Проблема переработки вторичных полимерных материалов с каждым годом становится острее в связи с увеличением производства полимерных материалов. Наибольшую долю составляют бытовые отходы, количество которых непрерывно растет, и переработка представляет наибольшие труднос-ти вследствие отсутствия эффективных способов сортировки и разделения [7].
Таблица 1 – Сравнительные физико-механические показатели образцов, полученных методом прессования с предварительной пластикацией
| Состав композиции, % | Показатель текучести расплава, г/10мин | Разру-шающее напря-жение при рас-тяжении, МПа | Относ. удли-нение при раз-рыве, % | Темпе-ратура хруп-кости, оС | Температура материального цилиндра червячного пресса по зонам, оС | Температура узла накопления расплава по зонам, оС | Время охлажде-ния изделий в пресс-форме, мин. | Приме-чание | |||||
| ВПЭНД (трубный) | 1,54 | 11,0 | -70 | Оформл. полн. | |||||||||
| ВПЭНД (тарный) | 9,67 | 27,8 | -70 | – // – | |||||||||
| 3. ВПЭНД (тов. нар.потребл.) | 1,01 | 20,3 | -65 | – // – | |||||||||
| 4. ВПЭВД (с/х применение) | 0,72 | 13,8 | -45 | – // – | |||||||||
| 5. 25% ВПЭНД +75% ВПЭВД | 4,43 | 14,7 | -70 | – // – | |||||||||
| 6. 50% ВПЭНД+ 50% ВПЭВД | 4,72 | 16,3 | -70 | – // – | |||||||||
| 7. 75% ВПЭНД+ 25% ВПЭВД | 4,36 | 14,8 | -70 | – // – |
Поиск новых способов переработки и возвращения в технологические циклы отходов термопластичных материалов, в частности, самых крупнотоннажных: полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола, полипропилена и их механичес-ких смесей различного состава, – является актуальной задачей. Одним из перспективных направлений, возникших в последнее время и позволяющих использовать полимерные отходы, является создание композиционных материалов на основе матрицы наполнителей с модифицирующими добавками и термопластичных полимеров.
В мировой практике существуют разработанные композиции, представ-ляющие собой растворы отходов полимеров в мономерах, используемые для ремонта и усиления поврежденных железобетонных конструкций, а также в качестве связующего для полимербетона.
Композиции готовят полурастворением в метилметакрилате (ММА) или стироле отходов производства или потребления полистирола (вспененного, порошкообразного, измельченного), полиметилметакрилата (стружка, облом-ки), сополимера АБС (порошок, обломки).
Растворы полимеров в мономерах легко полимеризуются при положительных температурах инициаторами радикальной полимеризации. Максимальное содержание полистирола и полиметилметакрилата в растворах 40-60 %, АБС – 7-15 %. Вязкости растворов легко регулируются введением мономера или минерального порошкообразного наполнителя.
Указанные композиции по прочностным показателям, адгезии к бетону и химической стойкости практически не отличаются от эпоксидных мастик, используемых для ремонта бетона, однако дешевле их в 4-5 раз, более доступны и технологичны.
Эффективным направлением переработки смешанных отходов потребления пластмасс является создание композиционных материалов из выделенных групп термопластов в составе муниципальных отходов.
ГКП «Харьковкоммуночиствод» совместно с кафедрой технологии пластмасс НТУ «Харьковский политехнический институт» исследуются композиционные материалы с расширением качества композиций на их основе и развития технологий переработки вторичных полимерных материалов с модифицирующими добавками с целью повышения прочности при сжатии, стойкости к удару, химической стойкости, улучшения переработки, размерной стабильности изделий из ПКМ, др.
Наилучшие результаты достигаются при сочетании добавок с различным функциональным назначением.
Более эффективному протеканию процессов химического взаимодействия способствует и то, что используется частично окисленное в условиях эксплуатации вторичное сырье, имеющее кислородсодержащие группировки. При этом в 1,5-2 раза возрастает разрушающее напряжение при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость.
В перспективе рассмотренный технологический процесс позволяет изготавливать крупногабаритные профильные детали из наполненных стекло-волокном термопластов, армированных закладными металлическими деталями. При этом усиливаются наиболее нагруженные элементы панелей, упрощается процесс сборки, и создаются оптимизированные интегральные конструкции.
Для снижения уровня шума и улучшения теплоизоляционных свойств в настоящее время проходят экспериментальную отработку слоистые конструк-ции (комбинация обшивок из армированных стекловолокном термопластов с пенопластом).
Выводы.
При разработке методических вопросов определение эффективности применения вторичного полимерного сырья и изделий на их основе нужно рассматривать как систему отраслей, связанных между собой взаимными поставками элементов основных и оборотных фондов, передачу которых из одного звена в другое следует оценивать по единой методологии, например по приведенным затратам. С этой целью весь процесс производства и применения полимерного вторичного сырья можно условно разделить на 4 стадии:
- производство исходного сырья и полупродуктов;
- производство полимерных гранул;
- производство и использование изделий из полимерных гранул в промышленных изделиях, оборудовании и другой продукции;
- применение продукции из полимерного вторичного сырья в отраслях – потребителях, в том числе и в коммунальном хозяйстве.
Во всех случаях расчетам технико-экономической эффективности производства и применения вторичного полимерного сырья должен предшествовать технико-экономический анализ, который служит средством для решения важных производственных задач, а именно: определение целесообразных направлений развития отрасли по производству гранулята вторичных полимеров; экономическое обоснование технических мероприятий и определение очередности их внедрения; выбор наиболее экономического варианта при разработке выпускаемых изделий из полимерного сырья; оценка возможностей улучшения технико-экономических показателей изделий, полученных с применением сырья из вторичных полимеров; определение технического уровня вторичного полимерного гранулята в соответствии технологического регламента и ТУ выпускаемого вторичного сырья.
Литература
1. Полимерные отходы в коммунальном хозяйстве города. / Под общ. ред. Бабаева В.Н., Коринько И. В., Шутенко Л.Н. – Х.: ХНАГХ, – 2004. – 375 с.
2. Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н. Принципы создания композиционных материалов./Учебное пособие. М.: Издание МИХМ и МИТХТ, 1985. – 64 с.
3. Промышленные композиционные полимерные материалы./ Под ред. М. Ричардсона. Пер. с англ. Под ред П.Г. Бабаевского, М.: Химия, - 1980.- 282 с.
4. Межотраслевое совещание. Использование отходов производства и потребления полимерных материалов в народном хозяйстве. Тез. докл. ЦНИИТЭИМС, М. 1988 г.
5. Гриценко А.В., Горох Н.П., Внукова Н.В., Коринько И.В., Шубов Л.Я. «Техноло-гические основы промышленной переработки отходов мегаполиса». Уч. пособие, ХНАДУ, Х., 2005г.
6. Державна програма поводження з твердими побутовими відходами в Україні.– 2004.
Твердые бытовые отходы: объективная реальность, проблемы накопления и переработки