТФ прийняти
При вторинному застосуванні полімери підлягають переробці за допомогою всіх фізико-механічних, технологічних прийомів: плавлення, екструзії, лиття. На виході отримують порошки, гранули. Матеріал практично не підлягає хімічному рециклінгу.
Знову отриману сировину направляється:
- в текстильну промисловість (нитки, волокна);
- на підприємства побутової хімії (для виготовлення коробів, лотків, контейнерів);
- в сектор допоміжних матеріалів (з метою отримання плівок, стрічок).
плюси використання
Відтворення полімерів у порівнянні з їх синтезом вимагає менших організаційних клопотів:
- логістика не вимагає будівництва тисячокілометрових нафто- і газопроводів;
- зведення багатьох видів виробничих потужностей є суб'єктам середнього і малого бізнесу;
- технологічні процеси, як правило, не пов'язані з використанням надактивні хімічних сполук, що провокують
- техногенні аварії та катастрофи.
Інвестиції в рециклинг стимулюють розвиток супутніх виробництв:
- машинобудівних,
- транспортних,
- галантерейних,
- побутових товарів та інших.
Полімери - високомолекулярні органічні сполуки. Будучи родичами білків і амінокислот, вони мають довгий вік.
Період їх напіврозпаду - поза конкуренцією. При згорянні макромолекулярні ланцюжка перетворюються в фосген, ціаніди і діоксиди, стійкість і шкідливість яких порівнянна з важким випромінюванням. Протягом десятиліть ці речовини, розчинені в повітрі і воді, що містяться у флорі і фауні, пригнічують механізми нормального розподілу живих клітин всіх без винятку організмів. На думку екологів, форми існування синтетичних матеріалів, які утворюються в результаті промислового відтворення пластмас, менш агресивні і більш функціональні.
Вторинні мономери, одержувані в результаті піролізу: етилен, пропілен, бутадієн - є складовими фарб і клеїв. Інші великовагові пластики, володіючи високою екологічною чистотою, складають основу каналізаційних стоків, водопроводів, безлічі інших корисних виробів.
Якщо ви займаєтеся пристроєм своєї каналізації в заміському будинку, то вам буде цікаво прочитати цю статтю.
Перспективи рециклінгу пластмас.
У розвинених економіках частка переробки пластмас досягає 26% від виробленого кількості - до 90 млн тонн. При цьому обсяг
