Пвд вторичка вторая переработка из пакетов. Отходы полимерных пленок. Выбор оборудования для процесса

Полиэтилен присутствует в нашей жизни повсеместно: полиэтиленовая пленка и пластиковая тара являются основным упаковочным материалом, огромное количество предметов имеют пластиковый корпус, материал используется для производства труб, емкостей, стройматериалов, санитарно-технических изделий, деталей автомобилей и прочей техники и т.д. Спектр применения полиэтилена невероятно широк, к тому же современный рынок постоянно обновляется, а в продаже появляются новые марки этого полимерного материала с улучшенными потребительскими свойствами.

Актуальность переработки полиэтилена очевидна

Самый популярный в мире пластик обладает невероятной устойчивостью - ему не страшны воздействие воды, щелочей, органических и неорганических кислот, химических растворов солей и пр. С одной стороны, это хорошо, а с другой это вызывает ряд проблем, главная их которых - проблема экологии. Полиэтиленовые отходы наносят огромнейший вред окружающей среде, ведь со временем материал подвергается термостарению, медленно разлагаясь под действием солнечных лучей, тепла и кислорода, а в процессе его разрушения происходит выделение вредных химических веществ, загрязняющих, в первую очередь, почву и воду. Время полного разложения полиэтилена составляет сотни лет... Даже страшно представить, что за это время может произойти с нашей планетой. Не зря экологи бьют тревогу и пытаются предотвратить катастрофу.

Конечно, ограничить производство различных видов пластмасс не представляется возможным, однако рационально организовать рабочий процесс можно и даже нужно. Речь идет о создании и совершенствовании способов переработки полиэтилена, благодаря которым вторичное сырье получает новую жизнь. Благодаря рециклингу пластиковые отходы на заводах по переработке полиэтилена превращаются в изделия и предметы, без которых сложно представить нашу повседневную жизнь.

В последнее время количество предприятий, которые занимаются вторичной переработкой полиэтилена резко увеличилось. И дело не только в заботе об экологии. Переработка пластиковых отходов - весьма прибыльное и перспективное направление бизнеса. Отходы полиэтилена и стрейч-пленки служат сырьем для производства пластиковых панелей, мусорных баков, различных бытовых и промышленных емкостей для хранения и транспортировки химических материалов и пр. Хотя несмотря на появление новых технологий переработки, использование вторичного полимерного сырья имеет ряд ограничений.

Как правило, переработка бытовых отходов полиэтилена не вызывает трудностей. Структура материалов, которые мы используем в повседневной жизни, практически не меняется, т.к. их эксплуатация обычно непродолжительна по времени. Срок же службы промышленного полиэтилена гораздо выше, а воздействие на него различных факторов более масштабное. Солнечные лучи и колебания температуры оказывают свое губительное действие на материал, к тому же появляющаяся в процессе эксплуатации пыль не поддается очищению. В результате полученное на линиях по переработке полиэтилена сырье не отличается высоким качеством, а значит сфера его дальнейшего применения сужается.

Особенности переработки

Количество циклов переработки и виды изделий, которые могут произведены из полиэтиленовых отходов имеют ряд ограничений. Первый цикл переработки практически никак не влияет на снижение потребительских свойств новых изделий. Однако с каждым последующим циклом переработки свойства полиэтиленов снижаются, а сырье становится пригодным лишь для производства таких материалов, механические свойства которых не критичны для эксплуатации.

Согласно технологии, переработка полиэтилена состоит из нескольких этапов:

Сначала сырье необходимо собрать, т.е. полиэтилен отделяется от прочего бытового различного мусора;

Собранные полиэтиленовые отходы попадают в промывочные машины;

Затем материал направляется в дробилки, где происходит их измельчение;

Процесс обработки сырья в центрифуге позволяет избавиться от лишней влаги и случайно оставшихся твердых примесей;

После очередной промывки, материал поступает в сушильную камеру, где полиэтилен сушится, а затем проходит термическую обработку.

Вторсырье для дальнейшего использования готово и может отправляться на производство.

