22. Основные направления переработки отходов пластмасс. Подготовка к утилизации отходов производства и потребления.

Твердые отходы пластмасс разделяются на отходы производства и потребления.

Производство пластмассового сырья сопровождается образованием твердых технологических отходов в виде слитков, кусков, бракованных волокон и т.д. Использование таких отходов целесообразно на перерабатывающих предприятиях, т.к. отходы не требуют очистки и т.д.

Такие отходы перерабатывают по 2 направлениям:

1. С целью производства того же продукта, в процессе производства которого образовался данный продукт. Иногда сбор автоматический и сразу после образования. Сырье подается на измельчение. После измельчения его смешивают с основным сырьем и направляют в приемные устройства экструдеров и формовочных установок.

2. Для изготовления изделий менее ответственного назначения. Сортировка отходов, измельчение и гранулирование.

Переработка отходов производства пластмасс облегчена по сравнению с отходами потребления концентрированием их на производствах и предохранением от загрязнения.

С отходами пластмасс теряется огромное кол-во ценных органических продуктов, повторное использование которых сократило бы потребление сырья и загрязнение ОС. Переработке отходов пластмасс предшествует их сбор, сортировка, очистка от примесей, уплотнение, а также гранулирование.

Приемы в переработке:

- измельчение

- экструзия

- флотация

- экстракция

- растворения

- грохочение

В соответствии с образцовой технологической схемой регенерации пластмасс из отходов потребления на переработку поступают отходы с примесями. Из мешков конвейером их направляют в дробилку. Измельченную смесь промывают и пневмотранспортом направляют в воздушный классификатор, в котором сепарируют около 3% тяжелых отходов. Затем отходы дополнительно измельчают в дробилке второй ступени и потоком воздуха через магнитный сепаратор удаляют оставшиеся металлы.

Высушенные отходы перемешивают в турбинной мельнице для предотвращения комкования и направляют в экструдер, в котором превращают отходы в таблетки.

При использовании флотации изменят поверхностное натяжение на границе «воздух – полимер – вода», подбирая концентрации смачивающих веществ (желатин, катион- и анионактивные). При этом одни виды пластмасс всплывают, а другие вместе с примесями осаждаются на дно.

23. Основные направления переработки отходов. Недеструктивная утилизация отходов поливинилхлорида, полиэтилена, фторопластовых и капроновых пластмассовых отходов.

Отходы полимеров, разделенные на отдельные классы, перерабатывают различными способами с получением готовых изделий.

Неразделенные на классы отходы пластмасс можно переработать в строительные изделия (армирующие профили, кровельные конструкции, дорожные покрытия и т.п.). В этом случае отходы промывают, измельчают, гранулируют или прессуют и добавляют к сырьевым материалам или промышленным отходам.

Отходы производственного потребления пластмасс несмотря на достаточный уровень технологии переработки и в связи с неорганизованностью их сбора пока практически не используют.

Наиболее распространенная технология переработки таких отходов заключатся в их превращении во вторичный гранулированный продукт с последующим или непосредственным использованием его для производства изделий.

Для РФ особенной остротой обладает проблема вторичного использования ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКИ, которая находит все большее использование в с/х производстве.

Технологический процесс переработки таких отходов в трубы, менее ответственные изделия, в также во вторичную полиэтиленовую пленку включает сортировку отходов, дробление, промывку, центрифугирование и сушку и изготовление гранул или таблеток.

Вышедшая из употребления пленка с содержанием посторонних примесей более 5% со склада сырья поступает на сортировку, в процессе которой удаляются инородные предметы и сильно загрязненные куски. Дальше эти отходы измельчают в ножевых дробилках мокрого или сухого измельчения до частиц 2-6 мм и подают шнековым промывателем в стиральную машину. Отжатую в центрифуге массу с влажностью 10-15% подают в сушильную установку, где обрабатывают горячим (60-70 град) воздухом в течение 30-60 мин.

Высушенную до остаточного содержания влаги менее 0,2% массу подают в питатели экструзионнных машин, снабженных фильерными головками, ваннами охлаждения, грануляторами и устройствами для сушки гранул.

В экструдерах полиэтилен уплотняется, пластифицируется и плавится.

Расплавленный материал продавливают через фильтровальные сетки и отверстия фильер, превращая в жгуты. Жгуты тянущими вальцами подают в водяные ванны охлаждения, где температура снижается до 35-40 град., а потом в грануляторы.

Жгуты разрезают на гранулы длиной 3-6 мм и подают на вибросита, где под давлением горячего воздуха (60-80 град.) снижают влажность до <0,2%. Потом гранулы передают в смеситель, где смешивают с первичным гранулированным полиэтиленом в соотношении 6 к 4.

В процессе смешения добавляют красители и агенты облагораживания пленки. Полученную смесь методом экструзии превращают во вторичный полиэтиленовую пленку толщиной 80-200 мкм. Стоимость получаемой т.о. пленки намного ниже, чем первичной.

Иногда полиэтиленовые отходы модифицируют, вводя минеральные наполнители (ZnO, TiO2), сшивающие агенты (пероксид кумина) и эластомеры (особые сорта каучука).

Кроме экструзионных процессов отходы перерабатывают и приемом «литье под давлением». Литье под давлением ведут при т-ре 150-200 град., при этом масса получаемых изделий = 75-80% от обычной. Можно отходы пр-ва экструзионных ПВХ пленок использовать для изготовления строительных материалов и изделий, напр., ПВХ-плиток. Из капроновых, лавсановых, отходов орг. стекла изготавливают сувениры и др. неответственные изделия.

Утилизация вязкоупругих пластмассовых отходов (фторопластовых и капроновых) целесообразна в виде порошков, хотя изделие в этом случае неравноценно первичному. Целесообразно криогенное измельчение (охлаждение жидким азотом или ледяной углекислотой). Реже применяют метод растворения отходов.

С помощью процессов переплава преимущественно утилизируют отходы капрона. Смешанные отходы полиэтилена, полистирола, ПВХ при расплавлении связывают токсичные металлы. У таких продуктов очень низкая вымываемость и высокая климатоустойчивость при хранении.

Отходы политетрафторэтилена подвергают радиационному облучению в сочетании с термообработкой и измельчением. Такая обработка снижает механическую прочность смеси, а хим. и термическую стойкость и др. характеристики не меняются, что позволяет использовать эти отходы в качестве покрытий или смазочного материала.

Для измельчения отходов фторопластов применяют пневмопушки: порции отходов направляют выстрелами на металлическую плиту, покрытую слоем резины. При этом куски отходов разрушаются до частиц микронных размеров.

Возможным технологическим приемом переработки термопластических отходов является их химическое модифицирование. На основе отходов капрона, фенола и формальдегида получают привитой сополимер со свойствами лучше, чем полиамид и совместимыми с фенолформальдегидными смолами.

Еще одной разновидностью модифицирования является введение в состав композиций наполнителей в виде порошкообразных материалов (каолин, мел, сажа, графит м т.д.), что улучшает физ-хим. св-ва готовых изделий.