PVD-Granulat recyceln. Polyethylen-Recycling: Abfallrecycling-Technologie. Wie ist die Verarbeitung von Rohstoffen

Wir alle wissen, dass Abfall irgendwie recycelt wird, aber wie wird das gemacht? Nur wenige wissen es. Es gibt gewisse Unterschiede zwischen der Verarbeitung von Industrie- und Haushaltskunststoffen, da Polymere unterschiedliche Eigenschaften haben.

Auch Sekundärrohstoffe, also Polyethylen, haben eigene Eigenschaften, die oft nicht den Anforderungen entsprechen. Dies ist vergleichbar mit der Tatsache, dass bei der Verarbeitung von Polyethylen Materialien mit unterschiedlicher molekularer Struktur zum Einsatz kommen. Zudem trägt der Plastifizierungsprozess zu einer Qualitätssteigerung des verarbeiteten Materials bei.

Recyclingprozesse

Gewöhnliches Polyethylen, einschließlich des für die Verpackung verwendeten Materials, hat eine lange Lebensdauer. Es ist zu beachten, dass bei der Verwendung von Industriefolie atmosphärischen Faktoren ausgesetzt sind:

• Temperaturunterschied
• Sonnenstrahlen
• Der Film kann mit einer Staubschicht bedeckt sein, die bei sorgfältiger Reinigung des Films schwer zu entfernen ist

Hinsichtlich der Bedingungen unterscheidet sich die Verarbeitung von Polyethylen grundsätzlich nicht von der Verarbeitung von Neuware. Das Recycling von Polyethylenabfällen unterliegt jedoch in einigen Fällen geringfügigen Änderungen, sodass die Anzahl der Polyethylenverarbeitungszyklen begrenzt ist.

Unsere Tage

BEIM moderne Zeiten Der fortschrittlichste Weg, Polyethylen zu recyceln, besteht darin, Holzmaterialien durch ein Zwischenmaterial zu ersetzen. Der Recyclingprozess selbst erfordert eine spezielle Reinigung des Sekundärprodukts (z. B. Behälter für Kraft- und Schmierstoffe).

Das am weitesten verbreitete recycelte PE fand die Herstellung von Kanistern durch Blasformen. Diese Kanister werden vollständig auf Abfallbasis oder durch Extrusion hergestellt, Primärgranulat (in diesem Fall bildet eine Schicht aus Sekundärpolymer einen Kern zwischen 2 Schichten aus 1. Polymer). Die daraus resultierenden Produkte werden von einer Vielzahl von Unternehmen zur Abfüllung verschiedener Waschmittel verwendet.

Die zweite Methode wird in Betracht gezogen - Bewässerungsrohre. Der Durchmesser dieser Rohre reicht bis zu 630 mm. Beim Spritzgießen muss recyceltes Polyethylen verwendet werden Prozentsatz unter. Diese Technologie wird für Verkleidungsplatten, Müllcontainer usw. verwendet.

Was die Ausrüstung betrifft, hat die Verarbeitung von Polyethylen Verschiedene Arten und Briefmarken. Viele Hersteller beschäftigen sich mit der Herstellung von Geräten und treten erfolgreich in den russischen Markt ein.

Polyethylenrecycling ist eine der wenigen Recyclingtechnologien, die eine Lösung bietet Umweltproblem Verschwendung und kann gute Gewinne bringen.

Das Problem der Verschmutzung des Planeten mit Polyethylen wird von Jahr zu Jahr ernster. Die Verwendung dieses Materials ist so weit verbreitet, dass es in fast allen Bereichen zu finden ist. Menschenleben. Entsorgungsschwierigkeiten und lange Zersetzungszeiten bedrohen unseren Planeten. Um das Problem zu lösen, werden Technologien zur Verarbeitung und Wiederverwertung des Stoffes entwickelt. Dies ist eine großartige Möglichkeit, die riesige Menge an Müll auf den Mülldeponien loszuwerden. Großstädte und darauf aufbauend eine profitable Produktion. Die weltweite Einführung dieser Methode ist eine Chance, eine ökologische Katastrophe zu besiegen.

Relevanz der Polyethylenverarbeitung

Es ist nicht einfach, dieses Material zu entsorgen - die Struktur und Zusammensetzung von Polyethylen bieten Beständigkeit gegen verschiedene chemische Faktoren, was es so beliebt macht. In Bezug auf die Verwendung sind diese Eigenschaften genau das, was Sie brauchen. Es sind jedoch dieselben Eigenschaften, die zu den Auswirkungen von Abfällen auf die Umwelt führen.

Die Zersetzung von Polyethylen dauert etwa 300 Jahre. Ein gefährlicher Faktor ist auch die Tatsache, dass Gegenstände aus Polyethylen bei ihrer Zersetzung gefährliche Substanzen in die Biosphäre freisetzen können. chemische Elemente die Luft, Boden, Grundwasser verschmutzen. In Summe wirkt sich diese Aktion auf den Staat aus Umfeld und öffentliche Gesundheit.

Wenn dieses Material so erstaunliche Eigenschaften hat und mehrere hundert Jahre gelagert wird, stellt sich die Frage, warum man sich diese Abfallqualitäten nicht zunutze machen sollte. Moderne Technologie ermöglicht es, Polyethylenabfälle so weit zu recyceln, dass das Material wieder verwendbar wird. Dies ist sowohl eine Möglichkeit, neue Materialien einzusparen, als auch eine Lösung für das Problem der Umweltverschmutzung.

Für das reibungslose und konstante Funktionieren des Verarbeitungssystems ist die Voraussetzung zum Sammeln von Rohstoffen und die Verfügbarkeit der erforderlichen Ausrüstung erforderlich. Bei der nachfolgenden Verarbeitung entsteht Abfall neues Leben als Haushaltsgegenstände des täglichen Bedarfs.