Оборудование для переработки

Конечно, процесс переработки полиэтилена предполагает использование специализированного оборудования, которое, впрочем, не сильно отличается от оборудования, необходимого для переработки пластмасс. Полностью оснащенная линия включает в себя: промывочную машину, дробилку, центрифугу, сушильную установку, агломератор, гранулятор и экструдер. Кроме того, нелишним будет использование конвейера или пневмотранспортера, которые позволяют автоматизировать процесс подачи сырья на линию.

Именно агломератор является тем устройством, в котором и происходит переработка полиэтилена. В результате температурного воздействия образуется вторичное сырье - агломерат, который на специальных станках превращается в готовые изделия. Для производства промышленного полиэтилена рекомендуется применение высокопроизводительных агломераторов, цена которых выше, чем обычных, но и качество лучше.

Процесс переработки полиэтилена в гранулы - следующий этап после предварительного измельчения или агломерирования отходов ПВД,ПНД, полистирола и пр. Грануляторы могут входить в линию переработки, однако не являются её обязательной составляющей. Хотя реализация вторичных гранул полиэтилена может существенно увеличить доходы предприятия и расширить рынок сбыта.

Технологии переработки полиэтиленовых отходов совершенствуются с каждым годом. В последнее время большим спросом пользуется сшитый полиэтилен - материал, который обладает улучшенными физическими свойствами и более широкой сферой применения. Из него производят термоусаживаемые трубки, перчатки, пленки для упаковки пищевых продуктов, полимерные водонапорные трубы и т.д. Благодаря сшивке материал полиэтилен получается более жестким, а рабочая температура после переработки может достигать 100 - 120°С.

Производство гранул из отходов полиэтилена — это один из самых выгодных с точки рентабельности и экологии бизнес. Вторичные гранулы ПВД или ПНД позволяют удешевить производство новых товаров, не ухудшая их качество. Многие изделия, изготовленные из вторичного сырья, ничем не уступают по качеству товарам, изготовленным из сырья первичного.

Вторичная гранула ПВД

Что из себя представляет вторичная гранула полиэтилена

Гранулы ПВД — это мелкозернистый сыпучий материал, состоящий из сферических либо цилиндрических зерен диаметром от 0,2 до 0,5 мм. Его производят из полиэтилена высокого давления (ПВД). Встречаются также гранулы полиэтилена низкого давления - ПНД, и некоторых других реже используемых видов этого полимерного материала.

Первичный полиэтилен производят из нефти, запасы которой не бесконечны. Поэтому производство вторичной гранулы ПВД и ПНД с каждым годом приобретает все большее экономическое значение.

Цвет гранул зависит от цвета исходного сырья. В основном они беловато-полупрозрачные. На перерабатывающем заводе сортируют вторсырье по цвету, поэтому зеленые бутылки и пакеты, к примеру, перерабатываются отдельно от прозрачных.

Откуда берется вторичный полиэтилен

Производители гранул ПНД и ПВД пополняют запасы сырья, скупая использованную пластиковую тару - бутыли любых цветов и объемов, стрейч-пленку и т. д. На предприятии производится сортировка сырья по цвету.

Вторичный полиэтилен низкого давления получают в первую очередь благодаря переработке пластиковых бутылек. Объемы их ежедневного выброса на свалку в крупных городах огромны, они исчисляются десятками тонн, несмотря на легкость сырья. Также используется переработка пластиковых ящиков, труб и других подобных отходов. Перерабатываются отходы нетканого укрывного материала, термоусадочная пленка, некоторые виды строительных отходов, и т.п.

Для «вторичного» производства гранул ПВД используют также отходы первичного, синтезированного полиэтилена высокого давления. При этом необходимо только следить за тем, чтобы не допустить третьего цикла ресайклинга. Перерабатывать полимеры в третий раз нельзя - качество товара резко ухудшается.

