Технология производства вторичных гранул пластика: переработка полимеров и описание метода грануляции

Большое количество отходов пластика создает серьезную экологическую угрозу.

Решить проблему его утилизации можно с помощью вторичной обработки.

Вопрос решается производством вторичной гранулы из отходов пластика.

Полученный материал гораздо дешевле, чем первичное сырье для изготовления пластиковых изделий, а процесс рециклинга — экологически безопасен.

Что представляет собой гранулят?

Вторичная гранула – это промежуточный результат переработки различных видов пластика.

Сырьем для ее производства служат:

• бытовые и промышленные полимерные отходы;
• производственный брак и неликвиды;
• использованная тара и упаковка.

Так как использование полимеров в быту и на производстве растет, то и исходного материала для изготовления вторичного гранулята становится все больше. Даже специалисты не всегда могут по внешнему виду определить, из какого пластика изготовлено то или иное изделие.

Гранулят используется для производства новых изделий из пластика. Редко — в чистом виде, часто — как добавка к первичному сырью для удешевления продукции там, где это целесообразно.

Преимущества «вторички»

Использование вторичных синтетических материалов имеет массу преимуществ перед исходным сырьем:

• экономическая выгода – на изготовление тратится меньше финансовых ресурсов, что значительно влияет на конечную стоимость продукта;
• защита экологии — сырьем для производства по сути служит мусор;
• простота технологий — нет необходимости в сложных технологических процессах и оборудовании.

По физическим и химическим параметрам вторичные гранулы практически ничем не отличаются от первичных. Используя разнообразные добавки и присадки, эти характеристики можно улучшить.

Вторичные гранулы имеют заданные:

• размеры;
• цвет;
• прозрачность.

В зависимости от вида используемого для их производства полимера, определяется дальнейшее предназначение материала. Качество гранул во многом зависит от степени очистки полимерного сырья от примесей.

Плюсами в использовании также являются еще некоторые моменты:

• сыпучие гранулы занимают мало места;
• они имеют постоянный объем и вес, так как не впитывают воду;
• не деформируются – стойкие к механическим воздействиям;
• устойчивы к температурным перепадам;
• их легко хранить и транспортировать;
• широкий ассортимент получаемой продукции.

С успехом заменяя дорогое первичное сырье, вторичный материал радикально решает экологическую проблему пластикового мусора. Выгода такой переработки заключается и в других аспектах:

• не требуется организация полигонов для утилизации полимерных отходов;
• нет необходимости в строительстве заводов по сжиганию пластика;
• снижается расход полезных ископаемых, используемых для производства первичных полимеров.

Переработка пластиковых отходов становится все более прибыльным бизнесом.

Виды вторичных гранул

Вид гранул, а также их свойства и предназначение, зависят от того, какой пластик перерабатывался.

Большая часть такой продукции приходится на:

• ПНД HDPE – полиэтилен низкого давления;
• ПВД LDPE – полиэтилен высокого давления;
• ПЭТ PET – полиэтилентерефталат;
• Полипропилен PP;
• ПВХ PVC – поливинилхлорид.

Но все более востребованными становятся также и другие виды «вторички»:

• стрейч LLDPE;
• АБС-пластик;
• полистирол PS;
• поликарбонат.

У каждого материала есть свои особенности.

ПНД — полиэтилен низкого давления

Для производства применяются неликвиды и отходы полиэтилена низкого давления. Они обладают высокой плотностью.

По этой причине затраты на их обработку несколько выше, чем на другие пластики.

ПВД

Обработка полиэтилена высоким давлением придает ему особые качества:

• эластичность – он обладает хорошей упругостью и тягучестью, что отлично подходит для производства пленок разного назначения;
• не имеет запаха и не выделяет токсины;
• неплохая морозостойкость изделий из ПВД;
• не проводит электрический ток;
• обладает водо- и газонепроницаемостью;
• хорошо сохраняет тепло;
• имеет отличную светопроницаемость;
• стоек к химическим воздействиям.

