Пластик — это материал, основой которого являются высокомолекулярные соединения (полимеры). Полимеры бывают синтетического происхождения, полученные из нефти или природного газа, а также органического происхождения, полученные из растительных, животных источников.
Пластик обладает рядом особенностей, которые делают его востребованным в различных отраслях: производстве упаковочных материалов, в автомобильной промышленности, строительстве, электронике, медицине и др. Он характеризуется легкостью, прочностью, эластичностью, химической стабильностью. Однако из-за стойкости к разложению может оставаться в окружающей среде на протяжении десятилетий. Это приводит к ее загрязнению, угрозе здоровью живых организмов.
Проблема переработки пластика
Большое количество пластиковых отходов оказывается в окружающей среде, причиняя ущерб природе, экосистемам. Несмотря на то, что пластик – удобный и широко используемый материал, у него низкая биоразлагаемость. Масштабное производство приводит к накоплению пластиковых отходов, особенно в океанах, на свалках.
Одна из основных проблем переработки такого мусора, как пластик, заключается в его сложной химической структуре. Материал состоит из разных полимеров, их смесей, добавок. Это усложняет переработку, увеличивает затраты на сортировку различных видов пластика.
Не стоит забывать об экономических и технологических аспектах переработки. Это неконтролируемое использование, недостаток инфраструктуры для переработки отходов во многих регионах мира. Это делает процесс менее эффективным, экономически невыгодным. Существующие технологии не позволяют эффективно справляться с большим объемом пластиковых отходов. Некоторые виды пластмассы трудно или даже невозможно перерабатывать на существующих предприятиях.
Немного об истории переработки пластика
История переработки пластика начинается в середине 20-го века. Первые разработки в данной сфере появились в 1940-х и 1950-х годах. Включали механическую переработку – измельчение и плавление для производства вторичных продуктов.
Сначала переработка пластика была ограничена преимущественно переработкой отходов производства пластиковых элементов. Однако с распространением использования пластмассы в различных отраслях (упаковка, автомобильная промышленность, строительство и др.), объемы отходов стали резко расти, вызывая обеспокоенность из-за их негативного воздействия на окружающую среду.
Серьезное внимание проблеме переработки пластика было уделено в 1970-е годы, когда было основано международное движение по охране окружающей среды, а также устойчивому развитию. В этот период были разработаны первые способы переработки пластиковых бутылок и упаковки. Также начались исследования в области биоразлагаемых пластиков.
С 1980-х годов началось интенсивное развитие, совершенствование технологий механической, а также химической переработки пластика, пиролиза, других инновационных методов. Актуальные технологии позволяют получать вторичные продукты высокого качества. Они могут использоваться в разных отраслях экономики.
Какие пластмассы могут перерабатываться
Для удобства сортировки пластика еще в 1988 году обществом Индустрии пластмасс (SPI) была принята единая международная маркировка. Наиболее распространенным видам пластика были присвоены числовые обозначения от 1 до 7.
Маркировка пластика для переработки
Маркировка играет важную роль, так как помогает определить тип пластика, его свойства, возможность переработки. Существует система маркировки, известная как коды маркировки пластика. Обычно наносятся на пластиковую продукцию в виде треугольника с числом внутри. Каждое число соответствует определенному типу пластика, указывает на его основные свойства - возможность переработки, степень биоразлагаемости:
1 - ПЭТ (полиэтилентерефталат). Из него делают бутылки для напитков. Может перерабатываться в новые бутылки или волокно для одежды.
2 - ПЭ (плотный полиэтилен). Из него производят бутылки для молока, упаковки для мыла и шампуней и крышки. Может перерабатываться в трубы, ящики и др.
3 - ПВХ (поливинилхлорид). Применяется при производстве труб, окон, обивки мебели и др. У него ограниченные возможности в части переработки. Некоторые его разновидности поддаются вторичной переработке.