Технология переработки

Полиэтиленовые гранулы получают из агломерата ПВД - полиэтиленовой крошки. Процесс переработки состоит из следующих этапов:

1. Сортировка. Производится на мусорной свалке либо напрямую на перерабатывающем предприятии. Сырье сортируют по виду - бутылки, пакеты, изоляция проводов, и т.п, по размерам, по степени загрязненности. Слишком грязное сырье не используется, либо подвергается тщательной промывке.
2. Измельчение сырья до таких размеров, которые способны перерабатывать станки предприятия - в среднем от 0,5 до 15 мм.
3. Промывка в специальных моечных камерах. Необходима, т. к. грязное сырье даст мутный, низкокачественный гранулированный полиэтилен. Качество получаемого продукта напрямую зависит от качества и чистоты сырья.
4. Продувка в центрифугах, чтобы удалить излишки влаги.
5. Предварительная сушка.
6. Агломерация - частичный расплав промытой и высушенной крошки с последующим спеканием. Производится под давлением. Предварительная стадия перед получением полиэтиленового гранулята.
7. Гранулирование — переработка полиэтилена в гранулы. На современных предприятиях производится одновременно с агломерацией в установках-пласткомпакторах. На оборудовании предыдущего поколения представляло из себя отдельную стадию процесса.

Гранулятор ПВД представляет из себя аппарат, нагревающий полиэтиленовую массу одновременно с ее последней, финальной фильтрацией от возможных вкраплений металлов и других посторонних примесей. После расплавления (полиэтиленовая масса нагревая до температуры в 200 градусов Цельсия) она подается под давлением на фильеру - мелкоячеистую рамку. Проходя через нее, полужидкий расплав приобретает вид тонких колбасок, которые в доли секунды нарезаются шнековыми ножами. Далее получившиеся гранулы полиэтилена отправляются на охлаждение и фасовку.

На этом этапе производство гранул полиэтилена заканчивается.

Что делают из вторичной гранулы?

Вторичную полиэтиленовую гранула нашла применение в изготовлении:

• упаковки (вторичной стрейч-пленки, технической пленки, полиэтиленовых пакетов);
• бутылей для безалкогольных или слабоалкогольных жидкостей;
• одноразовой посуды;
• предметов декора;
• материалов для гидро- и теплоизоляции;
• водопроводных труб (применяемых в системах низкого давления);
• полимерной плитки;
• пластиковой садовой мебели;
• любых других изделий, которые в процессе работы не должны выдерживать значительные физические и электрические нагрузки. Этоозначает, что изоляцию для электрических кабелей, к примеру, из чистой «вторички» ПНД уже не делают. Но она в некоторых случаях применяется в виде добавок - до 50% от массы, в целях удешевления производства.

Из вторичного ПВД изготавливают фитинги и трубы, детали автомобилей, шланги, нетканый материал, кабельную изоляцию, рубероид и полимерную черепицу, корпуса для различных машин и механизмов,

Почему выгодна вторичная переработка ПНД и ПВД

Вторичная переработка полиэтилена- один из самых выгодных видов современного экологического бизнеса:

• Скупка ПНД в гранулах значительно выгоднее, чем использование первичного полиэтилена. Для его синтеза необходима нефть, процесс синтеза технологически сложен. Вторичный полиэтилен произвести легче, поэтому он стоит в несколько раз дешевле первичного.
• Вторичный полиэтилен в гранулах, расфасованный в любую тару (обычно используют мешки — «биг-беги»), может храниться на складе несколько лет. Ему не страшна ни повышенная влажность, ни другие неблагоприятные условия.
• Предприятия, занимающиеся переработкой вторичного полиэтилена, имеют высокий процент рентабельности, т. к. их затраты на сырье минимальны, технологический процесс не отличается сложностью и не требует дорогостоящего оборудования, а спрос на конечную продукцию высок и постоянен.
• При активно используемой вторичной переработке пластиковых бутылок, пакетов и других упаковочных материалов можно значительно сократить площади, выделяемые под полигоны для захоронения использованной упаковки, и улучшить экологическую обстановку в городе, стране и мире. Разлагаясь (срок разложения составляет около 300 лет), полиэтилен выделяет в атмосферу вредные вещества. Учитывая объемы его производства, в будущем это может стать серьезной проблемой.

