Выводы.

1. Аналитически установлено, что механизм процессов, протекающих при эксплуатации и переработке полимерных отходов, и их количественное описание, позволяет сделать вывод о том, что получаемые из вторичного сырья полупродукты (агломерат и регранулят) должны содержать не более 0,1–0,5 моля окисленных активных групп, иметь оптимальную молекуляр-ную массу, обладать воспроизводимыми физико-механическими и технологическими показателями. Только в этом случае полупродукт можно использовать для производства изделий с гарантированным сроком службы взамен дефицитного первичного полимерного сырья из термопластов.

2. Одним из путей решения проблемы создания качественных полимерных материалов и изделий из вторичных полимеров является его модификация физико-химическими способами и создание однородного по структуре материала с воспроизводимыми свойствами.

3. Методы модификации вторичного полимерного сырья можно разделить на химические (сшивание, введение различных добавок) и физико-химические (наполнение минеральными и органическими наполнителями).

Большой научный и практический интерес представляет создание наполненных полимерных материалов на основе вторичного полиэтиленового сырья. использование полимерных материалов из вторичного сырья, содержащих до 30 % наполнителя, позволит высвободить до 40 % первичного сырья и направить его на производство изделий, которые нельзя получать из вторичного. Это в значительной степени сократит дефицит первичного полимерного сырья.

Для получения наполненных полимерных материалов из вторичного сырья можно использовать дисперсные и армирующие наполнители минерального и органического происхождения, а также наполнители, которые можно получать из полимерных отходов. Наполнению можно подвергать практически все отходы термопластов, а также смешанные отходы, которые для этой цели использовать предпочтительней с экономической точки зрения и технико-экономической эффективности применения полимерных композиционных материалов.

Литература

1. Авраменко В.Л. , Попова Н.Г. Реология и прочность полимеров. Киев УМК ВО, 1989 – 271с.

2. Вторичное использование полимерных материалов. Под ред. Е.Г. Любеш-киной, Москва: Химия, 1985 – 192 с.

3. Горох Н.П., Саратов И.Е., Юрченко В.А. Полимерные отходы в коммунальном хозяйстве города. Учебное пособие под редакцией Бабаева В.Н., Коринько И.В., Шутенко Л.Н. Харьков, ХНАГХ, 2004 – 375 с.

Технологические процессы регенерации

Полимерных отходов

Горох н.П.

технологические процессы регенерации полимерных отходов в агломерат и гранулы являются заключительной стадией подготовки вторичного полимерного сырья для изготовления продукции из полимерных композитных материалов.

1. Актуальность проблемы.

Положительное явление интенсивного развития производства изготов-ления тары и упаковки из пластмасс порождает проблему утилизации их отходов.

Необходимость решения проблемы утилизации в первую очередь связана с проблемой защиты окружающей среды. Объемы образующихся отходов и вышедших из употребления изделий из пластмасс в недалеком будущем могут не только достигнуть объемов производства, но и превзойти их, т.к. большинство пластмасс биологически пассивны, стойки к полному разрушению под действием климатических условий (рис.1.1.), [1]. некомпактность отходов и токсичность продуктов горения пластических масс не позволяют достаточно экономично проводить их захоронение или сжигание.

а) потребление термопластичных ПМ на душу населения, кг/год: 1- Западная Европа; 2 - Северная Америка; 3 - Япония; 4 - Азия; 5 - мировое потребление (источник: Marktforschung BASF)

б) Потребление полимерных материалов на душу населения по Харьковскому региону и г. Харькову

Рисунок 1.1 – Потребление полимерных материалов на душу населения

а) по регионам мира; б) по Харьковскому региону и г. Харькову

Во-вторых, в условиях ежегодного роста 3-5 % тары и упаковки из полимеров наличие значительного количества отходов и изношенных изделий из пластмасс может послужить дополнительным источником сырьевых ресурсов.

Таким образом, вторичное использование полимеров является предпосылкой решения таких важных социально-экономических проблем, как предотвращение загрязнения окружающей среды, эффективное использование природных ресурсов, более полное удовлетворение потребностей в полимерных материалах.