Die Zahl der Unternehmen, die sich mit der Verarbeitung von Polyethylenabfällen befassen, nimmt natürlich jedes Jahr zu - dies wird durch die Relevanz und Nachfrage nach dieser Dienstleistung erleichtert. Die geringen Rohstoffkosten u breite Möglichkeiten Produktion von Waren, deren Nachfrage nicht sinkt - das sind die entscheidenden Vorteile eines solchen Geschäfts.

Ein wichtiger Punkt. Die Verwendung von Produkten aus recyceltem Polyethylen sollte auf der Verpackung des Produkts angegeben werden, während die Qualität des recycelten Produkts geringer ist als bei neuem Polyethylen. Dieser Fakt sollte in Betracht gezogen werden.

Wie ist die Verarbeitung der Rohstoffe?

Abfall wird in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten verarbeitet:

• Sammlung von Rohstoffen;
• Sortierung;
• Primärverarbeitung;
• Mahlen;
• Verarbeitung in einer Zentrifuge;
• die Auswirkung der Temperatur;
• die Verwendung von Material für die Herstellung von Produkten.

Am Anfang des Prozesses steht die Sammlung der Rohstoffe und deren Sortierung. In diesem Stadium wird der Abfall in Kategorien eingeteilt, die der Art des Rohstoffs entsprechen. Das Sortieren kann manuell oder mit mechanisierten Geräten erfolgen.

Sortierter Abfall muss von Schmutz, Teilen von Fremdstoffen gereinigt werden. Rohstoffe werden in speziellen Waschmaschinen gereinigt. Einige Sammler von Rohstoffen führen dieses Verfahren selbst durch und erhöhen den Preis dafür.

Das Mahlen von gereinigten und aufbereiteten Rohstoffen erfolgt in speziellen Maschinen durch Zerkleinern. Der nächste Verarbeitungsschritt ist die Zentrifugation. Dadurch wird das Material von Feuchtigkeit, Verunreinigungen befreit. Nach dem Schleifen folgt die Wärmebehandlung des Materials.

Der Rohstoff ist bereit für das Recycling und die Herstellung von Artikeln daraus.

Notwendige Ausrüstung für die Polyethylenverarbeitung

Für einen vollständigen und qualitativ hochwertigen Recyclingprozess werden folgende Geräte verwendet:

• Waschmaschine;
• Schredder für Abfälle;
• Zentrifuge;
• Einbau für Wärmebehandlung;
• Agglomerator - um das Volumen der Rohstoffe zu reduzieren;
• Granulator;
• Extruder - zur Bildung eines homogenen Rohmaterials unter Verwendung von Temperatur.

Die Automatisierung des Prozesses erfolgt über die Pipeline - dies beschleunigt den Prozess und ermöglicht eine schrittweise Steuerung.

Der Einsatz eines Agglomerators ist eine der Möglichkeiten, die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Verarbeitung zu steigern. Das Ergebnis ist ein kommerzielles Produkt – ein Agglomerat.

Das Funktionsprinzip des Agglomerators für die Polyethylenverarbeitung finden Sie im Video:

Mit einem Extruder können Sie Polyethylen erhalten niedriger Druck die gegen physikalische und chemische Faktoren beständig ist.

Extruder werden auch verwendet, um Rohstoffe (Agglomerate) zu einer homogenen Schmelze zu verarbeiten und ihr eine bestimmte Form zu geben.

Im Leben moderner Mann Polyethylen wird überall verwendet. Fast jedes Haus hat eine Vielzahl von Paketen. Je besser der Rohstoff, desto schwieriger ist er zu entsorgen und desto länger dauert seine Zersetzung. zu neuen Produkten verarbeitet. Dies wird in dem Artikel besprochen.

Entsorgung

Die weit verbreitete Verwendung von Polyethylen hat ein Umweltproblem verursacht – die Anhäufung von Abfall auf Deponien. Es wird geschätzt, dass diese Produkte 8-10 % ausmachen. Das Material verrottet nicht, es ist beständig gegen Säuren und Laugen, es löst sich fast nicht auf, die Zersetzung dauert viele Jahre und es werden Schadstoffe freigesetzt, die Böden und Gewässer belasten.

Polyethylen verbrennt nicht vollständig und bildet giftige Dioxine, die für alle Lebewesen schädlich sind: Gifte reichern sich im Körper an, was zu Dermatitis, Geschwüren und Mutationen führt. Die Pyrolyse aus diesem Rohstoff ist noch nicht weit verbreitet - es ist wirtschaftlich vorteilhaft, wenn in großen Zahlen Rohstoffe (über 20 Tausend Tonnen pro Jahr).

Die beste Option ist die Übergabe von Polyethylen. Recycling ermöglicht es Ihnen, diese Gelegenheit zu nutzen, um Ressourcen zu sparen, die Kosten von Produkten zu senken und Kosten zu senken.

Abfallarten

Polyethylenabfälle unterscheiden sich in Form, Zusammensetzung, Standort, Kontamination, Aufbereitungsgrad für die Zweitverwendung. Sie sind in mehrere Gruppen unterteilt:

1. Technologische Ehe (2-10%) - unterscheidet sich praktisch nicht von Standardprodukten. Es wird als Mehrwegrohstoff oder minderwertige Handelsware verwendet.
2. Industrieabfälle - Folien, Behälter, Behälter, Rohrleitungen, Kabelgeflechte, nicht funktionierende Produkte.
3. Ein Teil der Abfälle auf Deponien - Folien, Tüten, Flaschen, Haushaltsgegenstände.
4. Je nach Erhaltungsgrad: leichte Zerstörung und partieller Verlust der gewünschten Eigenschaften.