Вторичная переработка полиэтилена- это выгодный и полезный для экологии бизнес. Он позволяет использовать для производства имеющиеся ресурсы, что значительно экономит запасы полезных ископаемых на планете и удешевляет стоимость получаемой полимерной продукции.

Сбор полиэтилена

Наше предприятие перерабатывает не все виды полиэтиленовых пакетов, а только пленку, пакеты, мешки, брак производства стрейч-пленки (так называемая термоусадочная пленка) и ПВД.

ПВД - это полиэтилен высокого давления или, как его еще называют, полиэтилен низкой плотности. Отходы ПВД могут образовываться при непосредственном производстве полиэтиленовой пленки. Много отходов - в магазинах (упаковка бутылок, ящиков, коробов), на стекольных заводах (от упаковки бутылок, банок), на ликеро-водочных и пивных заводах (от упаковки тары или готовой продукции).

Стрейч-пленка - это линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД). Она может сильно растягиваться. Благодаря этому свойству, а также повышенной устойчивости к проколам и разрыву, стрейч-пленку применяют для упаковке различных товаров, в частности на поддонах (паллетах). Отходы стрейч-пленки, в основном, образовываются и накапливаются на складах любого значения, на таможенных терминалах, в логистических центрах и т. д.

А вот популярные пакеты-майки из ПНД (полиэтилен низкого давления) и «биоразлагаемые» пакеты, которые можно встретить, например, в «Азбуке вкуса», мы не перерабатываем. Не подходят также полипропиленовая пленка, ПВХ-пленка, воздушно-пузырчатая пленка, полиамидная пленка, многослойные пленки ПВД+ПП, ПВД+ПА, а также двухсторонние двухцветные пленки. Наконец, мы не принимаем пленку, загрязненную маслами, жирами, пищевыми отходами и ядохимикатами.

Сортировка

Собранный полиэтилен мы везем на склад. Здесь может храниться до 100 тонн отходов пленки, естественно в прессованном виде. На первом этапе сырье проходит тщательную сортировку. Отделяют стрейч от ПВД, выбраковывают неперерабатываемые нашими мощностями виды пленок.

Дробилка

После сортировки пакеты определенного цвета пускают в дробилку. В ней на V-образных ножах (в наших кругах такой тип называется еще «ласточкин хвост») пленка измельчается до однородных по размерам частиц. Ножи приводятся в действие электродвигателем.

Мойка

Из дробилки, по пневмотранспортеру, так называемая «дробленка» попадает в мойку. В ней, с добавлением специальных чистящих растворов, «дробленка» очищается от пыли и других неполиэтиленовых включений.

Варка

Следующий этап переработки - это агломерация. В нем происходит так называемая «варка». Оператор загружает чистую «дробленку» в рабочую камеру через загрузочное окно. Сырье по направляющим попадает на вращающийся ротор, измельчается ножами и за счет трения о корпус и между собой разогревается до температуры пластификации. При этом весь объем загруженного сырья становится похожим на кашеобразную массу.

Когда материал становится однородным, в него добавляется «шоковая» вода, результате чего материал резко охлаждается и спекается в отдельные мелкие шарики неправильной формы. Еще некоторое время агломерат подсушивается при естественной температуре окружающей среды и выгружается в подготовленную тару, чтобы отправиться на заключительный этап. Сам процесс варки длится от 5 до 10 минут.

Грануляция

Процесс грануляции можно сравнить с прокручиванием фарша через мясорубку. Агломерат, который мы получили на предыдущей стадии, загружаем в бункер экструдера. Его так называют, потому что в основе производства гранулы лежит метод экструзии — продавливание расплавленной массы через формующее отверстие.

В общем, наш «фарш» из вываренных пакетов расплавляется под действием нагревателей и давления, создаваемого вращающимся шнеком. Расплав полимера продавливается через фильтр во вращающуюся голову экструдера. Уже из него выходят так называемые нити. Для охлаждения мы пускаем их по водяному рукаву, а затем - в ножи, где режем на однородные гранулы.

