Пластмассовые материалы за прошедшие 10-15 лет сформировали широкий спектр направлений, в которых могут использоваться продукты их переработки. Сам по себе синтетический материал сегодня переживает период радикальных технологических изменений, в результате чего рынок строительного сырья наполняется новыми предложениями. Достаточно отметить семейства композитов, которые вытесняют и металлы, и древесину.
В свою очередь, переработка пластмассы как способ получения принципиально нового и, что самое важное, более совершенного в плане эксплуатационных качеств материала не столь интересна. Максимум с помощью технологий этого типа можно воссоздать прежнюю синтетическую структуру. И все же это направление деятельности перерабатывающих комбинатов оправдывает себя по многим другим причинам, среди которых экологические и финансовые.
Виды пластмассовых отходов
Технологи выделяют 4 категории пластиковых отходов, которые могут подвергаться вторичной обработке. В первую очередь это односортовые пластики в форме лома и непосредственно отходов, которые можно вносить в массы, схожие по химическому составу. Вторая категория – загрязненные односортовые пластмассы, для переработки которых необходимо первичное проведение очистных технологических мероприятий. Третью же группу представляют смешанные пластмассовые отходы с содержанием инородных примесей.
В сущности, сторонние частицы представляют собой те же загрязнения, металлические или цементные элементы, которые требуют предварительной очистки. Также теоретические основы переработки пластмасс предусматривают и выделение группы разносортных пластиковых материалов. В данном случае смешивается не только пластмасса и сторонние частицы других производственных или строительных материалов, но и разные структуры самих пластиков.
Классификации методов переработки
Основная классификация предусматривает выделение технологий прямой формовки изделий и формование из полуфабриката. Что касается прямой переработки, то к этой группе можно отнести методы полимеризации, контактное формование, протяжку и мокрую намотку, а также напыление. Пользуются популярностью и методики формования пластиковой продукции из полуфабрикатов. К этому направлению технологического развития переработки относят литьевые методы, штранг-прессование, формовку из препрегов и премиксов. Также переработка пластмасс бывает физико-химической и механической.
Практически все механические способы переработки ориентированы на измельчение очищенных отходов с последующим получением однородной массы. Важным отличием этой группы методов является тот факт, что полученное изделие не отличается своими физико-химическими свойствами от первичного сырья. Напротив, физико-химические методы базируются на технологиях деструкции структуры первичного материала, в процессе которой меняются и эксплуатационные качества получаемой субстанции.
Измельчение пластмасс как технология подготовки
Это распространенная операция в перерабатывающей индустрии, которая применяется не только в работе с пластиками. В зависимости от требований к конечной фракции, к работе подключаются соответствующие агрегаты. Универсальной машиной измельчения можно назвать уплотнители со шнековыми органами механического воздействия.
В процессе работы происходит уплотнение загруженной пластиковой массы с помощью дисковых пластин-грануляторов с фрикционными механизмами. Как правило, используются две пластины, одна из которых сохраняет неподвижное состояние. Измельчающая переработка отходов пластмасс во многом зависит и от характеристик самого материла.
Для жесткого сырья применяют дробилки и агрегаты, снабженные резчиками разной формы. Работа с полиэтиленовыми отходами в виде пленки выполняется более деликатными методами. К примеру, на комплексной линии, в составе которой предусматриваются узлы уплотнения, измельчения и грануляции. Непосредственно механическую задачу измельчения в данном случае выполняют ножевые элементы.
Технологии разделения отходов
Отчасти эта стадия связана с подготовительными очистными мероприятиями, о которых уже говорилось выше. Но процесс разделения как таковой более обширен и не ограничивается только лишь очисткой от грязи. Принципиальным является и проведение сепарации после измельчения, поскольку мелкие гранулы проще поддаются отделению от инородных частиц. Итак, первичная сепарация все же предусматривает отделение кусков пластиков от металла. Для этого применяются магнитные и электромагнитные катушки внутри барабанных вращающихся конструкций, в которые загружается целевой материал.
Индивидуальная переработка
Индивидуальность переработки обусловлена тем, что в рабочую зону попадает только отсортированный пластик, готовый в том числе и к смешиванию с подходящими по структуре массами. Сама же переработка выполняется разными способами, но основным считается экструдерный. Специальная установка со шнеками и бункером загрузки принимает измельченный пластик, плавит его и через экструдер подает на производственную линию. На заключительном этапе выпуска, в зависимости от машины, оператор может менять параметры выпуска пластмассы. Регулируется и степень сжатия сырья, что позволяет также выбрать оптимальную длину червяка в целях обеспечения достаточной гомогенизации.
