Полимерные пленки, благодаря их уникальным свойствам, применяются практически во всех отраслях хозяйства.
В результате этот прочный упаковочный материал накапливается в огромных количествах.
Его захороняют, сжигают, подвергают пиролизу, но тем не менее огромные объемы остаются неутилизированными.
Наиболее эффективным способом решения проблемы является переработка отходов полимерных пленок в гранулы.
Содержание
Негативное воздействие отходов пленок на экологию
Большая часть пленок производится из полиэтилена.
Потребление полиэтилена можно оценить по объемам расхода первичного сырья.
На его производство используется почти 4% мировой добычи нефти.
Легкие упаковочные изделия разносятся ветром на большие расстояния.
Мусор загрязняет реки, попадает в моря.
Из-за засорения водостоков и ливневой канализации усиливаются последствия наводнений. Заглатывая пленку, массово гибнут млекопитающие и птицы.
Отходы полимеров, ощутимую часть которых составляют упаковочные пленки и пакеты, загрязняют водоемы.
Особенно загрязнен Тихий океан. В нем есть так называемый «великий мусорный участок» с долей полиэтилена в загрязнениях до 90%.
Очевидно, что так продолжаться не может и из сложившейся экологической ситуации нужно искать выход.
Виды и характеристики
Пленки – один из наиболее распространенных видов изделий, произведенных из полимеров.
Материал обладает высокой прочностью. Он представляет собой синтетическое высокомолекулярное соединение и практически не поддается биологическому разложению. Процесс естественного распада будет длиться столетиями.
Из полимерных пленок изготавливают пакеты, оберточный материал, мешки для мусора и другое. Свойства материала отлично подходят для упаковки промышленных товаров, продуктов питания.
Пленки:
- очень прочные;
- не подвержены воздействию ни одной из кислот;
- не боятся влаги, растворов соли и щелочей.
Под воздействием высокой температуры пленка расплавляется, это свойство используется для переработки отходов.
Современные методы рециклинга позволяют производить вторичный продукт, который при грамотном подходе мало чем уступает первичному.
Переработанные пленки идут на изготовление тары, труб, канистр и других предметов хозяйственного назначения. Такой подход снижает стоимость пластиковых товаров.
Отслуживший полиэтилен можно сдать в пунктах приема. Цена тонны отходов колеблется от 60 до 200 долларов.
Пленки бывают природного происхождения, искусственные и синтетические.
К последней группе относятся пленки:
- полиэтиленовые;
- полиолефиновые;
- поливинилхлоридные (ПВХ);
- полиамидные;
- полистирольные и др.
Все виды активно применяются, из них изготавливают множество товаров:
- упаковочные материалы;
- электроизоляция в электротехнике и кабельной промышленности;
- гидроизоляция в строительстве;
- парники, крыши теплиц;
- светофильтры из поляроидных пленок.
Синтетические пленки недорогие в промышленном производстве и превосходят другие два вида по комплексу свойств.
Характеристики и назначение основных типов:
- Стрейч-пленка отличается высокой растяжимостью и прозрачностью. Не боится прокалывания. При соприкосновении слоев слипается, что улучшает упаковочные свойства. Используется для сохранности грузов на паллетах.
- Полиэтиленовая пленка защищает товары от кислорода и влаги, предотвращает порчу и сохраняет качество продуктов питания. Из нее изготавливают упаковку.
- Поливинилхлоридная пленка (ПВХ) наделена улучшенными по сравнению с другими видами характеристиками. Упаковка из нее пропускает наружу углекислый газ и водяной пар, а внутрь – кислород. Этот эффект обеспечивает «дыхание», т.е. внутри поддерживается заданный микроклимат, продукт долго сохраняется.
- Полипропиленовая пленка (ВОРР) прозрачна, имеет блестящую поверхность. Среди характеристик выделяют высокую эластичность, прочность на разрыв. Хороший диэлектрик, не пропускает пар и газы. При нанесении специального слоя легко сваривается. Применяется для ламинирования, печати, в декоративных целях (обертка). Из БОПП в процессе утилизации делают гибкие упаковки.