Хранение

Гранулы фасуются в чистые полипропиленовые мешки, примерно по 50 кг. Специальных условий хранения не требуется, но желательно, чтобы это было сухое помещение.

Готовое сырье

Полученные гранулы, в зависимости от состава и цвета, мы продаем. Гранула стрейча натурального цвета идет на производство вторичного стрейча. Гранула ПВД натурального цвета идет на производство вторичной термоусадочной или технической пленки. Цветные гранулы ПВД в основном идут на производство мусорных мешков.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Чем опасно пренебрежительное отношение к таре и насколько важна для экологии переработка полиэтилена? В нашей жизни полиэтилен присутствует в качестве упаковочной тары, но распространен он, несмотря на узкую специализацию, повсеместно. Почти в каждом доме есть пакет с пакетами, который мы собираем из принципов экономии. Но вот беда, оказывается, что чем лучше сырье, тем труднее его утилизировать и тем дольше сам срок его разложения.

Актуальность переработки

Переработка сырья полиэтилена – это немаловажная статья расходов для города, так как материал характеризуется невероятной устойчивостью. Ему не страшна вода, щелочь, растворы солей. Полиэтилен не боится даже органических и неорганических кислот. Можно отметить, что это неплохие качества, но ведь они могут обернуться рядом проблем.

В первую очередь вызывает опасения экологическая ситуация — по приблизительным подсчетам на разложение полиэтилена уходит до 300 лет. Если простой полиэтиленовый пакет попадает на свалку в общей массе бытовых отходов, то он сильно затрудняет процесс переработки. Со временем этот пакет подвергается термостарению, постепенно разлагаясь под воздействием солнечных лучей, тепла и кислорода. В ходе разрушений безобидный пакет выделяет вредные химические вещества в почву и воду.

Увы, ограничить производство пластмасс и полиэтилена не представляется возможным, но можно рационально организовать весь рабочий процесс. Отходы полиэтилена, по сути, представляют собой универсальный материал. Вторичную переработку полиэтилена без преувеличения можно назвать новой жизнью сырья. От человека требуется создать и усовершенствовать способы сбора и переработки сырья, чтобы сделать процесс цикличным. Полиэтиленовые отходы вполне могут стать предметами повседневного обихода.

Предприятия по переработке

В последние годы планомерно растет количество организаций, перерабатывающих данное сырье. Причем дело не только в экологических проблемах, но и в перспективности развития такого бизнеса. Полиэтилен может стать отличной базой для создания пластиковых панелей, мусорных контейнеров, всевозможных бытовых емкостей. Открывается определенный простор для фантазии предпринимателей, хотя, естественно, вторичная полиэтиленовая продукция предполагает некоторые ограничения.

Трудностей вторичная переработка пленки и пакетов не вызывает, так как структура используемых материалов по большей мере не меняется, но вот качество переработанного сырья снижается, а соответственно сужается сфера дальнейшего применения.

Особенности рабочего процесса

Существует несколько циклов переработки полиэтиленовых пакетов, пленки. Первый цикл почти не влияет на снижение потребительских характеристик новых изделий. Но вот каждый последующий цикл вносит свою «негативную лепту», делая сырье пригодным лишь для производства особенных материалов.

По существующим технологиям можно выделить шесть этапов переработки отходов полиэтилена:

1. Сначала идет сбор сырья: пленки, бутылок, прочего бытового мусора. Сортировка мусора может производиться посредством ручного или механического труда. Если бытовые отходы во время сбора разделять на макулатуру, стекло, бумагу, ПЭТ, то можно на треть сократить количество мусора, которому требуется утилизация.
2. Собранное сырье направляется в промывочные машины. Этот этап необходим для того, чтобы избавиться от грязи, посторонних предметов и бумаги. Если сырье напрямую сдают в пункты приема, то приемщик может проверять состояние пленки, бутылок, макулатуры, чтобы повысить или понизить цену, предлагаемую за них.
3. Далее происходит измельчение собранного сырья, для чего используются дробильные установки.
4. На случай, если в сырье осталась влага или случайные твердые примеси, осуществляется процесс обработки в центрифуге.
5. Теперь материал отправляется в сушильную камеру, где также идет термическая обработка.
6. Работа завершена и материал готов к вторичному использованию. Из него можно сделать универсальные продукты: полиэтиленовая пленка, пакеты, упаковочная тара, трубы.