Polyethylenabfälle werden mit dem Restabfall vermischt. Es gibt zwei Richtungen für das Recycling von Polyethylen - Trennung homogener Produkte und Verarbeitung in einem Abfallgemisch.

Recycling

Die Annahme von Polyethylenabfällen wird von spezialisierten Unternehmen durchgeführt. Sie bestimmen anhand der Art des Produkts, wie der technologische Zyklus der Verarbeitung aussehen wird. Sie umfasst in der Regel das Sortieren, Reinigen, Fraktionieren, Mahlen, Zerkleinern, Agglomerieren, Granulieren und Produktbilden.

Große Fragmente werden mit Kreissägen oder Bandsägen geschnitten. Für kleine Produkte eignen sich Backen- oder Rotationsbrecher, Hydromühlen, mit verflüssigtem Kohlendioxid gekühlte Geräte.

Die Reinigung von Verunreinigungen erfolgt an Waschplätzen und an Waschstraßen mit der Funktion der Lösungsmittelrückgewinnung. Aus thermoplastischen Kunststoffen wird Polyethylen im Siebverfahren mit Separation oder Flotation gewonnen. Um das Volumen zu reduzieren, werden Entgasungs- und Reinigungsprodukte gesintert. Agglomerat wird als verwendet marktfähige Produkte oder zur Granulation verwendet werden, um überlegene sekundäre Körner zu erzeugen.

Recyceltes Polyethylen hat eine hohe Schmelzviskosität. Seine Granulierung erfolgt mit hohe Temperaturen in Apparaten, in denen Rotormessermühlen, Pumpen für die Schmelze vorhanden sind. Diese Schneidmühlen werden zum Recycling, Entgasen und Modifizieren von Abfällen benötigt.

Merkmale der Arbeit

Während der Verarbeitung von Paketen werden mehrere Schritte durchgeführt. Der erste Zyklus hat praktisch keinen Einfluss auf die Abnahme der Verbrauchereigenschaften neuer Produkte. Aber mit jeder Stufe erhält der Rohstoff negative Eigenschaften, weshalb er für spezielle Materialien verwendet werden kann. Aus Abfall werden neue Produkte hergestellt. Die Verarbeitungstechnologie ist wie folgt:

1. Es gibt eine Sammlung von Rohstoffen: Folien, Flaschen, Müll. Die Sortierung erfolgt manuell oder maschinell. Wenn der Abfall in Altpapier, Glas, Papier, PET unterteilt wird, kann die Menge an zu entsorgendem Müll reduziert werden.
2. Rohstoff geht an Waschanlagen. Die Bühne ist erforderlich, um Schmutz und Fremdkörper zu beseitigen. Werden die Produkte an die Annahmestellen übergeben, wird die Qualität geprüft, um einen Preis zuzuordnen.
3. Rohstoffe werden durch Brecher zerkleinert.
4. Wenn es Feuchtigkeit oder Verunreinigungen enthält, wird die Verarbeitung in einer Zentrifuge durchgeführt.
5. Das Material wird zur Wärmebehandlung in eine Trockenkammer geschickt.
6. Die Arbeit ist beendet und das Material kann wiederverwendet werden. Sie stellen universelle Produkte her - Polyethylenfolien, Beutel, Verpackungsbehälter, Rohre.

Was kommt aus Abfall?

Die Sammlung von Polyethylenabfällen ermöglicht es Ihnen, verschiedene Produkte zu erhalten. Mischungen mit einem hohen Anteil an Fremdeinschlüssen werden durch Gießen oder Intrusion bei niedrigem Druck verarbeitet. Diese kostengünstige Option ermöglicht es Ihnen, leicht beladene Produkte für dekorative Straßenzäune zu erhalten.

Die Annahme von Polyethylenabfällen mit kurzer Nutzungsdauer (Behälter, Folien, Flaschen zum Einmalgebrauch) erfolgt zur Verarbeitung zu Produkten dieser Art. Wenn die Materialien eine zerkleinerte Struktur haben, werden daraus große Produkte mit geringer Festigkeit erhalten.

Nun ist der Bereich zur Herstellung von Verbundwerkstoffen aus sekundären Polymeren und Füllstoffen erschlossen: Krümel Gummi. Sie werden bei der Herstellung von Behältern, Veredelungsfliesen, Möbeln und dekorativen Elementen für Autos verwendet.

Das Sekundärgranulat wird als Zusatz zu Polyethylen bei der Herstellung von Standardprodukten oder als Bindemittel in Verbundwerkstoffen zur Herstellung von Druckrohren, Großbehältern verwendet. Aus diesem Rohstoff werden Behälter und Verpackungen für Non-Food-Produkte, Baufolien und Rohrleitungen hergestellt. Obwohl dieser Bereich komplex ist, entwickelt er sich aktiv weiter.

Ergebnis

Recycling wird die Müllmenge auf städtischen Deponien reduzieren. Polyethylen und Platten zersetzen sich praktisch nicht. Auf ihrer Grundlage werden jedoch neue Produkte erhalten, die in verschiedenen Bereichen des menschlichen Lebens nützlich sind.

Polyethylen ist mit einem Anteil von etwa 39 % an der weltweiten Produktion von Thermoplasten das weltweit am häufigsten verwendete Polymermaterial. Der nächste Konkurrent, Polypropylen, nimmt nur 24 % ein. In diesem Artikel werden wir die gebräuchlichsten Methoden zur Verarbeitung von Polyethylen und ihre technologischen Merkmale betrachten.

