Нейлон – это тривиальное название синтетического волокна, которое изготавливают из полиамида (ПА).
Распространенные синонимы — лавсан, нейлон, анид. Он известен очень давно, еще с 30-40-х годов прошлого века.
Нейлон стал самым массовым полимером, используемым в текстильной промышленности 20-го века. Сейчас полиамид используют и как конструкционный пластик, элементы бытовой техники и т.д.
Соответственно, остро стоит вопрос о грамотной переработке отходов этого пластика. Можно ли повторно переработать в волокно отходы полиамида? Об этом речь пойдет в этой статье.
Содержание
Свойства и характеристики
Итак, что же это за ткань? Основной материал, из которого изготавливают нейлон – это полиамид. Это общее название группы полимеров, которые немного отличаются своей структурой (самые ходовые марки ПА 6, ПА66, ПА12, ПА 11).
Полиамид – это волокнообразующий полимер, т.е. теоретически любое изделие на основе ПА можно переработать в волокно.
Поверхностная структура материала такова, что он хорошо отталкивает воду и грязь. Нити нейлона образуют тончайшую сеть переплетения, которая помогает противостоять полимеру при агрессивном воздействии внешних факторов среды (ветер, влага, сильное трение и т.д.).
Кроме того, полиамид мало чувствителен к окислению, поэтому изделия из него еще и долговечны.
За последнее время произошло массовое распространение синтетических тканей из полиэфира, полиэтилена, полиуретана.
Однако полностью вытеснить нейлон так и не удалось, поскольку он обладает несколькими особо ценными свойствами:
- износостойкость;
- формоустойчивость;
- его легко стирать и гладить;
- хорошо окрашивается;
- защищает от ветра.
Виды
В зависимости от вида переплетения нитей, можно добиться полезных эксплуатационных характеристик ткани, которые определяют свойства конечного изделия. По способу прядения волокон выделяют следующие типы нейлона:
- Рипстоп. Отличается повышенной прочностью к раздиру. Отличается интересным способом сплетения обычного размера нитей и толстых армирующих волокон. Они повышают стойкость к царапанью и разрыву.
- Эластан. В своей структуре имеет порядка 2% эластичной нити, состоящей из очень упругого и эластичного полимера (лайкра, эластолан). Материал с такой структурой плотно облегает и хорошо держит форму. В подавляющем большинстве идет на производство чулочно-носочных изделий.
- Кордура. Запатентованное изобретение компании DuPont. Имеет двухслойную структуру. Внешний слой выполнен из прочного полиамида, а внутренний — из эластичного органосилоксана или полиуретана. Изделия из такой ткани не пропускают воду и отлично защищают от ветра, несмотря на сетчатую структуру, которая изображена на фото ниже.
- Композитные ткани. Основа таких полотен – это нейлон. Он работает в тканях как прочный каркас, на который можно затем наложить любую нить. Например, хлопок, для комфортной носки.
Основы рециклинга и технологии
Механический рециклинг – это самый простой способ получить нейлон из отходов. Стоит отметить, что этот метод не приводит к существенному ухудшению свойств нитей.
Любая марка полиамида может быть вторично использована как сырье для ткацкого производства. Но сформовать особо тонкие волокна (например, для чулочных изделий) не получится.
Особое внимание следует уделять разделению полиамида от посторонних примесей, поскольку наличие полимеров другой природы резко ухудшает качество нитей.
В общем технология выглядит следующим образом:
- Измельчение отходов. Полиамид жесткий пластик. Для дробления крупных кусков и слитков лучше подойдет шредер. Обычные роторные дробилки быстро выйдут из строя.
- Мойка. Здесь особое внимание следует уделить именно флотационной мойке, поскольку флотация позволит разделить дробленый пластик на фракции. Очень часто изделия комбинируют с полиолефинами, резиной, каучуками. Они легче воды, поэтому их легко разделить. Полиамид более плотный и опускается на дно ванны.