- Полиэтилентерефталатная (ПЭТ) сочетает в себе высокую механическую и электрическую прочность, хорошие электрические показателеи, нагревостойкость и влагостойкости. Имеет способность к металлизации.
К востребованным видам относятся также:
- полистирольные;
- полиамидные;
- экструзионные;
- многослойные (воздушно-пузырьковые);
- вспененные;
- голографические;
- сохраняющие скрученное состояние (твист-эффект);
- термоусадочные.
Свойства каждого сорта используются в производстве товаров с особыми требованиями по хранению, защите, привлекательности.
Как происходит утилизация?
Рециклинг признан наиболее рациональным способом утилизации. В основе технологий – механический и химический процессы.
Для вторичной переработки годятся не все полимеры. Предприятия принимают в работу термопластичные виды, такие как:
- ПВХ;
- полиэтилен;
- полипропилен;
- полистирол.
Производство гранул или агломерата
Цикл переработки пленок начинается с подготовки сырья:
- доставка отходов;
- взвешивание;
- сортировка.
Производство осуществляется в несколько этапов.
После первого этапа выходит материал с теми же характеристиками, что и исходный. Последующие операции снижают качество гранул.
Отсортированное сырье поступает на рабочую линию. В ее состав включено оборудование:
- измельчитель (дробилка, шредер);
- экструдер с калибрующей головкой;
- фильтры;
- ванна для охлаждения;
- транспортеры;
- агломераторы;
- грануляторы.
Отходы измельчаются до нужной фракции, затем в камере экструдера масса нагревается и плавится, перемешивается. Однородная смесь поступает на промывку, фильтрацию, сушку и после этого в агломераторы.
Агломерация (последовательные процессы расплавления и спекания) осуществляется в устройствах с возможностью регулирования температуры и давления.
Агломерат уже может служить вторичным сырьем. Но чаще из него производят гранулы.
Насыпной материал по транспортеру поступает в гранулятор. Здесь запускается несколько циклов нагрева и очистки, затем нагретая до 200°C масса пропускается через головку с фильерой.
Из экструдера выходят тонкие нити, которые охлаждаются и нарезаются на мелкие кусочки (гранулы).
Применяется два основных метода производства:
- литье под давлением;
- экструзия.
Из отходов ПВД пленки изготавливают новую пленку и различные неответственные потребительские изделия:
Товары в промышленном производстве:
- изоляционные материалы;
- отделочная плитка;
- трубы;
- баки для дренажных систем;
- резервуары для септиков.
Вторичные гранулы, полученные из пленок, также подмешивают в другие виды сырья.
Переработка пиролизом
Этот процесс происходит при высоких температурах без доступа кислорода. В таких условиях полимерная пленка разлагается на жидкие, твердые и газообразные продукты.
Из жидких компонентов получают теплоноситель.
Твердая фракция используется на предприятиях по выпуску:
- смазок;
- восков;
- эмульсий.
Газообразные смеси можно подавать для отопления.
Подробнее о пиролизе полимеров читайте здесь.
Заключение
Отходы полимеров загрязняют окружающую среду. Захоронение и сжигание неразлагающегося мусора представляют угрозу всему живому. Однако структура пленок позволяет подвергать их переработке, после чего вторичный материал используется как новое сырье, из него производят различные изделия.
Помимо решения проблем защиты среды, переработка полиэтиленовых отходов – выгодный бизнес. Производственный процесс несложный, а сбыт вторичным гранулам обеспечен. Активное развитие предприятий тормозят ограниченные возможности по сбору и доставке сырья.
Цена гранул и агломерата превосходит стоимость изначальных отходов в разы (до 10). Современная линия гранулирования стоит $70-90 тыс., 1 кг отходов – 15-20 центов, а вторичных гранул – 70-80 центов.
Таким образом, актуальность работы подобных предприятий не снизится в ближайшие годы, а лишь возрастет. Переработка полимерных пленок – свободная ниша для предпринимательства.