Recycling von neuem Polyethylen

Das primäre heißt Polyethylen, das in der Produktion durch Polymerisation von Ethylen synthetisiert wird. Meistens handelt es sich um milchig-weiße körnige Rohstoffe (wenn die Marke nicht eingefärbt wurde). Hier sind die gebräuchlichsten Möglichkeiten, Polyethylen zu recyceln:

• Extrusion. Mehr als 70 % des Polyethylens in Russland werden im Extrusionsverfahren verarbeitet, da es sehr vielseitig ist. Der Kern des Verfahrens besteht darin, die Polymerschmelze unter Druck dem Extruderkopf zuzuführen. In diesem Fall kann der Kopf andere Form, und beim Durchgang nimmt das Polymer die gewünschte Form an. Zunächst wird auf diese Weise PE der Qualitäten „Rohr“ und „Folie“ zu den entsprechenden Produkten verarbeitet. Darüber hinaus werden Kabelisolierungen und PE-Folien in verschiedenen Dicken durch Extrusion hergestellt.
• Rotationsbildung. Das Verfahren wird zur Herstellung verschiedener Hohlkörper aus PE eingesetzt: von kleinen Lebensmittelbehältern bis hin zu großen Behältern mit einem Volumen von bis zu 10.000 Litern. Das Wesen des Verfahrens besteht darin, die erforderliche Menge an Polyethylengranulat einer für das Rotationsformen geeigneten Marke in eine spezielle Form zu laden, die gleichzeitig erhitzt und in mehreren Achsen gedreht wird. Dadurch bildet sich im Inneren eine Schmelze, die die Wände der Form gleichmäßig bedeckt und es ermöglicht, ein Produkt mit unterschiedlichen Wandstärken zu erhalten.
• Spritzguss. Die Technologie eignet sich für die Herstellung von Produkten für verschiedene Zwecke, meistens aus HDPE-Qualitäten. Der Kern des Verfahrens besteht darin, eine Polyethylenschmelze unter Druck in eine Form der gewünschten Geometrie zuzuführen. Injektionstypen zeichnen sich durch eine erhöhte Fließfähigkeit der Schmelze aus, die es dem Polymer ermöglicht, die Formumrisse genau zu wiederholen und die richtige Geometrie des Endprodukts zu erreichen.

Recycling von recyceltem Polyethylen

Unter Berücksichtigung der negativen Auswirkungen von PE-Abfällen auf die Umwelt ist die Frage der Verarbeitung von Abfallrohstoffen und ihrer Wiederverwendung sehr relevant. Nahezu jeder PE-Abfall durchläuft den folgenden Algorithmus:

• Sortierung. Das Polymer wird auf halbautomatischen Linien von anderen Abfällen getrennt: Ein Teil der Arbeit wird von Menschen manuell erledigt, ein Teil der maschinellen Abfallmischung wird von Maschinen sortiert.
• Waschen und Reinigen. Damit Polyethylen recycelt werden kann, muss es so weit wie möglich von Verunreinigungen gereinigt werden, wofür es unter Wasser- und Dampfströmen gewaschen wird.
• Mahlen in Brechern und Filtration mit einer Zentrifuge. Abschließend wird das Material von Verunreinigungen befreit.
• Nochmal waschen und trocknen. Nachdem die zerkleinerte Mischung erneut getrocknet wurde, kann der Sekundärrohstoff als bereit für die weitere Verarbeitung angesehen werden.

Für Sekundärrohstoffe Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind Extrusion und Spritzguss. Gleichzeitig können nicht alle Arten von Produkten aus recyceltem PE hergestellt werden, da sich die technologischen Eigenschaften des Materials nach einer solchen Verarbeitung noch erheblich verschlechtern.

Warum ist es wichtig, Polyethylen zu recyceln und warum ist Polyethylen für ein Recyclingunternehmen interessant?

Polyethylen ist die am weitesten verbreitete Art von Kunststoffen. Es kann in großen Mengen zu relativ geringen Kosten geerntet werden, und daher kann ein Recyclingunternehmen Skaleneffekte nutzen, um Kosten zu senken und Gewinne zu steigern.

Wie viel Polyethylen wird verbraucht und welche Produkte werden daraus hergestellt?

In Russland beträgt der jährliche Verbrauch von Polyethylen 1,6 bis 1,7 Millionen Tonnen, von denen ein erheblicher Teil für Produkte mit kurzer Lebensdauer ausgegeben wird, die den Abfallstrom speisen.

Was ist Polyethylen?

Polyethylen ist ein Polymer, also ein Material, das aus sehr langen Molekülen besteht, in denen homogene Gruppen von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen zu Ketten verbunden sind. Polyethylen hat die einfachste Struktur aller Polymere. Es hat Kohlenstoffatome in der Mitte der Kette, an die Wasserstoffatome gebunden sind.
Die Struktur sieht so aus

An einigen Stellen ist anstelle eines Wasserstoffatoms ein Kohlenstoffatom an der Seite der Kette angebracht, das ebenfalls eine Kette oder Verzweigung bildet. Moleküle können unterschiedlich stark verzweigt sein, und die Eigenschaften des Materials hängen stark davon ab.

Aus welchem ​​Rohstoff wird Polyethylen hergestellt?

Schon der Name Polyethylen deutet darauf hin, dass es sich um ein Ethylenpolymer handelt, d.h. Polymerketten bestehen aus identischen Teilen, chemische Formel davon C₂H₂ (Ethylen). Diese Bestandteile werden als Monomer bezeichnet. In Ethylen ist jedes vierwertige Kohlenstoffatom an zwei Wasserstoffatome und an das benachbarte Kohlenstoffatom gebunden, wobei letzteres eine doppelte kovalente Bindung aufweist. Daher wird Ethylen auch als ungesättigte Verbindung bezeichnet. Verbindungen mit einer Doppelbindung werden in der Chemie daher als Olefine bezeichnet gemeinsamen Namen Polyethylen und einige andere Polymere - Polyolefine.
Polyethylen wird also durch Verbinden von Ketten (Polymerisation) von Ethylenmolekülen erhalten.
Dabei kann es sich um Ethylen handeln verschiedene Quellen, je nachdem, welcher Rohstoff für Petrochemiker in der jeweiligen Region und im konkreten Fall besser zugänglich ist. Die Hauptgruppen der Rohstoffe sind Naphtha (Derivat aus der Ölraffination), isoliertes Ethan Erdgas oder Begleitgas, und immer mehr wird Ethylen aus Ethylalkohol hergestellt, der aus vielen Arten von Pflanzenmaterialien gewonnen werden kann, darunter auch Ethanol aus Zuckerrohr, das heute kommerziell verwendet wird.