4 – ПЭНП (полиэтилен низкой плотности). Из него производят пакеты, пищевую плёнку, мусорные мешки, брезенты и линолеум. Можно использовать повторно.
5 - ПП (полипропилен). Из него производят крышки для бутылок, вёдра, стаканчики для йогурта, некоторые виды пластиковой упаковки. Такой пластик перерабатывается.
6 - ПС (полистирол). Бывает обычный и вспененный. Из вспененного делают пенопласт, контейнеры для яиц, подложки для мяса, а также фасовки. Из обычного — стаканчики для йогурта, упаковку для компакт-дисков, а также различные виды одноразовой посуды. Также подлежит переработке.
7 - Прочие (включая ПЦ, ПА, ПТФЭ, др.). Возможность переработки зависит от конкретного типа.
Технология переработки пластмассы
Существует несколько технологий переработки пластмассы:
Первичная переработка
Первичная переработка пластика (или механическая) включает механические процессы, при которых пластиковые отходы перерабатываются в новые продукты путем физического изменения формы или размера материала, без изменения его химического состава. Предполагает использование разных методов:
- Измельчение. Отходы измельчаются на мельницах или дробилках, чтобы получить более мелкие фракции. Измельченная пластмасса используется в качестве сырья для производства новых изделий.
- Плавление (экструзия). Измельченная пластмасса нагревается, плавится, затем выдавливается через специальные формы (шнеки) для получения новых форм, продуктов - пленки, профилей, труб, др.
- Формование (прессование). Пластиковый материал разогревается, помещается в специальные формы, где под воздействием давления и тепла принимает новую форму, затвердевает, образуя новые изделия.
- Инъекционное формование. Пластмасса нагревается, впрыскивается под высоким давлением в специальные формы, где затвердевает, принимает форму нового изделия. Этот метод используется при производстве пластиковой продукции высокой сложности – деталей автомобилей, бытовой техники.
- Вакуумное формование. Отходы нагреваются, помещается на форму, после этого происходит создание вакуума, который вытягивает массу, придавая ей новую форму. После механической переработки полученный материал используются в различных отраслях - автомобильной промышленности, изготовлении упаковки, строительстве, производстве бытовой техники, мн. др.
Вторичная переработка
Вторичная переработка пластика (или химическая) включает химические процессы, при которых пластиковые отходы подвергаются химическому разложению или превращению в более простые соединения. Затем эти соединения используются при производстве новых пластиков или других продуктов. Предполагает использование разных методов:
- Пиролиз (термохимическое разложение). Пластиковые отходы подвергаются нагреванию в отсутствие кислорода, что приводит к их разложению на более простые химические соединения – масла, газы или углерод. Полученные продукты переработки пластика могут использоваться при производстве новых пластиков, топлива или других химических продуктов.
- Гидролиз (химическое разложение с использованием воды). Пластиковые отходы подвергаются разложению в присутствии воды и катализаторов, что приводит к образованию мономеров – молекул, из которых состоит пластик. Мономеры могут применяться для синтеза новых полимеров.
- Метанолиз (химическое разложение с использованием метанола). Отходы пластмассы взаимодействуют с метанолом в присутствии катализаторов, что приводит к разложению материала на мономеры, метанол. Мономеры могут использоваться для производства новых пластиков, а метанол - рециклирован и применен повторно в процессе.
- Гидрогенизация (химическая модификация). Отходы подвергаются взаимодействию с водородом в присутствии катализаторов, что приводит к изменению их химической структуры, свойств. Полученные продукты могут применяться при производстве новых пластиков или других химических продуктов.
- Химическое восстановление. Материал взаимодействует с химическими веществами, которые восстанавливают его до исходных мономеров или других химических соединений. Этот процесс восстанавливает материал до его первоначального состояния. Это открывает возможность его повторного использования в производстве новых пластиков или других продуктов.
