Переработка гранулы пвд. Переработка полиэтилена: технология вторичного использования отходов. Как происходит процесс переработки сырья

Все мы понимаем, что отходы каким-то образом перерабатываются, а каким способом это делается? Мало кто знает. Существуют определенные отличия переработки промышленных и бытовых пластиков, так как полимеры имеют различные свойства.

Так и вторичное сырье, то есть полиэтилен обладает своими свойствами, которые зачастую не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Это сравнимо с тем, что переработка полиэтилена включает материалы, отличающиеся по молекулярной структуре. Кроме того, процесс пластификации способствует росту качества перерабатываемого материала.

Процессы переработки

Обычный полиэтилен, в том числе материал, применяемый для упаковки, имеет длительный срок применения. Необходимо помнить, что при применении промышленной пленки, она подвергается атмосферным факторам:

• перепад температуры
• солнечные лучи
• пленка может покрываться слоем пыли, который трудно удалить при тщательной очистке пленки

Что касается условий, то переработка полиэтилена в принципе не отличается от переработки первичного материала. Но переработка отходов полиэтилена, в отдельных случаях, претерпевает незначительные изменения, поэтому существуют ограничения на количество циклов обработки полиэтилена.

Наши дни

В современное время наиболее усовершенствованным способом переработки полиэтилена является использование промежуточного материала для замены деревянных материалов. Сам процесс переработки требует особой очистки вторичного продукта (к примеру, емкости для горюче-смазочных материалов).

Наиболее широкое применения вторичного ПЭ нашло производство канистр способом выдувной формовки. Эти канистры изготавливаются полностью на основе отходов или с экструзией, первичным гранулятом (в этом случае слой вторичного полимера создает сердцевину между 2-мя слоями 1-го полимера). Получаемую продукцию используют на разлив разнообразных моющих средств не малое количество компаний.

Вторым способ считается – ирригационные трубы. Диаметр этих труб достигает до 630 мм. При выполнении литья под давлением, вторичный полиэтилен имеет процентное содержание ниже. Такая технология применяется для обшивочных панелей, мусорных контейнеров и др.

Что касается оборудования, то переработка полиэтилена насчитывает различные виды и марки. Многие производители занимаются выпуском оборудования, успешно выходя на российский рынок.

Вторичная переработка полиэтилена – одна из немногих технологий вторичной переработки, которая обеспечивает решение экологической проблемы отходов, так и способно приносить неплохую прибыль.

Проблема загрязнения планеты полиэтиленом становится всё серьезнее с каждым годом. Использование этого материала настолько распространено, что встречается практически в каждой сфере человеческой жизни. Трудности утилизации и длительный срок разложения угрожают нашей планете. Для решения проблемы разрабатываются технологии переработки и вторичного использования вещества. Это замечательный способ избавиться от огромного количества мусора на свалках вокруг крупных городов и построения на данной основе прибыльного производства. Внедрение этого способа в глобальном масштабе - шанс победить экологическую катастрофу.

Актуальность переработки полиэтилена

Утилизировать данный материал непросто - структура и состав полиэтилена предусматривают стойкость к действию различных химических факторов, что и делает его таким популярным. В плане использования, эти качества - именно то, что нужно. Однако именно эти же свойства ведут к воздействию отходов на экологию.

Распад полиэтилена занимает около 300 лет. Опасным фактором является также то, что при разложении полиэтиленовые предметы способны выбрасывать в биосферу опасные химические элементы, которые загрязняют воздух, почву, грунтовые воды. В сумме это действие сказывается на состоянии окружающей среды и общественном здоровье.

Если данный материал обладает такими поразительными свойствами и хранится несколько сотен лет, возникает вопрос, почему бы не воспользоваться этими качествами отходов. Современная техника позволяет осуществлять вторичную переработку отходов полиэтилена на таком уровне, что материал становится вновь пригодным для использования. Это одновременно и способ экономии на новых материалах, и решение проблемы загрязнения природы.

Для слаженного и постоянного функционирования системы по переработки, необходимым является условие сбора сырья и наличие нужного оборудования. Последующая переработка подарит отходам новую жизнь в роли повседневных бытовых предметов.