Welche Eigenschaften hat Polyethylen?

Die Industrie stellt viele Polyethylen-Sorten her, die sich jedoch alle hauptsächlich in zwei Parametern unterscheiden. Dies ist die Größe der Moleküle und der Grad ihrer Verzweigung. Diese Parameter hängen nicht von der Beschickung ab, aus der Ethylen gewonnen wird, sondern hängen von den Bedingungen des Polymerisationsverfahrens, dem Druck im Reaktor, der Temperatur, dem Vorhandensein und der Art des Katalysators ab.
Das erste Polyethylen, das die Industrie damit zu tun lernte hoher Druck, bei dem die Polymerisation durch freie Radikale initiiert wurde. Ein solches Material wird jetzt LDPE genannt, es zeichnet sich durch eine hohe Verzweigung aus. Das heißt, an jeder Polymerkette gibt es viele Seitenzweige, die wiederum auch Zweige haben, die aus denselben Ketten bestehen.
Später lernten sie mit Hilfe von Katalysatoren, Polyethylen bei niedrigerem Druck herzustellen, es heißt HDPE. Seine Moleküle sind viel weniger verzweigt.
Um zu verstehen, wie die Verzweigung von Molekülen die Eigenschaften eines Polymers beeinflusst, stellen Sie sich zwei Rispen vor. Einer von ihnen besteht aus glatten Stäben ohne Seitenäste. Sie sind dicht gepackt und die Rispe ist so hart und stark. Die andere besteht aus Stäben mit Seitenästen. Die Dichte ist bereits viel geringer und es ist biegsamer und flexibler.
In gleicher Weise unterscheiden sich HDPE, auch High-Density-Polyethylen genannt, und LDPE, Low-Density-Polyethylen genannt. Das erste Material ist zäher, seine Festigkeit ist hoch. Das zweite ist Kunststoff, Produkte daraus verbiegen sich bei geringeren Belastungen.

Ist es möglich bei Recycling LDPE in HDPE umwandeln und umgekehrt?

Nein, das ist unmöglich, die Struktur und Größe der Moleküle werden während der Synthese festgelegt, d. h. in der Anlage, in der das Primärpolymer hergestellt wurde, ändert es sich während der Weiterverarbeitung kaum. Es ist jedoch möglich, dem LDPE-Material Steifheit zu verleihen, indem ihm ein steiferes HDPE oder anderes Material hinzugefügt wird, und es ist auch möglich, dem HDPE-Material Plastizität zu verleihen, indem entsprechend LDPE hinzugefügt wird. Dies geschieht häufig bei der Herstellung von Produkten aus recycelten Polymeren. Mischen Sie verschiedene Arten.

Was bestimmt die rheologischen Eigenschaften von Polyethylen, die Schmelzstreckgrenze?

auf die Größe der Moleküle. Je größer und länger die Moleküle in einem Polymer sind, desto weniger flüssig ist es. Die Fließfähigkeit eines Polymers wird unter Belastung und bei erhöhter Temperatur gemessen.

Welche Arten von Polyethylen-Rohstoffen stehen für das Recycling zur Verfügung?

Produktionsabfälle und Verbraucherabfälle sind verfügbar.
Produktionsabfälle unterscheiden sich in den meisten Fällen in ihrer Reinheit und sind homogen, jedoch enthält jede Quelle eine relativ geringe Menge davon. Verständlich, denn Produktionsanlagen sind nicht darauf ausgelegt, Abfall zu produzieren. Oft ist die Verarbeitung von Industrieabfällen ein relativ einfacher Prozess, und diejenigen, die ihn erzeugen, verwenden ihn zunehmend selbst nach einer minimalen Verarbeitung, beispielsweise durch Zerkleinern oder Granulieren in einer kleinen, vereinfachten Mühle.
Groß im Volumen, aber komplex in der Zusammensetzung, Verbraucherabfälle, d. h. Abfälle von Produkten oder Verpackungen, die in Gebrauch waren. Das Recycling solcher Abfälle ist normalerweise schwierig, ihre Verarbeiter müssen über eine große Menge an Ausrüstung verfügen, so dass Skaleneffekte Unternehmen für ihre Verarbeitung relativ groß machen. Sie sammeln Abfälle aus einer Vielzahl von Quellen (Müllsortierer und kommerzielle Quellen).

Welche Verbraucherabfälle aus Polyethylen können recycelt werden?