Масштабы проблемы утилизации вторичных полимеров можно проследить на примере прогнозируемых объемов производства основных видов пластмасс в Украине, представленных в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Объемы производства и отходов, возможных к сбору

основных видов пластмасс

Материал	Прог-нози-руемый год	Объем произ-водства тыс.т	Техноло- гические отходы произ- водства тыс.т	Техноло- гические отходы перера-ботки тыс.т	Вышедшие из употребления изделия:
					Пленки технического назначения	Изделия народного потребления
Полиэтилен	1977	604	13,3	36,6	52,5	133,7
	1980	1422	29,9	72,2	145,6	230,8
	1985	2062	42,3	101,5	224,2	361,8
	1990	4440	87,9	208,0	456,0	701,5
Полистирол	1977	308	5,3	24,8	-	36,2
	1980	634	10,3	41,2	-	61,6
	1985	1344	21,4	85,1	-	138,0
	1990	2275	35,0	136,3	-	267,7
Поливинил- хлорид	1977	450	9,6	25,9	-	177,2
	1980	969	19,7	46,4	-	225,0
	1985	1878	37,2	85,4	-	437,2
	1990	4000	76,8	168,9	-	882,7

Из таблиц 1.1 и 1.2 видно, что наибольшее значение имеют отходы тары и упаковки из полиэтилена комбинированных материалов и ПВХ. Трудность утилизации отходов полиэтилена связана с тем, что имеется большое количество некомпактных отходов в виде пленок, которые значительно загрязнены. Это не позволяет производить вторичную переработку на известном оборудовании и обуславливает поиск и разработку новых процессов и оборудования.

В настоящее время в Украине наиболее широко распространен метод регенерации полиэтилена из изношенной пленки, включающий мокрое дробление, промывку в ваннах флотации и шнековых промывателях, отжим в центрифугах или шнековых аппаратах, сушку и гранулирование.

Указанный процесс обладает рядом недостатков: сложность апаратур-ного оформления, многостадийность, низкое качество отмывки, и, как следствие, значительный износ рабочих органов применяемого оборудования.

Таблица 1.2 – Объемы накопления изношенной тары и упаковки

по Харьковскому региону

№ п/п	Наименование, вид тары и упаковки	Накопление по Харьковской области (т/год)			Накопление по г. Харькову (т/год)
		1998г.	2001г.	2004г.	1998г.	2001г.	2004г.
1	Транспортная тара из полимерных материалов	870	957	1100	441	485	558
2	Тара и упаковка из комбини-рованных материалов	36	410	459	183	201	237
3	Тара из текстильных поли-мерных материалов	4160	4576	5034	2108	2318	2666
4	Тара и упаковка из пленочных термопластичных материалов	3000	3300	3597	1520	1672	1873
5	Тара из полиэтилентерефта-лата (ПТЭФ)	2941	7352	8014	1490	3725	4284
6	Тара и упаковка комбиниро- ванная из композитных материалов (полимеры, картон, бумага, металл, стекло, дерево)	23834	24687	27649	12079	13123	14435
7	Упаковка разовая посуда от кафе «макдональдс»	1400	1600	1744	709	800	872
Общее накопление по результатам исследований		36565	42882	47597	18530	22324	23925

Более перспективными могут быть процессы и оборудование, обеспечивающие совмещение стадий переработки пленочных материалов.

В экспериментальной части работы рассмотрены процессы и оборудование, позволяющие в одном аппарате проводить регенерацию материалов из пластмассовых отходов в виде пленок.

В основу процессов регенерации полимерных отходов и оборудования положены явления, возникающие при высокоскоростном трении частиц материала друг о друга и рабочие элементы аппарата.

2.1 Методика эксперимента регенерации полимерных отходов в агломерат

исследования процессов регенерации полиэтилена из пленочных отходов производили на лабораторной установке с диаметром рабочей камеры 115 мм и затем на разработанном по полученным данным аппарате роторного типа (рис. 2.1) с рабочей камерой диаметром 500 мм.

Рисунок 2.1 – Роторный агломератор с приводом:

1 – ручка управления заслонкой, 2 – заслонка, 3 – воронка для стока промывных вод, 4 – полости, 5 – ножи, 6 – защитный пояс, 7 – корпус агломератора, 8 – сетка, 9 – вентилятор, 10 – электродвигатель вентилятора,

11 – электродвигатель привода.

Техническая характеристика роторного агломератора:

1. Диаметр рабочей камеры – 500 мм;

2. высота рабочей камеры – 1250 мм;

3. Объем рабочей камеры – 147 дм³;

4. скорость вращения ротора – 1500 об/мин;

5. Мощность электродвигателя – 30,0 кВт.