Количество предприятий, занимающихся переработкой отходов полиэтилена закономерно увеличивается с каждым годом - этому способствует актуальность и востребованность данной услуги. Дешевизна исходного материала и широкие возможности производства товаров, спрос на которые не падает - вот ключевые преимущества такого бизнеса.

Важный момент. Использование изделий из переработанного полиэтилена должно укладываться на упаковке продукта, при этом по качеству вторичный продукт уступает первичному полиэтилену. Данный факт следует учитывать.

Как происходит процесс переработки сырья?

Отходы проходят переработку в несколько последовательных шагов:

• сбор сырья;
• сортировка;
• первичная обработка;
• измельчение;
• обработка в центрифуге;
• действие температуры;
• использование материала для производства изделий.

Сбор сырья и его сортировка - начало процесса. На этом этапе отходы делят на категории, которые соответствуют виду сырья. Сортировка может производиться вручную или с использованием механизированных устройств.

Отсортированные отходы необходимо очистить от загрязнений, деталей из инородного материала. Сырье очищается в специальных промывочных машинах. Некоторые сборщики сырья сами проводят данную процедуру, увеличивая цену на него.

Измельчение очищенного и подготовленного сырья производится в специальных машинах, с помощью дробления. Следующий шаг обработки - центрифугирование. Это избавляет материал от влаги, примесей. После измельчения следует термическая обработка материала.

Сырье готово к вторичному использованию и производству предметов из него.

Необходимое оборудование для переработки полиэтилена

Для полноценного и качественного процесса переработки вторсырья используется следующее оборудование:

• промывочная машина;
• машина для измельчения отходов;
• центрифуга;
• установка для термической обработки;
• агломератор - для уменьшения объема сырья;
• гранулятор;
• экструдер - для формирования однородного сырья, с помощью использования температуры.

Автоматизация процесса осуществляется с помощью использования конвейера - это ускоряет процесс и позволяет контролировать его поэтапно.

Использования агломератора - один из способов повышений эффективности и экономичности переработки. На выходе получается товарный продукт - агломерат.

Принцип работы агломератора для переработки полиэтилена смотрите на видео:

Использование экструдера позволяет получить полиэтилен низкого давления, который устойчив к физическим и химическим факторам.

Экструдеры также используют для переработки сырья (агломерата) в однородный расплав с приданием ему определенной формы.

В жизни современного человека полиэтилен используется повсеместно. Практически в каждом доме есть разнообразие пакетов. Чем лучше сырье, тем сложнее его утилизировать и тем длительнее срок его разложения. перерабатывают, получая новые изделия. Об этом и рассказано в статье.

Утилизация

Широкое применение полиэтилена стало причиной экологической проблемы - накопления отходов на свалках. По оценкам, на долю этих изделий уходит 8-10 %. Материал не гниет, он прочный к воздействию кислот и щелочей, почти не растворяется, на его разложение уходит много лет, при этом выделяются опасные вещества, которые загрязняют почву и водоемы.

Со полиэтилена сгорают не полностью, образуя токсичные диоксины, которые вредны для всего живого: яды скапливаются в организме, что становится причиной дерматитов, язв, мутаций. Пиролиз из этого сырья широкого использования не получил - он экономически выгоден при большом количестве сырья (свыше 20 тыс. т в год).

Лучший вариант - сдать полиэтилен. Переработка отходов позволяет использовать Это возможность ресурсосбережения, удешевления продукции, уменьшения затрат.

Виды отходов

Отходы полиэтилена отличаются формой, составом, местом нахождения, загрязненностью, уровнем подготовки для вторичного применения. Они делятся на несколько групп:

1. Технологический брак (2-10 %) - практически не имеет отличий от кондиционных изделий. Применяется в качестве возвратного сырья или низкосортной товарной продукции.
2. Отходы промышленного использования - пленки, тара, емкости, трубопроводы, оплетки кабелей, нерабочие изделия.
3. Часть отходов на свалках - пленки, пакеты, бутылки, изделия обихода.
4. По уровню сохранности: незначительная деструкция и частичная утрата нужных характеристик.

Отходы полиэтилена перемешаны с остальными отходами. Существует 2 направления по рециклингу полиэтилена - выделение однородных изделий и переработка в смеси отходов.