Auf dem bestehenden Sekundärrohstoffmarkt in Russland sind folgende Arten von Polyethylenabfällen verfügbar:

1. Abfallfolien aus Polyethylen niedriger Dichte, einschließlich Stretchfolien, gesammelt durch Sortieren aus kommerziellen Quellen – Lagern, sind relativ sauber, Waschen ist nicht erforderlich, um Verunreinigungen zu entfernen, Schmelzfiltration in einem Extruder und Entgasen sind ausreichend.
2. Aus Verbraucherabfällen gesammelte Abfallfolien müssen gewaschen werden, da sie unter anderem mit Lebensmittelabfällen kontaminiert sind.
3. Stretch - wird separat zusammengebaut, es ist meistens ein lineares Polyethylen niedriger Dichte mit Zusätzen.
4. Blasflaschen für flüssige Produkte und Waren - bestehen aus HDPE, erfordern ein Waschen und eine gründliche Entgasung der Schmelze, um Produktreste zu entfernen, die in die Flaschenwände eingedrungen sind. Im Ausland werden Milchflaschen in der Regel getrennt gesammelt, dies gilt jedoch für die Länder, in denen ein erheblicher Prozentsatz der Milch in Flaschen aus Polyethylen hoher Dichte verpackt wird.
5. Kanister können von unterschiedlicher Qualität sein, je nachdem, was vorher eingefüllt wurde. Wie oben erwähnt, ist die Aufbereitung von Ölkannen aufgrund von Ölrückständen schwierig.
6. Mehrschichtige Folien, die meisten davon aus Polyethylen – die Verarbeitung solcher Folien bereitet technologische Schwierigkeiten, deren Beschreibung den Rahmen dieses Artikels sprengen würde.
7. Altkabel - sie verwenden oft vernetztes Polyethylen, also eines, bei dem bewusst Brücken zwischen einzelnen Molekülen geschaffen wurden. Seine Verarbeitung ist schwierig, weil das Material bei Schmelztemperaturen nicht fließt, sondern nur erweicht. Der Anteil an Gel ist dort sehr hoch.
8. Landwirtschaftsfolie - eine Folie, die in verwendet wurde Landwirtschaft. Es kann in der Regel durch photooxidativen Abbau stark geschädigt werden.

Es gibt zwei Hauptverarbeitungsverfahren, das mechanische Recycling, wenn das Material als Polymer für die Herstellung von Produkten oder andere Zwecke verwendet wird, sowie das thermochemische Recycling, die Pyrolyse, bei der flüssige und gasförmige Produkte des thermischen Abbaus entstehen das Polymer. Als nächstes werden wir über das mechanische Recycling sprechen.
Welche Prozesse beinhalten die Verarbeitung von Polyethylen?
Die Hauptprozesse sind Sortieren, Mahlen, Waschen, Trocknen und Agglomerieren bzw. Granulieren. Je nach Einsatzstoff und Produktivität kann die Kombination dieser Verfahren unterschiedlich sein, beispielsweise kann das Mahlen sowohl einstufig als auch zweistufig erfolgen. Auch wenn die Rohmaterialien aus relativ reinen Quellen gesammelt werden, kann der Schritt des Waschens und Trocknens manchmal weggelassen werden.

Welche Geräte werden zur Verarbeitung verwendet?

​Polyethylenabfälle, die mit Produkten in Kontakt gekommen sind, werden auf den Waschstraßen kontaminiert gewaschen. In der Regel umfasst die Wäscheleine folgende Elemente:

- Ausrüstung zum Mahlen und Formen von Partikeln. Shredder oder Brecher. Erstere werden in den meisten Fällen bevorzugt, da sie haltbarer sind, wenn sie von harten Gegenständen wie Steinen oder Metallen getroffen werden, aber Schredder sind teurer als Brecher. Bei Brechern ist die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors höher, das Auftreffen auf einen festen Gegenstand kann den Brecher sofort funktionsunfähig machen, und in besonders schweren Fällen müssen alle Messer ausgetauscht werden. Aber Brecher werden oft mit einer Vorreinigungsfunktion hergestellt, dafür werden sie mit Wasser versorgt. Auf Hochleistungslinien werden sowohl ein Schredder als auch ein Brecher verwendet, dh das Mahlen ist in zwei Stufen organisiert, zwischen denen zum Schutz des Brechers zwangsläufig Geräte zum Trennen schwerer Partikel angeordnet sind.

- Ausrüstung zum Abscheiden von schweren Partikeln wie Sand, Steinen, Metallen und Kunststoffen, die mit Polyethylen nicht kompatibel sind, wie z. B. Polyethylenterephthalat, das in gewöhnlichem Wasser absinkt.
Zur Abscheidung schwerer Partikel werden zwei Arten von Geräten verwendet: Flotationstanks und Hydrozyklone. Letztere befinden sich fast ausschließlich in Hochleistungslinien, wie z. B. 2 Tonnen pro Stunde.

- Ausrüstung zum intensiven Waschen von Kunststoff. Hierzu werden Reibwäscher und (oder) Zentrifugen eingesetzt.

Pressausrüstung - normalerweise Zentrifugen und Schneckenpressen. Nach dem mechanischen Pressen kann der Feuchtigkeitsgehalt der Folien 6 bis 12 Prozent betragen. Dies kann für eine effiziente weitere Agglomeration zu viel sein, sodass die mechanische Trocknung oft nicht eingeschränkt ist.

- Ausrüstung zum thermischen Trocknen - Sie organisieren in der Regel die Bewegung von Kunststoffpartikeln zusammen mit dem Strom erwärmter Luft in Labyrinthen (lange Rohre oder Kanäle) unterschiedlicher Bauart. Manchmal wird in den Linien die Endtrocknung nicht durchgeführt und es wird der Phase der Agglomeration oder Granulierung überlassen.

Die Arbeit von Agglomeratoren und Plastkompaktoren basiert auf der mechanischen Erwärmung des Materials und seiner anschließenden Verklumpung und Verdichtung mit verschiedenen technologischen Methoden.