Такая переработка пластмасс считается щадящей, с точки зрения сохранения эксплуатационных свойств материала, но это не значит, что ее можно повторять бесконечно. Дело в том, что одна и та же пластмассовая субстанция по этой технологии может перерабатываться не более 3-4 раз в зависимости и от условий применения. В дальнейшем массу отправляют на линии вторичного использования с более глубокой химической переработкой.
Технология переработки пластмасс без разделения
Исключение этапа разделения и очистки пластмассовых отходов обусловило и специфику технологии дальнейшей их переработки. Обычно для этого задействуются плавильные машины с дополнительной оснасткой для каландрования материала. В результате на выход подаются уже готовые к использованию панели, плиты и листы из пластика. Это грубый материал с жесткой структурой, в составе которого содержится большой коэффициент примесей. Из-за содержания сторонних частиц снижается качество пластика и экологическая чистота. С другой стороны, переработка пластмасс без сепарации отличается невысокими затратами и в некоторых сферах предоставляет оптимальный по техническим характеристикам материал.
Переработка посредством литья
В целях оптимизации процесса переработки был разработан и другой способ удешевления производства. Технология многокомпонентного литья представляет собой вариант изготовления комбинированной продукции. Суть его в том, что посредством нескольких уровней формовки создается трехкомпонентное изделие. Его основу составляет дешевый пластик на основе тех же неочищенных субстанций, а далее следует уровень средней по качеству массы. В свою очередь, наружные слои представляют собой полностью очищенный экологически чистый состав, для получения которого применялась экструдерная переработка пластмассы.
Производство пластиковых материалов на основе многокомпонентного литья осуществляется техникой, обеспечивающей прохождение отходов через несколько каналов. Кстати, для внутренних наслоений не всегда используются именно пластики. Их часто заменяет более дешевый материал, в состав которого входит сульфат бария, тальк, керамика и т. д.
Модификация пластиковых отходов
Вовсе не обязательно переработка должна ориентироваться на получение тех же эксплуатационных и структурных свойств, которыми прежде характеризовалось изделие. Данный этап открывает широкие возможности для модификации структуры путем внесения специальных добавок. Например, вторичная переработка пластмасс с добавлением сополимера этилена способствует повышению устойчивости к механическим нагрузкам и эластичности. Если такое включение вносится в структуру поливинилхлорида, то можно рассчитывать и на увеличение сопротивления удару.
Оборудование для переработки
Специализированных машин, предназначенных для выполнения переработки в режиме полного цикла, не так много. В России, к примеру, известна установка Reverzer от японской компании Mitsubishi. Это пример той самой экструдерной машины, снабженной шнеками и дегазационным устройством. Известно отечественным предприятиям и английское оборудование по переработке пластмасс, достоинства которого демонстрируют установки EPG. Это компания, которая предлагает инновационные способы переработки отходов за счет экструзии с раздувом.
Как выбрать оптимальный метод переработки?
Для начала должны оцениваться задачи, которые будут стоять уже перед выпущенной продукцией. Это позволит изначально определиться и с необходимостью сепарации, и с возможным применением модификаторов. Самым простым и дешевым является метод неразделенной переработки изделий из пластмасс, который позволяет получать качественные ограждения, напольные материалы, изоляционные панели и т. д. Технология переработки очищенных пластиков обычно ориентируется на последующий выпуск полиэтиленовой тары.
Заключение
Индустрия переработки синтетических отходов в наши дни особенно актуальна и востребована в разных сферах промышленности. Получение недорогого и практичного сырья при незначительных затратах – главный мотив, которым руководствуются участники данного рынка. При этом в России данный сектор промышленности пока не так развит, как в Европе. Из наиболее развитых можно выделить разве что завод по переработке пластмасс «Пларус», который работает с 2009 г. К технологическим особенностям данного предприятия можно отнести использование современного метода переработки ПЭТ-бутылок. При этом набирают обороты и другие предприятия, каждый год наращивающие объемы выпуска переработанного пластика в разных формах.