Вторичный ПВД достаточно легко обрабатывается.

ПЭТ

ПЭТ-отходы являются самыми простыми в переработке.

Вторичные гранулы можно добавлять в первичное сырье, либо сплавлять с другими видами пластика.

Полипропилен

Сырьем для производства «вторички» служат пленка, а также отходы и брак производства полипропиленовой тары и упаковки.

Вторичный материал обладает:

• устойчивостью к высоким температурам;
• механической прочностью;
• электроизоляцией и водонепроницаемостью;
• стойкостью к химическим воздействиям, кислотам и спиртам.

Но пропилен не обладает морозоустойчивостью. Устранить этот момент помогают специальные компоненты.

Гранулы полипропилена в основном идут на дальнейшую обработку литьевым способом.

ПВХ

Благодаря особенным свойствам эти гранулы применяются во многих сферах.

Они удобны в использовании, так как:

• при производстве не образуется пыль;
• их легко окрашивать, ламинировать и кашировать;
• просто производить дальнейшую обработку.

Универсальность гранул ПВХ заключается в том, что они могут быть обработаны на любом оборудовании.

Стрейч

Гранулы стрейч в основном используются для производства упаковочной пленки, которая обладает:

• хорошей гибкостью и растяжимостью;
• прекрасной фиксацией;
• прозрачностью;
• воздухонепроницаемостью.

Материал не токсичен, без запаха. Стрейч обладает хорошей стойкостью к химическим веществам.

ABS-пластик

АБС-пластик широко применяется во многих сферах быта и производства. Он состоит из трех основных компонентов, каждый из которых придает ему определенные характеристики.

Больше информации об этом виде сырья вы найдете в статье «Переработка АБС- пластика».

Полистирол

Основными техническими параметрами полистирола можно назвать:

1. Оптимальная комбинация гибкости и жесткости материала.
2. Хорошая прочность и устойчивость к механическим воздействиям.
3. Инертность к химическим веществам.
4. Хорошие показатели светорассеивания.
5. Материал не проводит электрический ток.

Он является экологически чистым продуктом. Сырьем для переработки может служить как вспененный, так и монолитный полистирол.

Поликарбонат

Вторично изготовленный поликарбонат практически ничем не отличается от органического. Сырьем здесь служат отходы различных изделий из него.

Он характеризуется следующими показателями:

• высокой прочностью;
• отличными оптическими показателями;
• хорошими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами;
• упругостью;
• не пропускает влагу;
• легко обрабатывается;
• не токсичен.

Его можно эксплуатировать при отрицательных температурах.

Добавление в материал стабилизаторов позволяет защитить его от ультрафиолетовых лучей.

Добавки для производства регранулята пластиков

При производстве вторичных гранул часто применяются различные добавки. Они улучшают физические и химические показатели полимеров, а также их эксплуатационные свойства. Для этого используются следующие компоненты:

• красители;
• ароматизаторы;
• присадки;
• осушители;
• антистатики.

Они могут придать гранулам разнообразные цвета, запахи, повысить их морозостойкость, прочность, устойчивость к химическим воздействиям.

Метод грануляции пластмасс

Технологии достаточно просты и не сильно затратны финансово.

Выгоднее всего перерабатывать производственный брак и отходы, которые не подвергались интенсивной эксплуатации.

Более сложным является производство «вторички» из рассортированного пластика. Здесь основной сложностью будет его качественная очистка от примесей. Использование в качестве исходного сырья несортированного и сильно загрязненного мусора часто оказывается не только невыгодным делом, но и очень затруднительным.

Переработка пластика производится двумя основными способами:

1. Простое дробление отходов дает возможность его использования в качестве добавки к первичному сырью при производстве продукции.
2. Дробление с последующим изготовлением гранулята, который можно применять для изготовления товаров.

Рассмотрим более подробно технологию получения вторичных гранул из пластика.