Der Betrieb des Granulators basiert auf dem Erhitzen des Materials mit elektrischen Heizungen auf Schmelztemperaturen, dem Mischen der resultierenden Schmelze und ihrer Reinigung durch Filtern, dem Abpumpen der beim Erhitzen gebildeten Gase und dem anschließenden Formen von Granulaten, indem die Schmelze durch Matrizen (Matrizen mit Löchern) gepresst wird ) und Schneiden der resultierenden Stränge auf die eine oder andere Weise. (Wasserring- und Stranggranulatoren). Der Vorteil von Granulatoren gegenüber Agglomeratoren und Plastkompaktoren besteht darin, dass sie es ermöglichen, ein zuverlässigeres Produkt zu erhalten, da mechanische Verunreinigungen, die nach der Waschlinie zurückbleiben könnten, auf Granulatoren herausgefiltert werden und Verunreinigungen von Fetten oder anderen Substanzen, die sich beim Erhitzen zersetzen, entfernt werden können durch Entgasen der Schmelze.

​Weitere Details über die Ausrüstung mit Beispielen von Linien auf der Website http://moykaplastica.ru

Was ist Polymerabbau?

Polymermoleküle werden beim Recycling aus drei Gründen unweigerlich beschädigt. Dies ist zum einen eine mechanische Belastung, beispielsweise in einem Extruder, wenn hoher Blutdruck Das Material wird gemischt. Zweitens ist es Wärme, die zu einer aktiveren Bewegung von Molekülen beiträgt und die Bindungen zwischen Atomen nicht so stark werden wie bei normalen Temperaturen. Drittens ist dies die Einwirkung von Luftsauerstoff, der als aktives Oxidationsmittel dazu neigt, die Elemente der Polymerkette, Wasserstoff und Kohlenstoff, zu oxidieren. So verändern sich beim Recycling Polymermoleküle, manche werden kürzer, zerrissen. Jedes Mal, wenn eine Polymerkette aus dem einen oder anderen Grund bricht, ein Radikal gebildet wird, d. h. ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, deren Valenzen nicht geschlossen sind, gibt es eine Leerstelle in der äußeren Elektronenwolke. Solche Radikale sind extrem aktiv, sie bilden Verbindungen mit Nachbarmolekülen, während eine Beschädigung des Nachbarmoleküls ein neues Radikal bildet, das wiederum eine andere Kette schädigt. Wenn die Moleküle durch getrennte Adhäsionen vernetzt werden, wird die resultierende Struktur als Gel bezeichnet. Der Inhalt der Gele in den sekundären Körnchen ändert sich mechanische Eigenschaften meist nicht die beste
Seite.

Warum sind die Eigenschaften von recyceltem Polyethylen schlechter als die von Primär?

Sauerstoff scheint der Hauptschuldige für die Verringerung der Eigenschaften zu sein. Bei der Zerstörung bildet es nicht nur, wie oben beschrieben, Radikale, sondern kann auch in das Material eingebaut werden, Wasserstoff- und Kohlenstoffatome ersetzen und Polyethylen oxidieren. Das Vorhandensein von Sauerstoffatomen in einem Material verändert seine Eigenschaften. Polyethylen ist zunächst unpolar. Dies bedeutet, dass es nur Wasserstoff- und Kohlenstoffatome enthält, die untereinander eine unpolare Bindung haben, weil ihre Elektronegativität ziemlich nahe beieinander liegt. Das heißt, sie sind durch eine gemeinsame Elektronenwolke verbunden, die sich mehr oder weniger in der Mitte befindet ( in einfachen Worten, ist eigentlich schwieriger). Aber sobald ein Sauerstoffatom in der Nähe erscheint, das elektronegativste Element nach Fluor, beeinflusst Sauerstoff sofort alle Bindungen in der Nähe. Das polarisiert sie teilweise. Zieht Elektronen an sich. Das verringert ihre Festigkeit unter mechanischer Einwirkung, verringert den Widerstand benachbarter Bindungen zu anderen Sauerstoffatomen, die ebenfalls dazu neigen, etwas aus dem Polymermolekül zu reißen und zu oxidieren.
Eine wichtige praktische Erkenntnis ist daher, dass Polyethylen umso schneller weiter oxidiert und seine Eigenschaften noch schneller sinken, je mehr es oxidiert (zerstört) wird. Dies erklärt eher erfolglose als erfolgreiche Versuche, die Eigenschaften von recyceltem Kunststoff durch Zugabe von unverdorbenem Primärmaterial zu verbessern. Das Sekundäre, wenn es bereits zerstört ist, vergiftet schnell das Primäre mit seinem Einfluss, und dies gerade wegen des Sauerstoffs und seiner magnetischen Aktivität gegenüber Elektronen in Molekülen.

Wenn man beispielsweise dem Link zu einem Artikel des schwedischen Forschers Michael Hamskog folgt (mit dem ich zuvor zusammengearbeitet habe), kommt der Artikel zu dem Schluss, dass das Mischen von neuem Polyolefin mit recyceltem Polyolefin ineffizient und das Hinzufügen von Additiven effektiver sei. was weiter unten besprochen wird.
https://www.sciencedirect.com/scienc...41391005003629

Wie verändert sich der MFR von Polyethylen beim Recycling?

Der MFI kann sich also sowohl nach oben als auch nach unten verändern, je nachdem welcher Prozess sich stärker entwickelt, Verkürzen oder Vernetzen, und dies wiederum hängt von den Verarbeitungsbedingungen ab. Meistens kommt es zu einer Verkürzung der Moleküle, dh zu einer Erhöhung der Fließfähigkeit.

Wie lässt sich der Polymerabbau beim Recycling reduzieren?

Um den Abbau zu verlangsamen, werden dem Polymer spezielle Substanzen zugesetzt, die die entstehenden Radikale aufnehmen können und verhindern, dass sich der Prozess nach einem Kettenszenario entwickelt, wenn die Schädigung einer Polymerkette zur Schädigung benachbarter führt.
Leider sind diese Substanzen konsumierbar. Das heißt, mit der Zeit schwächt sich ihre Wirkung ab und sie trainieren bereits. Um die Dosis an Stabilisatoren wiederherzustellen, werden sie manchmal dem Polymer während des Recyclings zugesetzt. Zum Beispiel eine solche Zusammensetzung wie Ricyclestab.
Um den Abbau zu minimieren, ist es im Allgemeinen notwendig, die mechanischen und thermischen Belastungen des Polymers während des Recyclings zu minimieren, dh es nicht über das notwendige Maß hinaus zu überhitzen, kein übermäßiges Mischen unter Druck im Extruder zu verwenden.