Переработка

Прием отходов полиэтилена осуществляется специализированными компаниями. От вида продукции определяют, какой будет технологический цикл переработки. Обычно в него входит сортировка, очистка, фракционирование, измельчение, дробление, агломерация, гранулирование и формирование изделий.

Большие обломки режут с помощью циркулярных пил или лентопильных станков. Для небольших изделий подходят щековые или роторные дробильные агрегаты, гидроизмельчители, устройства, охлаждаемые благодаря сжиженному углекислому газу.

Очистка от загрязнений осуществляется в местах отмывки и на моющих линиях с функцией регенерации растворителей. Из термопластов полиэтилен извлекается с помощью метода грохочения с сепарацией или флотацией. Для снижения объема, дегазации, очистки продукцию спекают. Агломерат применяется как товарная продукция или используется для гранулирования, чтобы создать вторичные гранулы высшего качества.

Полиэтилен повторного применения имеет высокую вязкость расплава. Его гранулирование осуществляется с высокими температурами в аппаратах, в которых присутствуют роторно-ножевые измельчительные дробилки, насосы для расплава. Эти грануляторы нужны для переработки, дегазирования и модифицирования отходов.

Особенности работы

Во время переработки пакетов осуществляется несколько этапов. Первый цикл практически не влияет на снижение потребительских характеристик новой продукции. Но с каждым этапом сырье обретает негативные характеристики, из-за чего оно может использоваться для особых материалов. Отходы используются для получения новой продукции. Технология переработки заключается в следующем:

1. Происходит сбор сырья: пленки, бутылок, мусора. Сортировка выполняется ручным или механическим трудом. Если отходы разделяют на макулатуру, стекло, бумагу, ПЭТ, то получится уменьшить количество мусора для утилизации.
2. Сырье переходит в промывочные устройства. Этап требуется для устранения грязи, посторонних предметов. Если продукция сдается в пункты приема, то проверяется качество, чтобы назначить стоимость.
3. Сырье измельчают дробильными аппаратами.
4. Если в нем есть влага или примеси, то переработка выполняется в центрифуге.
5. Материал отправляют в сушильную камеру для термической обработки.
6. Работа окончена, и материал может использоваться повторно. Из них делают универсальные изделия - полиэтиленовые пленки, пакеты, упаковочные тары, трубы.

Что получается из отходов?

Сбор отходов полиэтилена позволяет получать различную продукцию. Смеси с большим количеством инородных включений перерабатывают с помощью литья или интрузии при небольшом давлении. Этот малозатратный вариант позволяет получать слабонагруженные изделия для декоративного уличного ограждения.

Прием отходов полиэтилена с недлительным периодом использования (тара, пленки, бутылки для одноразового применения) осуществляется для переработки в изделия подобного типа. Если материалы имеют измельченную структуру, то из них получают крупные изделия с невысокой прочностью.

Сейчас развита сфера по изготовлению композитов из вторичных полимеров и наполнителей: резиновой крошки. Их используют в производстве емкостей, отделочной плитки, мебели, декоративных элементов для машин.

Вторичная гранула применяется в качестве добавки к полиэтилену в изготовлении типовых изделия или как связующая часть в композитах для получения напорных труб, больших емкостей. Из этого сырья создают тары и упаковку для непродовольственных товаров, строительных пленок, трубопроводов. Это направление хоть и сложное, но активно развивается.

Итог

Благодаря переработке получится уменьшить количество мусора на городских свалках. Полиэтилен и пластин практически не разлагаются. А ведь на их основе получаются новые изделия, которые пригождаются в различных сферах жизни человека.

Полиэтилен - самый широко применяемый полимерный материал в мире с долей около 39% в мировом объеме производства термопластов. Ближайший конкурент, полипропилен, занимает всего 24%. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные способы переработки полиэтилена и их технологические особенности.

