VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Согласно проведенным исследованиям, мировое производство пластмасс возрастает на 5 - 6 % ежегодно и, по прогнозам, к 2015 г. достигнет 350 млн. тонн. Причем, наиболее быстро развивающимся сегодня является рынок полиэтилентерефталата (ПЭТФ). ПЭТФ – это термопласт, образующийся на основе синтеза терефталевой кислоты и этиленгликоля. Высокие потребительские свойства тары, изготовленной из ПЭТФ, обеспечили этому материалу стремительный рост в производстве упаковки для напитков и пищевых продуктов [1]. Важной особенностью ПЭТФ является то, что вторичный материал на его основе достаточно легко поддается переработке и гомогенизируется легче, чем другие вторичные пластмассы [2]. Эти особенности вторичного полиэтилентерефталата позволили ему стать на сегодняшний день самым перерабатываемым пластиком в мире с широкими возможностями использования, начиная с гранул и пленок для упаковки, заканчивая предметами одежды, ковров, багажа и офисной мебели, аудио-видео пленкой [3].

По мере того как спрос на ПЭТФ растет, увеличивается количество отходов. Отходы ПЭТФ образуются на всех стадиях процесса переработки сырья в изделия (экструзия, литье, прессование, вакуум-формование, выдувание из заготовки), однако, основной вклад в состав отходов ПЭТФ вносят пластиковые бутылки из-под напитков [4]. Особенно это характерно для России, где более 90% ПЭТ-гранулята используется для изготовления ПЭТ-преформ, из которых в дальнейшем выдуваются бутылки.

Сегодня в РФ перерабатывается в ПЭТФ-бутылки более полумиллиона тонн ПЭТФ и, соответственно, столько же образуется отходов высококачественного полимера широкого спектра применения [5].

Организация сбора и подготовка отходов ПЭТФ к переработке является одним из серьезных экономических факторов формирования рынка вторичного ПЭТФ. Для загрязненных и смешанных отходов затраты на их подготовку к использованию в качестве вторичного сырья могут превосходить стоимость первичного сырья. Увеличению затрат на переработку отходов ПЭТФ способствует высокая доля ручного труда при сборе и сортировке отходов, постоянный рост затрат на энергоресурсы, высокий уровень налогообложения [6]. Заготовка вторичного ПЭТФ (в основном бутылок из-под напитков) через сети приемных пунктов экономически малоэффективна, о чем свидетельствуют расчеты, а также низкая заготовительная стоимость бутылки, не стимулирующая население к сдаче вторичного сырья. Наиболее эффективен раздельный сбор выбывших из употребления изделий ПЭТФ. Этот метод получил широкое распространение за рубежом и начинает развиваться в России. Частично вторичный ПЭТФ собирается на предприятиях, где образуются производственные отходы.

Выделяют несколько основных направлений переработки вторичного полиэтилентерефталата, которые условно можно разделить на три основные группы: механические, химические и термические.

Области применения веществ, полученных в результате переработки:

Механический - для упаковок, производства волокон (напольные покрытия, искусственная шерсть, спортивная одежда), конструкционный пластик для автомобилестроения, строительства.

Химический - получение полиэфиров для производства клеев, покрытий и исходного сырья для повторного синтеза ПЭТФ.

Термический - сжигание для получения тепловой энергии или пиролиз для получения жидких и газообразных топлив.

Варианты утилизации и переработки ПЭТ: захоронение; сжигание, радиодеструкция, термическое разложение, химический ресайклинг ПЭТФ, сольволиз, грануляция, агломерация, экструзия, переработка «бутылка в бутылку» [7].

Около трети вторичного ПЭТФ используется для изготовления волокна для ковров, синтетических нитей, одежды и геотекстиля. Остальные направления применения вторичного ПЭТФ включают производство листа и пленки, бандажной ленты и процесс "бутылка в бутылку".

Перспективным направлением применения вторичного ПЭТФ является производство полимербетона. Полимербетон образуется из отходов ПЭТФ и минеральных наполнителей, таких как зола, песок. Это очень прочный и долговечный материал имеет разнообразное применение. ПЭТФ от использованных бутылок для напитков может стать потенциально дешевым сырьем, а его вторичная переработка в полимербетон позволит также решить проблемы утилизации. Главное преимущество применения вторичного ПЭТФ для полимербетона заключается в том, что его не нужно очищать от других материалов и красителей. Оптимальное соотношение наполнителя и смолы составляет 9:1. Поверхностный слой полимербетона может иметь толщину всего 10-25мм, что обеспечивает износо- и кислотостойкость и малую проницаемость.

Нанесение покрытий из полимербетона на строительные конструкции существенно улучшает их внешний вид. Эффективно применение полимербетона для дренажа кислотных стоков, подземных сводов, соединительных боксов канализационных труб.

Создание полимербетонов на термопластичных полимерах значительно расширяет области применения данных материалов. Их разработка является перспективной и актуальной задачей. Полимербетоны с ПЭТФ связующим имеет высокую химическую стойкость, ударную прочность, морозостойкость.

На кафедре ХТ ВлГУ, с участием авторов, ведутся разработки по получению высокоэффективных и высокопрочных полимерных композиций, с целью улучшения физико – химических показателей материала и уменьшения затрат на производство[8-9].

Список литературы

1. Русаков П.В. Производство полимеров.- М.: Высшая школа,1988.218 с.

2.http://www.polymery.ru/material.

3. Митрофанов Р.Ю., Чистякова Ю.С., Севодин В.П. // Переработка отходов полиэтилентерефталата. ТБО. - 2006. -№ 6.

4. www.recyclers.ru - Отраслевой портал «Вторичное сырьё».

5. ФГУ «НИЦПУРО» ТУ 2298-014-01877509-00 "Сырье полимерное вторичное необработанное" 2000 г.

6.www.hsm.eu

7. Ф. Ла Мантия. Вторичная переработка пластмасс. – СПб: Профессия, 2007. 400 с.

8. Христофоров А.И., Гуюмджян П.П., Христофорова И.А., Глухоедов В.В. Влияние способа заливки на плотность бетонов с силикатным заполнителем // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века.- 2004 г. - № 4.- С. 52-53.

9. Христофорова И.А. Полимербетоны на основе термопластов // Строительные материалы. − 2005 г. − № 4. − С. 56 − 57.

Код для цитирования: Скопировать