Предлагаемый проект направлен на решение экологических и ресурсосберегающих задач. Цель проекта – очистка окружающей среды от отходов пластмасс и производство экономичных экологически безопасных изделий из вторичных материалов для широкого применения в разных отраслях хозяйства.
Уничтожение отходов пластмасс путем сжигания приводит к рязнению атмосферы токсичными газами, в том числе диоксинами. Захоронение их на мусорных свалках на долгие годы засоряет земельные территории, так как пластмассы в земле плохо разлагаются.
При переработке отходов пластмасс во вторичное сырье их необходимо разделять по видам полимеров, так как полимеры, как правило, плохо совместимы и механические свойства изделий из полимерных смесей существенно ухудшаются. Такое разделение пластмасс удорожает производственный процесс, что сильно снижает рентабельность производства.
В настоящем предложении рассматриваются технологии получения олимерных композиционных изделий на основе смесей из отходов пластмасс, что позволяет исключить стадию разделения полимеров и повысить рентабельность переработки отходов пластмасс.
В рамках таких технологий наиболее перспективными являются технология производства монолитных профильных погонажных изделий из смесевых полимерных композиций, а также технология производства прессованных изделий из высоконаполненных композиций с полимерным связующим из отходов пластмасс.
Производство монолитных профильных погонажных изделий (далее – погонажных изделий) из отходов пластмасс базируется на уникальном оборудовании, работающем по методу экструзии с противодавлением. Такое оборудование позволяет получать погонажные изделия с любой конфигурацией поперечного сечения любого размера, а также с любой продольной длиной изделия. Опыт работы на таком оборудовании, на котором производились, в частности, плиты длиной в 3 и более метров с прямоугольным сечением размером 50 х 500 мм, доски с сечением 25 х 200 мм и т.п., показал, что на этом оборудовании можно получать толстостенный монолитный погонаж как из хорошо смешанной полимерной смеси, так и из композиционного материала из отходов полиэтилена, наполненного дробленными частицами неплавящегося полимера или другого наполнителя.
Толстые доски, плиты, монолитные брусья и столбы круглого, прямоугольного или другого сечения из вторичных полимерных композиций являются водостойкими и коррозионностойкими, гигиеничными, легко моющимися и хорошо окрашивающимися, долговечными и прочными, экологически безопасными, обрабатывающимися, как дерево, материалами. Они могут заменить аналогичные металлические, бетонные или деревянные изделия и найти широкое применение, например, в коммунальном хозяйстве в качестве малых архитектурных форм – для устройства заборов и ограждений различного типа, палисадников, ограждений для мусоросборников, изготовления садовых скамеек, элементов детских площадок, спортивных сооружений (заборы и отбойные доски хоккейных площадок, бассейнов, скамеек стадионов и т.п.) гаражей, туалетов, канализационных стоков и т.д. В водном транспорте – доски, сваи и брусья для причальных сооружений, настилов и конструкционных элементов портовых сооружений и судов. В сельском хозяйстве для полов, перегородок и очистных стоков свинарников, коровников и птицеферм, для погребов и силосных ям. В жилищном и дорожном строительстве – для водостойких элементов строительных конструкций и сооружений, при строительстве канализационных сооружений и водостоков, сваи и перегородки при строительстве в условиях вечной мерзлоты и т.д. В промышленности для защиты от агрессивных и коррозионных сред, например, в гальваническом производстве. В военной технике и атомной энергетике для специальных конструкций и экранов для защиты от излучений. И так далее.
Важным условием широкого применения этих изделий является их небольшая стоимость. Учитывая,что вторичное сырье дешевле первичного, а, главное, более низкую себестоимость материала из смешанных отходов пластмасс за счет отсутствия в данной технологии стадии разделения пластмасс по видам полимеров, предлагаемые изделия имеют хорошие перспективы по спросу на них.
Принципиальным в предлагаемой технологии является вопрос о прочностных свойствах и качестве таких изделий из отходов пластмасс. Толстые монолитные изделия из смесевых и наполненных полимеров могут иметь свойства, вполне удовлетворяющие эксплуатационным требованиям, во-первых, за счет влияния геометрических факторов. Толстый брус является достаточно прочным для многих целей даже при значительном расслоении внутренней структуры и широком распределении по размеру дисперсных частиц наполнителя в объеме материала. Во-вторых, химия и технология композиционных материалов накопила большой опыт по улучшению физико-механических свойств композиций за счет модифицирующих добавок и отработки технологических условий и режимов изготовления этих материалов. В-третьих, имеются новые технические и технологические решения по количественному определению эксплуатационной совместимости смесей пластмасс путем измерения удельной энергии раздира и по способам улучшения совместимости, полученные одним из авторов предлагаемого проекта.
Основным преимуществом предлагаемого проекта, обеспечивающим его высокую конкурентоспособность, является создание новой конструкции оборудования с высокой производительностью для получения монолитных погонажных изделий повышенного качества из композиционных полимерных материалов. Это оборудование будет запатентовано.
Технико-экономический расчет одного из вариантов организации производства 3000 тонн в год погонажных толстостенных изделий из смешанных отходов пластмасс дал следующие результаты: себестоимость продукции составляет около 0,5 €/кг, капитальные затраты (без учета затрат на строительство здания) 4 997 500 €, окупаемость при цене 0.8 €/кг изделия составляет 5,4 года.
Второе направление в технологии эффективного использования смешанных отходов пластмасс без их разделения по видам полимеров является производство прессованных изделий типа древесно-стружечных плит на основе отходов термопластичных полимеров в качестве связующего и наполнителей из древесной стружки или измельченных отходов бумаги, в том числе, из вышедших из употребления денежных купюр, текстильных, резиновых и растительных отходов типа виноградной лозы, льняной костры, тростника и т.п. В отличие от известных технологий по производству древесно-стружечных плит со связующим из токсичных феноло-формальдегидных, карбамидных или других термореактивных смол, в предлагаемой технологии связующим служат отходы пластмасс с преобладающим содержанием полиэтилена и других экологически безопасных термопластов. При этом содержание полимерного связующего существенно меньше (15 –20%), чем в известных аналогичных патентах, что снижает себестоимость материала. Ноу-хау технологии обеспечивает, однако, хорошие физико-механические свойства материала.
Экогическая безопасность и невысокая стоимость получаемых прессованных изделий, широкая сырьевая база используемых наполнителей из древесных, бумажных, растительных и других видов отходов, большой ассортимент возможных к применению изделий из спрессованных материалов в виде плоских и профильных плит для использования в качестве перегородок, облицовочных плит, встроенной мебели, тепло- и звукоизоляционных перегородок – все это делает перспективным предлагаемую технологию для решения не только экологических и ресурсосберегающих задач, но и экономически привлекательной для удовлетворения запросов рынка.
Кандидат химических наук Карцовник
Тел./факс: 049-351-849 23 16, E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.