Переработка первичного полиэтилена

Первичным называют полиэтилен, синтезированный на производстве путем полимеризации этилена. Чаще всего это гранулированное сырье молочно-белого цвета (если марка не окрашивалась). Вот наиболее распространенные способы переработки полиэитлена:

• Экструзия. Более 70% полиэтилена в России перерабатывается экструзивным методом, так как он является весьма универсальным. Суть способа заключается в подаче расплава полимера на головку экструдера под давлением. При этом головка может иметь различную форму, и, проходя через нее, полимер приобретает необходимую форму. Прежде всего таким образом перерабатывается ПЭ «трубных» и «пленочных» марок для производства соответствующей продукции. Кроме того, методом экструзии изготавливают кабельную изоляцию и листовой ПЭ различной толщины.
• Ротационное формирование. Метод применяется для изготовления различных полых емкостей из ПЭ: от небольших пищевых контейнеров до крупной тары объемом до 10 тыс. литров. Суть метода заключается в загрузке необходимого количества гранул полиэтилена марки, применимой для ротационного формования, в специальную форму, которая одновременно разогревается и вращается в нескольких осях. В результате внутри образуется расплав, который равномерно покрывает стенки формы и позволяет получить изделие с различной толщиной стенок.
• Литье под давлением. Технология подходит для изготовления изделий различного назначения, чаще всего из марок ПНД. Суть метода заключается в подаче расплава полиэтилена в форму нужной геометрии под давлением. Литьевые марки отличаются повышенной текучестью расплава, что позволяет полимеру точно повторить очертания формы и добиться правильности геометрии готового изделия.

Переработка вторичного полиэтилена

Учитывая негативное влияние отходов ПЭ на экологию, весьма актуальным является вопрос переработки отработанного сырья и повторного его применения. Практически любые отходы из ПЭ проходят следующий алгоритм:

• Сортировка. Полимер отделяется от других отходов на полуавтоматических линиях: часть работы делают люди вручную, частично механическую смесь отходов сортируют машины.
• Промывка и очистка. Чтобы полиэтилен мог быть переработан, его нужно максимально очистить от примесей, для чего он промывается под потоками воды и водяного пара.
• Измельчение в дробилках и фильтрация с помощью центрифуги. Материал окончательно очищается от посторонних примесей.
• Еще одна промывка и сушка. После того, как измельченная смесь снова просушивается, вторичное сырье можно считать готовым для дальнейшей переработки.

Для вторичного сырья чаще всего применяется метод экструзии и литья под давлением. При этом далеко не все виды изделий могут быть изготовлены из вторичного ПЭ, так как технологические свойства материала после такой переработки все-таки существенно ухудшаются.

Почему важно перерабатывать полиэтилен и чем полиэтилен интересен для бизнеса по переработке?

Полиэтилен - это самый широко применяемый из всех видов пластмасс. Его можно собрать в больших количествах при относительно небольших затратах и поэтому бизнес по его переработке может использовать эффект масштаба для сокращения затрат и роста прибыли.

В каких количествах потребляется полиэтилен и какие изделия из него производятся?

В России ежегодное потребление полиэтилена составляет 1.6-1.7 миллионов тонн, значительная часть из которых расходуется на изделия с коротким сроком службы, питая поток отходов.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен - это полимер, то есть материал, состоящий из очень длинных молекул, в которых однородные группы атомов углерода и водорода соединены в цепочки. У полиэтилена самая простая структура из всех полимеров. В ней в центре цепи атомы углерода, к которым присоединены атомы водорода.
Структура выглядит вот так

Кое где вместо атома водорода сбоку к цепи присоединен атом углерода, который образует тоже цепь или ветку. Молекулы могут быть в разной степени ветвистыми и от этого сильно зависят свойства материала.

Из какого сырья получают полиэтилен?

Само название полиэтилена говорит о том, что это полимер этилена, то есть полимерные цепи состоят из одинаковых кусочков, химическая формула которых С₂H₂ (этилен). Эти составляющие называются мономер. В этилене каждый атом четырехвалентного углерода соединен с двумя атомами водорода и с соседним атомом углерода, причем с последним ковалентная связь двойная. Поэтому этилен еще называют непредельным соединением. Соединения с двойной связью в химии называют олефинами, отсюда и общее название полиэтилена и некоторых других полимеров - полиолефины.
Итак, полиэтилен получают путем соединения в цепочки (полимеризации) молекул этилена.
При этом этилен может быть из разных источников, в зависимости какое сырье доступнее для нефтехимиков в каждом конкретном регионе и в каждом конкретном случае. Основные группы сырья это нафта (производная при переработке нефти), Этан, выделенный из природного газа или сопутствующего газа, а также все больше сейчас этилен начинают получать из этилового спирта, который может быть получен из множества видов растительного сырья, в том числе в коммерческом масштабе сейчас уже используется этанол из сахарного тростника.