Wie wirken sich polymere Verunreinigungen auf die Eigenschaften des Recyclingmaterials aus?

Beim Recycling von Altabfall ist die Kontamination immer ein großes Problem. Sie werden durch den Kontakt mit anderen Substanzen erworben, einschließlich der Substanz, die in Polyethylenverpackungen verpackt war. Verunreinigungen sind entweder oberflächlich oder intern.
Ölkanister enthalten also eine gewisse Restmenge dieser Öle in Form von Oberflächenverunreinigungen, aber ein Teil des Öls wird in den Wänden des Kanisters gelöst und während des Recyclings, selbst wenn das Material gut gewaschen ist, kann ein Geruch auftreten, der die Eigenschaften von das sekundäre Polymer kann sich aufgrund der Plastifizierung von Polyethylen mit Öl (teilweises Auflösen von Öl in Polyethylen) verändern.
Dies ist nicht nur typisch für so ausgeprägte Stoffe wie Butter und Waschmittel, sondern auch für gewöhnliche Milch. Flaschen aus HDPE, die zuvor Milch enthielten, enthalten auch nach dem Waschen eine gewisse Menge Milchsäure in ihren Wänden, die sich in Polyethylen gelöst hat. Während der Verarbeitung kann es zu Geruchsbildung kommen.
Auch andere Verunreinigungen wie Sand oder Erde, Papierfetzen mindern die mechanischen Eigenschaften des Polymers und müssen entfernt werden.
Zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen werden Wäscher verwendet, in denen das Material in Kombination mit einigen mechanischen Anstrengungen gründlich mit Wasser gewaschen wird (Friktionswäscher), und Trockenreinigungsanlagen, beispielsweise von MAS, können ebenfalls verwendet werden, letztere jedoch nicht kommt gut mit klebrigen Verunreinigungen zurecht, auch wenn es klebrige Zutaten gibt.

Wie recycelt man vernetztes Polyethylen?

Vernetztes Polyethylen ist eines, bei dem zusätzlich Verknüpfungen (Brücken) zwischen einzelnen Makromolekülen hergestellt werden. Dies geschieht normalerweise für Produkte, die bei erhöhten Temperaturen verwendet werden, wie z. B. elektrische Isolierungen. Ein solches Polyethylen kann einem etwas höheren als dem Schmelzpunkt standhalten. So läuft beispielsweise die Kabelisolierung nicht aus, sondern erweicht nur. Tatsächlich ist vernetztes Polyethylen kein thermoplastischer Kunststoff mehr. Es schmilzt nicht, wie es sollte, sondern wird weicher, also recyceln Sie es auf die übliche Weise unmöglich.
Es gibt zwei mögliche Vorgehensweisen bei der Verarbeitung von vernetztem Polyethylen. Zum einen kann es durch thermische Verfahren wie Pyrolyse zu flüssigen und gasförmigen Produkten verarbeitet werden.
Zweitens. Theoretisch kann vernetztes Polyethylen auf eine Korngröße von weniger als 0,5 mm gemahlen und als Additiv in konventionellen Polyethylenprodukten eingesetzt werden. Der Autor hat lange an dieser Idee gearbeitet und plante bereits, sie in der Praxis zu testen, aber irgendwie reichten seine Hände nicht. Die Schwierigkeit besteht darin, dass vernetztes Polyethylen sehr schlecht mahlt, so dass es nicht möglich war, Pulver daraus zu einem sehr niedrigen Preis zu erhalten. Der geschätzte Preis betrug bis zu 10 Rubel pro Kilogramm. Zweitens ist nicht klar, wie sich vernetztes Polyethylen auf die Schmelzstreckgrenze auswirkt. Anscheinend wird es die MFR reduzieren, aber das muss überprüft werden.

Wahrscheinlich liegt das große Potenzial für die Verarbeitung von vernetztem Polyethylen in der Entwicklung neuer Verfahren zu seiner Vermahlung. Nutzt man zum Beispiel die natürliche Kälte im sibirischen Landesteil, dann kann man in konventionellen Mühlen wahrscheinlich einen produktiveren Mahlprozess hinbekommen als früher. Bei ausreichend niedrigen Kosten könnte dieses Material auf dem Füllstoffmarkt konkurrieren, da es die gleiche Dichte wie Polyethylen hat, dh die Dichte von Granulaten oder Produkten wird nicht erhöht, und es wird wahrscheinlich die Eigenschaften des Polymers beeinträchtigen geringer als im Vergleich zu mineralischen Füllstoffen. Wenn Sie an Anlagen zum Mahlen von vernetztem Polyethylen interessiert sind, schreiben Sie an die untenstehenden Kontakte.

Wie starte ich ein Polyethylen-Recycling-Projekt?

Von der Kontaktaufnahme. Zunächst brauchen wir Kontakte zu Abfallsortierstationen und anderen Quellen für recyceltes Polyethylen, dann Kontakte zu Herstellern von Kunststoffprodukten, die bereit sind, Vorschläge für die Verwendung von recyceltem Polyethylen zu prüfen.
Wenn die verfügbare Menge an Rohstoffen und mögliche Verkäufe bekannt sind, können Sie mit der Auswahl der Ausrüstung beginnen und zusammen mit den Lieferanten eine Produktionslinie für die Verarbeitung entwerfen.
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