- Сушка. Особое внимание следует уделять отделению влаги. Кроме того, необходимо жестко контролировать остаточную влажность с помощью аналитических приборов (например, влагоанализатор). Полиамид очень чувствителен к воде. Он темнеет даже при наличии 0,5-1% влаги.
Осушение следует производить до остаточной влажности в 0,2-0,3%. Для этого подойдут большие конусные сушилки и системы воздушных циклонов. Бункер, куда поступает готовая промышленная дробленка, желательно сделать обогреваемым.
Ниже представляем вашему вниманию описание двух способов получения мононити, из которой затем придут волокна и получают ткань:
- Плавление в вертикальных аппаратах. В реактор загружается измельченное сырье. Затем происходит нагрев до температур плавления порядка 250-270°С. В качестве вспомогательных компонентов используются концентрированная серная кислота и водяной пар. Нагрев и плавление протекают в течении 2-3 часов. Затем расплав продавливают через фильеру для формования волокна. Такой метод аппаратурно выглядит простым и малозатратным. Но качество нитей будет хуже, чем при переработке экструзионным способом, поскольку полиамид больше окисляется.
- Экструзия. При таком способе качество волокна значительно выше, кроме того, можно дополнительно вводить усиливающие агенты. Температура расплава составляет примерно 240-270°С. Экструдер можно дополнительно оборудовать фильтрующими системами грубой и тонкой очистки для улавливания мелких частично мусора. Расплавленная масса продавливается через фильеру и подается на намотку.
Из готовых мононитей производят волокно и ткани заданной структуры. Аппаратурное оформление процесса зависит от сложности изготовления волокон и от их назначения.
Возможно, вас также заинтересует материал об оборудовании для переработки пластика.
Область применения вторичного нейлона
В зависимости от назначения из вторичного нейлона можно изготовить:
- Ковры и напольные покрытия. Каждый человек при входе в магазин или супермаркет проходит через черный грязезащитный коврик. Он выполнен из вторичного нейлона. Примерно треть повторно переработанного полиамида в мире идет на производство этих изделий.
- Технические ткани и ленты. Используют в качестве фиксирующего и крепежного материала на стройках, выработках и в промышленности.
- Щетина для щеток. Разнообразные щетки, метелки, шлифовальные круги могут изготавливать из вторсырья.
Отдельным абзацем хотелось бы выделить производство нитей из вторичного ПА именно для пошива одежды.
К сырью и собственно технологии следует предъявлять особые требования, а именно:
- идеальны для рециклинга обрезки тканей и нитей, чистые литники и сливы, прозрачные и светлые отходы;
- особое внимание следует уделять контролю влажности — остаточная влага приводит к окрашиванию нитей в коричневый оттенок;
- рекомендуется введение незначительных количеств компатибилизаторы (добавки, улучшающие совместимость пластиков) для упрочнения полиамида;
- строго контролировать температурный режим переработки на экструдере.
Занижение параметров нагрева приведет к непроплавам, а завышение — к деструкции.
Отличия переработанного и чистого материала
Есть несколько ключевых моментов, которые сдерживают применение нейлона, восстановленного из отходов:
- Вторичный полиамид более чувствителен к солнцу. Поэтому из него можно производить ткани только темного оттенка. Светлые цвета будут желтеть на свету.
- Чистый белый цвет получить на вторсырье невозможно.
- После рециклинга материал накапливает кислоты, которые со временем приведут к деструкции.
- Вторичный нейлон более чувствителен к влаге.
Видео по теме
Предлагаем посмотреть видео с кратким описанием свойств и видов нейлона.
Итоги
На первый взгляд может показаться, что переработка отходов нейлона – процесс крайне трудоемкий и сложный.
Но на самом деле ключевые этапы очень схожи с рециклингом привычных полиолефинов.
Стоимость вторичного полиамида достаточно высокая, поскольку конкуренция на рынке слабая. Поэтому отрасль вторичной переработки именно ПА очень перспективная и прибыльна.
Прочитав статью, вы ознакомились с характеристиками и свойствами такого материала, как нейлон, узнали, что делают из этой ткани, помимо знаменитых колготок, а также получили представление о переработке изделий из нее.