От чего зависят свойства полиэтилена?

Промышленность выпускает множество марок полиэтилена, но все они отличаются в основном только двумя параметрами. Это размер молекул и степень их ветвистости. Параметры эти не зависят от исходного сырья, из которого получен этилен, но зависят от условий процесса полимеризации, давления в реакторе, температуры, наличия и вида катализатора.
Первый полиэтилен в промышленности научились делать при высоком давлении, в котором полимеризация инициировалась свободными радикалами. Такой материал сейчас называется ПВД, он отличается большой ветвистостью. То есть на каждой полимерной цепи есть множество боковых веток, которые в свою очередь тоже имеют ветки, состоящие из таких же цепочек.
Позднее при помощи катализаторов научились выпускать полиэтилен при более низком давлении, он называется ПНД. Молекулы у него значительно менее ветвистые.
Для того, чтобы понять, как ветвистость молекул влияет на свойства полимера, представьте себе две метелки. Одна из них состоит из гладких прутьев, без боковых веток. Они уложены плотно и метелка такая жесткая и прочная. Другая состоит из прутьев с боковыми веточками. Плотность уже значительно меньше, и она более податливая, гибкая.
Таким же образом отличаются ПНД, который еще называют полиэтиленом высокой плотности и ПВД, называемый полиэтиленом низкой плотности. Первый материал жестче, прочность его высока. Второй пластичен, изделия из него гнутся при меньших нагрузках.

Можно ли при вторичной переработке ПВД преобразовать в ПНД и наоборот?

Нет нельзя, структура и размеры молекул задаются при синтезе, то есть на том заводе, где производили первичный полимер, при вторичной переработке она мало подвержена изменениям. Однако можно материалу из ПВД прибавить жесткости, добавив к нему более жесткий ПНД или другой материал, а также можно материалу из ПНД прибавить пластичности, добавив соответственно ПВД. Часто в изготовлении изделий из вторичных полимеров так и делают. Смешивают разные виды.

От чего зависят реологические свойства полиэтилена, предел текучести расплава?

От размера молекул. Чем более крупные и длинные молекулы в полимере, тем менее он текуч. Текучесть полимера измеряется под нагрузкой и при повышенной температуре.

Какие виды полиэтиленового сырья доступны для вторичной переработки?

Доступны производственные отходы и отходы потребления.
Производственные отходы отличаются, в большинстве случаев, чистотой и бывают однородны, однако же в каждом источнике их находится относительно небольшое количество. Оно и понятно, ведь производства спроектированы не для того, чтобы производить отходы. Часто переработка производственных отходов - это относительно несложный процесс и их те, у кого они образуются все чаще сами используют после минимальной обработки, например, дробления или гранулирования на небольшом упрощенном грануляторе.
Большие по объему, но сложные по составу потребительские отходы, то есть отходы изделий или упаковки, бывшие в употреблении. Переработка таких отходов обычно сопряжена с трудностями их переработчики должны обладать большим количеством оборудования, поэтому эффект масштаба делает предприятия по их переработке относительно крупными. Они собирают отходы из множества источников (мусоросортировок и коммерческих источников).

Какие полиэтиленовые отходы потребления можно перерабатывать?

На существующем рынке вторичного сырья в России доступны следующие виды отходов полиэтилена:

1. Отходы пленок из полиэтилена низкой плотности, в том числе стрейч пленок, собранные сортировками из коммерческих источников – магазинов, относительно чистые, для их очистки от загрязнений не требуется мойка, достаточно фильтрации расплава в экструдере и дегазации.
2. Отходы пленок, собранные из потребительского мусора – требуют мойки, так как загрязнены в том числе пищевыми отходами.
3. Стрейч – собирается отдельно, представляет собой чаще всего линейный полиэтилен низкой плотности с добавками.
4. Выдувные флаконы из-под жидких продуктов и товаров – состоят из ПНД, требуют мойки и тщательную дегазацию расплава для удаления остатков продукции, которая впитывается в стенки флаконов. За рубежом флаконы молочные обычно собирают отдельно, но это относится к тем странам, где значительный процент молока упаковывается в бутылки из полиэтилена высокой плотности.
5. Канистры, могут быть разного качества в зависимости от того, что в них было налито до того. Как было написано выше, переработка канистр из-под масел представляет сложности в связи с остатками масла.
6. Многослойные пленки, большую часть которых составляет полиэтилен – переработка подобных пленок представляет технологические сложности, описание которых лежит за рамками данной статьи.
7. Отходы кабелей – в них часто применяется сшитый полиэтилен, то есть такой, в котором сознательно были созданы мостики между отдельными молекулами. Переработка его сложна тем, что материал не течет при температурах плавления, а только размягчается. Процент геля там очень высок.
8. Сельхоз пленка – пленка, которая использовалась в сельском хозяйстве. Она обычно может быть в значительной степени повреждена фотоокислительной деструкцией

Основные методы переработки два, это механический рециклинг, когда материал используется в качестве полимера для изготовления изделий или других целей, а также термо-химический рециклинг, пиролиз в результате которого получаются жидкие и газообразные продукты термической деструкции полимера. Далее речь пойдет о механическом рециклинге.
Какие процессы включает в себя переработка полиэтилена?
Основные процессы - это сортировка, измельчение, отмывка, сушка и агломерирование или гранулирование. В зависимости от исходного сырья и производительности комбинация этих процессов может быть разная, например, измельчение может производиться как в одну стадию, так и в две стадии. Также если сырье собрано из относительно чистых источников, то стадию мойки и сушки иногда можно опустить.

Какое оборудование применяется для переработки?

​Отходы полиэтилена, которые были в контакте с продуктами, загрязненные отмывают на линиях мойки. Как правило, линия мойки включает в себя следующие элементы:

​- Оборудование для измельчения и придания регулярной формы частицам. Шреддеры или дробилки. Первые в большинстве случаев предпочтительны, так как они более выносливы в при попадании твердых предметов, таких как камни или металлы, но шреддеры стоят дороже, чем дробилки. В дробилках скорость вращения ротора выше, попадание твердого предмета может вывести из строя сразу дробилку, потребуется в особо тяжелых случаях замена всех ножей. Но дробилки часто делают с функцией предварительной отмывки, для этого в них подают воду. На линиях большой производительности применяют и шреддер и дробилку, то есть измельчение организуют в два этапа, между которыми обязательно ставят оборудование для отделения тяжелых частиц, чтобы защитить дробилку.

​- Оборудование для отделения тяжелых частиц, таких как песок, камни, металлы и пластики несовместимые с полиэтиленом, такие как полиэтилентерефталат, который тонет в обычной воде.
​Для отделения тяжелых частиц применяют два вида оборудования: флотационные ванны и гидроциклоны. Вторые почти исключительно только в линиях высокой производительности, например 2 тонны в час.

​- Оборудование для интенсивной отмывки пластика. Для этой цели применяют фрикционные мойки и (или) центифуги

Оборудование для отжима - как правило центрифуги и шнековые прессы. После механического отжима влажность пленок может быть от 6 до 12 процентов. Этого может быть слишком много для эффективной дальнейшей агломерации, поэтому механической сушкой часто не ограничиваются.

​- Оборудование для термической сушки - в них, как правило, организуется движение частиц пластика вместе с потоком нагретого воздуха в лабиринтах (длинных трубах или каналах) разных конструкций. Иногда в линиях окончательную досушку не делают и оставляют ее на этап агломерации или грануляции.

Работа агломераторов и пласткомпакоторов основана на нагреве материала механическим способом и далее его комкование, уплотнение при помощи разных технологических приемов.

​Работа гранулятора основана на нагреве материала при помощи электрических нагревателей до температур плавления, перемешивании полученного расплава и его очистке путем фильтрования, откачивания образующихся при нагреве газов и далее формировании гранул путем выдавливания расплава через фильеры (матрицы с отверстиями) и резки полученных стренг тем или иным способом. (водокольцевые и стренговые грануляторы). Преимущество грануляторов перед агломераторами и пласткомпакторами в том, что они позволяют получить более надежный продукт, так как механические примеси, которые могли остаться после моечной линии, на грануляторах отфильтровываются и примеси жиров или других разлагающихся при нагреве веществ, могут быть удалены путем дегазации расплава.