Таблица 1. Характеристика технологий вторичной переработки
Метод | Условия | Основные процессы | Недостатки |
Пиролиз |
Температура 600 градусов Вакуум Давление до 30 мПа |
Термическое разложение полимера | Образование токсичных газов |
Гидролиз |
Температура 200 градусов Вакуум |
Расщепление водными растворами кислот |
Большой расход водных растворов Длительность обработки |
Гликолиз |
Температура 250 градусов Атмосферное давление |
Деполимеризация с помощью гликолей |
Токсичность Высокая стоимость |
Для переработки поливинилхлорида в качестве добавок могут использоваться стеараты цинка и кальция с определенными характеристиками.
Какое оборудование используют для переработки пластиков
Зависит от того, какой пластик идет на переработку, от его состояния, требований к конечному продукту, других факторов. Прежде всего, это прессы для литья под давлением. Используются для производства изделий методом литья под давлением. Это пластиковые корпуса, бутылки, контейнеры, др. Прессы бывают горизонтальными и вертикальными.
Также применяются экструдеры. Они используются для производства длинных непрерывных изделий. Это трубы, профили, листы, пленки. Экструдеры работают путем подачи пластикового материала через нагретый винт, который плавит пластик, выдавливает его через матрицу, придавая нужную форму.
А для измельчения пластикового материала в гранулы или стружку используют грануляторы. Они облегчают дальнейшую обработку материала, использование в производстве других изделий. Для измельчения и раздробления пластиковых отходов перед их дальнейшей переработкой также применяются шредеры. Они бывают одновалковыми или многовалковыми. Могут обрабатывать разные типы пластика, включая твердые и мягкие материалы.
Мельницы используются для измельчения пластикового материала в порошок или мелкую стружку. Мельницы бывают разных типов: ножевыми, роторными, в виде дробилок. Позволяют перерабатывать отходы, смешивать пластики разных типов, получать конечные продукты с определенной текстурой, размером частиц.
Также есть оборудование для переработки PET-пластика. Это различные дробилки для измельчения бутылок PET, мойки для удаления загрязнений и отходов, экструдеры и грануляторы для производства гранул PET.
Еще используется оборудование для вакуумной формовки. Позволяет производить пластиковые лотки, упаковочные контейнеры. Вакуумная формовка включает нагрев пластикового листа, его формовку с помощью вакуума в специальной форме.
Кроме того, есть оборудование для сварки пластика. Применяется для сварки пластиковых деталей, например, в производстве пластиковых труб, контейнеров или других изделий, требующих соединения пластиковых элементов. Это ультразвуковые сварочные машины, сварочные экструдеры, горячий воздух или лазерные сварочные установки.
Продукты переработки пластика
Продукты, получаемые в результате вторичной переработки пластика, бывают разных типов. Все зависит от используемых методов, типа пластика. Это:
- Гранулы или стружка. Могут использоваться в производстве новых пластиковых элементов.
- Вторичные сырьевые материалы. Это восстановленные полимеры или другие химические соединения, которые могут использоваться в производстве новых пластиковых элементов или других химических продуктов.
- Энергия. Этапы термической переработки пластика могут использоваться для производства энергии в виде тепла или электроэнергии в мусоросжигательных заводах.
- Новые изделия из пластика. Переработанная пластмасса может применяться при производстве упаковки, труб, профилей, автозапчастей, мебели.
- Сырье для других отраслей. Переработанный пластик может использоваться в других отраслях, например, в производстве текстильных волокон, дорожных покрытий, уплотнителей, композитных материалов, других продуктов.
Наша компания реализует добавки для полимеров, используемые при переработке пластмассы. Гарантируем клиентам полное соответствие продукции техническим нормативам.
У компании Химстаб вы можете купить стеарат цинка, для заказа свяжитесь с сотрудниками нашей компании по номеру: +7 (495) 789 86 77. Также можно отправить запрос на e-mail нашей компании: info@himstab.ru. На цену влияет объем приобретаемой партии продукции. Обращайтесь, мы гарантируем качество наших материалов.