Общая технология переработки:

1. Сырье предварительно сортируется по виду и цвету. Эта операция в основном выполняется вручную.
2. Далее происходит измельчение однородных отходов в специальной дробилке. Размеры получаемого материала зависят от дальнейшей обработки.
3. Дробленку тщательно промывают и очищают от посторонних предметов и примесей.
4. Смесь тщательно высушивается.

Суть метода грануляции пластмасс:

• массу нагревают до определенной температуры (зависит от вида полимера);
• методом экструзии она выдавливается через отверстия в виде нитей;
• их сразу помещают в воду для охлаждения;
• после этого нити нарезаются на гранулы.

Альтернатива — метод горячей резки, где стадия водного охлаждения отсутствует.

Здесь также возможны разнообразные промежуточные действия, связанные с особенностями вида пластика. Из готовых гранул можно производить пластиковые изделия методом литья под давлением или экструзией.

Оборудование

Для переработки пластика используются стационарные или мобильные установки. Они выполняют отдельные функции, либо являются универсальными.

1. Линии очистки и мойки полимерных отходов.
2. Экструдеры.
3. Агломераторы полимеров.
4. Линии гранулирования вторичных полимеров.
5. Линии переработки ПЭТ-бутылок.
6. Модули сухой очистки полимеров – предназначен для очистки сыпучих полимеров от сухого загрязнения различными предметами.
7. Перфораторы для прокалывания ПЭТ-бутылок.
8. Прессы для полимеров.
9. Дробильное оборудование.

Мини-агрегаты помещаются в специальный контейнер, который представляет уже полноценную установку. Для его активизации требуется подведение электричества, воды и канализации.

Гранулирование пластиковых бутылок

Пластиковые бутылки, которые используются для упаковки различных напитков, практически вытеснили из оборота стеклянную тару. Их утилизация очень затратна, так как пластик долго не разлагается.

Его сжигание наносит значительный ущерб экологии и требует вложения больших финансовых средств.

Автоматизированные линии позволяют выполнить:

• мытье бутылок;
• удаление посторонних примесей, в частности – бумажных этикеток;
• измельчение ПЭТ;
• упаковка хлопьев и гранул.

В ручной режиме бутылки сортируются по цвету и с них удаляются крышки, ручки и другие предметы из ПВХ и посторонних материалов.

В состав линии входит:

1. Транспортер — лента для подачи бутылок.
2. Барабан – здесь происходит отделение этикеток.
3. Металлодетектор – если обнаружены посторонние металлические предметы, то они удаляются из отходов.
4. Измельчитель бутылок.
5. Ванна-сепаратор – используется для отделения ПЭТ-материала от ПП.
6. Моечная емкость – здесь сырье промывается горячей водой.
7. Мойка центробежного типа.
8. Душ – используется для конечной промывки.
9. Центрифуга.
10. Сушилка.
11. Отделение для посторонних предметов.
12. Накопительный бункер.
13. Пульт управления линией.

Между металлодетектором и измельчителем проходит транспортерная лента, на которой визуально осматривается сырье.

Но бутылки — это специфическое сырье, поэтому мы отдельно описали их технологию переработки и задействуемое оборудование.

Отдельно перерабатываются и крышки, ведь они состоят из других полимеров. Крышкам также посвящен отдельный раздел.

Универсальные линии грануляторов

Разные виды полимерных отходов можно перерабатывать на универсальном оборудовании. Это могут быть как первичные полимеры, так и вторичное сырье и отходы полимеров.

Составные части линии:

• основной экструдер;
• боковая подача;
• дополнительный экструдер;
• сушилка;
• ванна водяного охлаждения;
• дробилка;
• пульт управления.

Такие линии компактны, не требуют большого количества рабочих по обслуживанию.

Агломерация

Агломераторы предназначены для переработки мягких полимерных отходов. Обычно это различного типа пленки. Полученный агломерат в дальнейшем подвергаются обработке в экструдерах или литьевых машинах. Из них изготавливают такие же пленки.