​Подробнее про оборудование с примерами линий на сайте http://moykaplastica.ru

Что такое деструкция полимера?

При вторичной переработке молекулы полимера неизбежно повреждаются по трем причинам. Это, во-первых, механическая нагрузка, например, в экструдере, когда при повышенном давлении материал перемешивается. Во-вторых, это тепло, которое способствует более активному движению молекул и связи между атомами становятся не такими прочными, как при обычных температурах. В-третьих, это действие кислорода воздуха, который, будучи активным окислителем, стремится окислить элементы полимерной цепи, водород и углерод. Таким образом, при вторичной переработке полимерные молекулы изменяются, некоторые из них становятся короче, порвавшись на части. Каждый раз, когда происходит разрыв полимерной цепи по той или иной причине, образуется радикал, то есть атом или группа атомов, у которых валентности не закрыты, имеется вакантное место на внешнем электронном облаке. Такие радикалы чрезвычайно активны, они образуют соединения с соседними молекулами, при этом повреждение соседней молекулы образует новый радикал, который в свою очередь повреждает другую цепь. Когда молекулы сшиты отдельными спайками, то получившуюся структуру называют гель. Содержание гелей во вторичных гранулах изменяет механические свойства, обычно не в лучшую
сторону.

Почему свойства вторичного полиэтилена хуже, чем у первичного?

Основным виновником снижения свойств, по-видимому является кислород. При деструкции он не только создает радикалы, как описано выше, но он еще может встраиваться в материал, заменяя собой атомы водорода и углерода, окислять полиэтилен. Присутствие атомов кислорода в материале меняет его свойства. Изначально полиэтилен неполярный. Это значит что в нем только содержатся атомы водорода и углерода, у которых между собой неполярная связь, потому что их электроотрицательность довольно близкая. То есть они связаны посредством общего облака электронов, которое более или менее находится посредине (простыми словами, на самом деле сложнее). Но как только рядом появляется атом кислорода, второго по электроотрицательности элемента после фтора, то так сразу кислород оказывает воздействие на все связи, которые находятся рядом. Он поляризует их в некоторой степени. Притягивает электроны к себе. Это снижает их прочность при механическом воздействии снижает стойкость соседних связей к другим атомам кислорода, которые тоже стремятся что нибудь выхватить и окислить из полимерной молекулы.
Отсюда важное практическое знание в том, что чем больше окислен (деструктирован) полиэтилен, тем он быстрее дальше окисляется и свойства его падают еще быстрее. Этим объясняются скорее неудачные, чем удачные опыты по улучшению свойств вторичного пластика путем добавления неиспорченной первички. Вторичка, если она уже деструктировала, то быстро отравляет и первичку своим влиянием и это именно по причине кислорода и его магнетической по отношению к электронам активности в молекулах.

Например, по ссылке статья шведского исследователя Майкла Хамскога (с которым мне доводилось работать раньше), в статье сделан вывод о неэффективности смешивания первичного полиолефина с вторичным и о большей эффективности добавления добавок. о которых пойдет речь ниже.
https://www.sciencedirect.com/scienc...41391005003629

Как изменяется ПТР полиэтилена при вторичной переработке?

Так что ПТР может меняться и в большую и в меньшую сторону, в зависимости от того, какой процесс сильнее развивается, укорачивание или сшивание, а это в свою очередь зависит от условий переработки. Чаще всего наблюдается укорачивание молекул, то есть увеличение текучести.

Как снизить деструкцию полимера при вторичной переработке?

Для того чтобы деструкцию замедлить, в полимер добавляют специальные вещества, способные забрать на себя образующиеся радикалы и не позволяют процессу развиваться по цепному сценарию, когда повреждение одной полимерной цепи ведет к повреждению соседних.
К сожалению, эти вещества являются расходуемыми. То есть со временем действие их ослабевает и они уже отрабатывают. Иногда для того, чтобы восстановить дозу стабилизаторов, в полимер при вторичной переработке добавляют их. Например, такой состав как Рисайклстаб.
Для того, чтобы минимизировать деструкцию, в общем случае надо минимизировать механические и тепловые нагрузки на полимер в процессе вторичной переработки, то есть не перегревать его выше нужного, не использовать чрезмерное перемешивание под давлением в экструдере.

