До 1,7 миллиона тонн полиэтиленовых изделий потребляется ежегодно жителями России. В основном это товары ограниченного срока службы, составляющие большую часть отходов потребления. Поэтому переработка полиэтилена важна для экономики страны и экологического состояния планеты.
Виды отходов полиэтилена
Проблемой утилизации пластиковых полиэтиленовых пакетов и других полиэтиленовых отходов является большой срок разложения и увеличение их количества.
При процессе полимеризации этилена появляется вещество, не встречающееся в естественных условиях, называемое полиэтиленом.
Встречается несколько видов этого соединения:
- ПВД — полиэтилен высокого давления, эластичный и прозрачный материал. Имея низкую прочность, он обладает высокой текучестью, становясь жидкостью определённой плотности. У молекулы вещества множество больших ответвлений, мешающих созданию кристаллической структуры. ПВД идёт на изготовление упаковочных материалов: плёнки, контейнеров и пакетов.
- ПНД — более прочное и жёсткое вещество, изготовлено под низким давлением. В линейную структуру полимерных нитей входят ответвления в небольшом количестве, что даёт возможность полиэтилену оставаться в кристаллообразном состоянии. Плавится ПНД при температуре от 130 градусов, обладает устойчивостью к химикатам. Переработка ПНД способствует производству прочных изделий.
- ПСД — относится к полиэтилену среднего давления. Сырьё для производства плёнок, мешков и тары с толстыми стенками.
- ЛПВД, названный линейным полиэтиленом высокого давления, имеет высокую сопротивляемость к разрушению. При наличии способности у продукта окрашиваться, он используется для создания стрейч – плёнок и ламината.
Знакомимся с технологиями переработки
Использовать вторичный ПВД в России можно благодаря двум технологиям:
- При помощи переработки полиэтилена в гранулы, позволяющей возвращать полимеры в виде сырья на производство.
- Процессу пиролиза, результат которого — получение энергетически ценных жидкостей и газов, используемых как печное топливо или сырьё для производства органических веществ.
При переработке разложение полиэтилена сопровождается изменениями в полимерных цепочках. При высокой температуре и перемешивании происходит потеря механических свойств из – за их укорачивания.
Вторичный полиэтилен окисляется при помощи атмосферного кислорода.
Термомеханическая технология производства гранул
Термомеханическим рециклингом называют технологию, по которой, применяя отходы ПВД, получают гранулы. При этом производстве невозможно преобразование ПВД в ПНД или наоборот, так как невозможно изменение молекулярной массы и структуры полимера. Но добавление одного вида полимера в другой позволяет придать материалу большую жёсткость, сделать его более текучим или пластичным.
Переработка вторичных гранул ПНД или ПВД состоит из следующих этапов:
- Сбор и сортировка сырья, которые производятся в ручную или с использованием механизмов. При сортировке отходов учитывается их состав, размеры, степени загрязнения и сохранности.
- Измельчение дробилками и шредерами, отделение твёрдых и тяжёлых частиц при помощи флотационной ванны или гидроцикла.
- Промывка, если есть в ней необходимость.
- Удаление лишней влаги при сушке в центрифуге и камере с термической сушкой.
- Агломерация при давлении с повышенной температурой, когда частично расплавляются и стекают отходы ПНД и ПВД.
- Гранулирование в специальном оборудовании. Внутри гранулятора вещество нагревается до состояния плавления, очищается от примесей, подвергается дегазации. Под давлением перемешанный материал поступает в отверстия, которые называют формовочными фильерами, после чего он охлаждается водой и сжатым воздухом, разрезается на гранулы.
Термохимическая переработка: пиролиз
Технологию пиролиза используют, когда происходит переработка ПНД, из которого затруднительно произвести вторичные гранулы. При этом процессе вторичный ПНД получают из многослойных плёнок и отходов сшитого полиэтилена с большими загрязнениями. В нём нет соединений азота, серы и фосфора, что делает материал более качественным и безопасным для окружающих. По технологии пиролиза переработанное сырьё получается благодаря трём этапам:
- отщеплению ответвлений
- растрескиванию углеродной цепи
- разложению остатков
На первых двух этапах идёт освобождение от смол, газов и тяжёлых восков.
Третий этап способствует разложению тяжёлых фракций на лёгкие.
Особенности переработки сшитого полиэтилена
В особых условиях переработки нуждаются отходы, состоящие из кабельной изоляции и сантехнических напорных труб, называемых сшитым полиэтиленом.
Помимо пиролиза они подвергаются процессам:
- Размалыванию в порошкообразное состояние.
- Горячей резке, при которой разрывается углеродная цепь и увеличивается текучесть исходного материала.
- Гидролизу и алкоголизу, при котором под воздействием воды и спирта разрываются сшивки. Полученный вторичный полиэтилен низкого давления соответствует свойствам синтезированного продукта.
- Ультразвуковой обработке, способствующей разрушению трёхмерной структуры энергией высокочастотных импульсов. При этом полимерные цепочки не изменяются.
Как используется вторичная гранула в производстве готовых изделий
При правильном соблюдении технологических этапов, использовании оборудования и сортировке сырья, вторичные гранулы имеют необходимые свойства и качества, не уступающие первичному сырью. Высокое качество и технические свойства гранулированного полиэтилена позволяют заменить им синтезированный полиэтилен.
Компонентами, помогающими переработать отходы, могут быть:
- порошок PEX
- полипропилен
- каучук и другие эластомеры
Технологические процессы изготовления полиэтиленовой продукции состоят из:
- Экструзии, при которой расплав продавливается сквозь формирующую головку, производящую сечение для получения определённой формы: профилей для окон, плёнок, изделий различной длины, в том числе, и труб.
- Литья, когда расплав под давлением заливается в форму, охлаждается и получаются штучные серийные изделия. Используется термопласт автомат, дающий возможность изготовить армированные, полые или вспененные изделия любой конфигурации.
Изделия, полученные из полиэтиленового вторсырья
| Вторсырье | Получаемые готовые изделия |
| Плёнка ПВД, собранная в приёмных пунктах, промышленных организациях | Упаковочные изделия |
| ПВД, собранный после сортировки бытовых отходов | Гранулированное сырьё для литья |
| Стрейч-пленка | Гранулы, добавляемые в виде модификатора в различное сырьё |
| Выдувная тара, в которую упаковывали продукты питания и бытовую химию | Трубы, которые не подвергаются напору |
| Отходы бочек и канистр с толстыми стенками | Безнапорные трубы, древесно – полимерные композиты и геомембраны |
| Плёнки со многими слоями | Добавки для различных видов сырья |
| Остатки кабельной изоляции | Наполнители для гранулированного полиэтилена как низкого, так и высокого давления |
| Плёнки для нужд сельского хозяйства | Гранулы для новой плёнки |
Переработку вторичного полиэтилена может освоить любой предприниматель, при этом ему необходимо учесть срок окупаемости приобретённого оборудования, регулярность поставки сырья и наладить регулярный сбыт готовой продукции. Если учитывать, что бу полиэтилен разлагается очень долго, то утилизация полиэтилена полезна для экологической безопасности, для сокращения количества бытовых отходов, загрязняющих окружающую среду. К тому же, переработка ПВД – это прибыльный бизнес.
Это замечательная идея перерабатывать пластиковые отходы в гранулы и использовать их повторно. Таким образом мы помогаем сохранить окружающую среду и делаем мир чище и безопаснее для всех.