Агломератор может использоваться в качестве самостоятельного оборудования, либо совмещаться с модулями сухой очистки полимеров.

Принцип работы:

1. Отходы пленки помещаются в камеру измельчителя.
2. После измельчения в нее подается холодная вода.
3. Водяные пары удаляются при помощи вентилятора.
4. Охлажденные гранулы выгружаются из емкости.

Для переработки отходов ПВХ используется оборудование:

• дробилка;
• смеситель с двумя стадиями обработки – холодная и горячая;
• гранулятор.

Больше информации о задействуемых станках и линиях читайте в статье Оборудование для переработки пластика в гранулы.

Сферы применения

Большое разнообразие производимой вторичной гранулы пластика позволяет использовать ее во многих сферах:

• в быту;
• промышленности;
• строительстве;
• медицине.

Самыми распространенными продуктами можно назвать бытовые и технические пленки и разнообразную полимерную тару.

ПНД

ПНД гранулы используются при производстве:

1. Мягких упаковочных материалов – пленок и пакетов.
2. Твердой упаковки – пробки для бутылок, тара для продуктов, косметики и химии.
3. Полимерных труб.
4. Бытовых емкостей.
5. Сельскохозяйственного и бытового инвентаря.
6. Деталей для различного оборудования.

Новой сферой применения ПНД является применение при изготовлении чернил для 3D-принтеров.

ПВД

Из вторичных гранул ПВД изготавливаются многие бытовые товары:

• упаковочные пленки, подносы и лотки;
• пробки для стеклянных бутылок;
• детские игрушки;
• пластиковая тара.

В промышленной сфере он используется для производства:

• кровельных материалов;
• полимерно-песчаных стройматериалов;
• труб-каналов для кабеля, водостоков и вентиляции;
• изделий медицинского назначения.

Из вторичного ПВД изготавливают утеплитель – пенополистирол. Широкое применение в строительстве также получили полимерно-песчаные плитка и черепица. Он используется также в машиностроении и приборостроении.

ПЭТ

Из гранул ПЭТ в основном изготавливаются:

1. Бутылки технического и бытового назначения.
2. Различная тара для продуктов питания, косметических средств, химии.
3. Кровельные материалы.
4. Упаковочный шпагат и лента.

Кроме гранул ПЭТ перерабатывается в хлопья и технические волокна.

Полистирол

Из гранул полистирола производятся:

• канцелярские товары;
• бытовые приборы;
• оборудование различного назначения;
• светотехнические изделия;
• строительные материалы для утепления и облицовки.

Полистирол широко используется при изготовлении разнообразной тары и упаковки.

Вторичный полипропилен

Вторичный полипропилен имеет очень разнообразную сферу применения:

• полуфабрикаты и профили;
• поддоны и подставки;
• легкая мебель;
• конструкции теплиц;
• трубы;
• детали оборудования;
• одноразовые шприцы.
• садовый инвентарь;
• хозяйственные принадлежности – ведра, тазики, горшки для цветов.
• упаковочная лента, пленка, пакеты, тканые мешки.

Практически повсеместно встречаются предметы, которые выполнены из вторичного полипропилена.

Поликарбонат

Вторичный поликарбонат применяется при изготовлении:

• тепличных конструкций;
• навесов, заборов;
• перегородок в помещениях;
• кухонных принадлежностей;
• комплектующих для мебели;
• медицинских товаров, очков;
• в приборостроении при производстве деталей для точных приборов.

Подробнее о применении вторичных гранул читайте в статье Гранулированный вторичный пластик: виды, назначение и цена.

Видео по теме

В данном видео наглядно показан процесс производства вторичной гранулы из пластиковых отходов.

Заключение

Перерабатывать пластик можно по несколько раз, ведь он незначительно теряет свои технические свойства. Вторичное сырье пользуется большим спросом на рынке благодаря более низкой стоимости.

Выгода от рециклинга пластика состоит не только в финансовой составляющей. Он в значительной мере решает экологические вопросы безопасности окружающей среды.