Как влияют загрязнения полимера на свойства вторичного материала?

При переработке отходов, прошедших цикл потребления, загрязнения всегда являются основной проблемой. Они приобретаются от контакта с другими веществами и в том числе с тем веществом, которое было упаковано в упаковку из полиэтилена. Загрязнения бывают поверхностные и внутренние.
Так канистры из-под масел содержат некоторое остаточное количество этих масел в виде поверхностных загрязнений, но часть масла растворена в стенках канистры и при вторичной переработке, даже если материал хорошо отмыт, может появляться запах, могут изменяться свойства вторичного полимера вследствие пластификации полиэтилена маслом (частичного растворения масла в полиэтилене).
Это характерно не только для таких выраженных веществ как масло и моющие средства, но и для обычного молока. Бутылки, изготовленные из ПНД, в которых ранее было молоко, даже после отмывки содержат в своих стенках некоторое количество молочной кислоты, которая растворилась в полиэтилене. При переработке может возникать запах.
Другие загрязнения, такие как песок или земля, кусочки бумаги также снижают механические свойства полимера и должны быть удалены.
Для удаления поверхностных загрязнений используются мойки, в которых материал тщательно обмывается водой в сочетании с некоторыми усилиями механическими (фрикционные мойки) а также могут использоваться установки сухой очистки, например, выпускаемые компанией MAS, но последние плохо справляются с липкими загрязнениями и в тех случаях, когда липкие составляющие есть.

Как перерабатывать сшитый полиэтилен?

Сшитый полиэтилен - это такой, в котором между отдельными макромолекулами дополнительно сделаны связки (мостики). Обычно это делается для тех изделий, которые используются при повышенных температурах, например для электрической изоляции. Такой полиэтилен может выдерживать несколько большие по сравнению с температурой плавления. Так что, например, изоляция кабеля не стечет, а только размягчится. По сути, сшитый полиэтилен уже не является термопластичным пластиком. Он не плавится, как это должно быть, а размягчается, поэтому перерабатывать его обычными способами невозможно.
Возможны два подхода к переработке сшитого полиэтилена. Во-первых, его можно перерабатывать термическими методами, например пиролизом с получением жидких и газообразных продуктов.
Во-вторых. Теоретически сшитый полиэтилен можно размолоть до крупности меньше чем 0.5 мм и использовать в качестве добавки в обычные полиэтиленовые изделия. Автор долго прорабатывал эту идею и уже было планировал ее проверить на практике, но как-то не дошли руки. Сложности в том, что сшитый полиэтилен очень плохо размалывается, так что получить из него порошок по совсем низкой цене не представлялось возможности. Ориентировочно цена составляла до 10 рублей за килограмм. Во-вторых, неясно, как сшитый полиэтилен будет влиять на Предел текучести расплава. По-видимому, он будет сокращать ПТР, но это требуется проверить.

Наверное, большой потенциал переработки сшитого полиэтилена заключается в освоении новых методов его размола. Например, если использовать естественные холода в сибирской части страны, то наверное можно получить более производительный процесс размола на обычных мельницах, чем было до сих пор. При достаточно низкой себестоимости этот материал мог бы конкурировать на рынке наполнителей, потому что он обладает такой же плотностью, как и полиэтилен, то есть не будет отмечен рост плотности гранул или изделий и вероятно он в меньшей степени повлияет на свойства полимера, чем если его сравнить с минеральными наполнителями. Если вас интересует оборудование для размола сшитого полиэтилена, пишите по контактам ниже.

С чего начать проект по переработке полиэтилена?

С установления контактов. Прежде всего нужны контакты с мусоросортировочными станциями и другими источниками вторичного полиэтилена, затем контакты с производителями пластиковых изделий, которые готовы рассмотреть предложения по использованию вторичного полиэтилена.
Когда возникнет понимание доступного объема сырья и возможных продаж, можно приступить к выбору оборудования и совместно с поставщиками проектированию производственной линии для переработки.
​
Информация об оборудовании для переработки продвинутого уровня:

​
​ По вопросам продажи отходов полиэтилена, пленки, мешков, некондиционных изделий звоните
​ +7 916 103 1486
или пишите mail.ru