Работа в деталях

А теперь попробуем более пристально приглядеться к процессу переработки полиэтилена в гранулы, ведь до этого процесс был рассмотрен лишь схематично. Разумеется, для работы требуется соответствующее оборудование.

Налаженная работа возможна при наличии:

• промывочной машины
• дробильной установки
• центрифуги
• сушильной установки
• агломератора
• гранулятора
• экструдера

На производстве актуальным будет наличие конвейера или пневмотранспортера, что позволит полностью автоматизировать процесс.

В домашних условиях почти невозможно наладить бесперебойный процесс получения вторичного полиэтилена, но можно заложить основу для перспективного бизнеса. В первую очередь можно объявить процесс сбора сырья, так как без него такая работа в принципе невыполнима. Ручная сортировка бытовых отходов обойдется дешевле по сравнению с механическим способом, но придется начинать с малого объема используемого сырья.

Самостоятельная переработка плёнки позволяет получить плотную водонепроницаемую ткань с функцией гидроизоляции. Сам процесс работы прост – кусок пленки нужно уложить между двумя частями ткани и прогладить все электрическим утюгом. На выходе получается трёхслойный композиционный материал, так как пленка плавится и проникает в слои ткани. Собственноручно можно получить композиционный материал на основе пленки, ткани и алюминиевой фольги. Алгоритм работы тот же за исключением того факта, что один слой ткани заменяется фольгой. Материал из пленки, ткани и фольги – отличный теплоизолятор. При помощи сшитого полиэтилена многие люди обустраивают теплый пол в доме.

Для большей выгоды

Агломератор – устройство, способное перерабатывать пленку и бутылки. За счет температурного воздействия получается агломерат – запеченные комочки из бывших бутылок и пленки. Агломерат можно реализовать уже на этом этапе или пойти дальше и переработать его в гранулы.

Гранулятор полиэтилена позволяет увеличить доходы предприятия от сбора и сбыта вторичного сырья. В результате получается продукт, технически выигрывающий у своих «порошкообразных или чешуйчатых собратьев по цеху» за счет малого объема (а соответственно меньших затрат на тару и транспортировку), высокой сыпучести, минимизации потерь и пылеобразования, меньшего риска деструкции и фотостарения.

А зачем же на предприятии нужен экструдер? Как раз с его помощью можно получить уникальный материал – полиэтилен низкого давления. Экструдер вступает в работу после того, как свое слово скажет агломератор и превратит результат сбора и переработки в кашицу. Теперь расплавленная масса пластика идёт через формировочное отверстие, где плавится и создаёт нити, которые охлаждаются под водой и режутся на мелкие кусочки. На выходе готова гранула ПНД.

При низком давлении

Полиэтилен низкого давления широко используется во всём мире. Это органическое соединение, напоминающее белый воск. Вторичный полиэтилен низкого давления получают посредством сбора и переработки бутылок и труб.

Данный материал не боится ни морозов, ни химикатов. Он не чувствует ударов и не является проводником тока. Надо добавить, что этот материал водоустойчив и не вступает в реакцию с щелочами, кислотами и растворами солей. Разлагается ПНД под действием азотной кислоты (50%), хлора и фтора.

Как может пригодиться данный продукт

1. На основе ПНД делают аксессуары для плавательных бассейнов.
2. Он используется в процессе работы 3Д-принтеров.
3. Такой материал актуален для работы в условиях химического и электрического воздействия.
4. ПНД хорош для создания антикоррозийного покрытия, продуктовых контейнеров, бутылок и сбора водопроводных соединений.
5. В спортивных учреждениях ПНД применяют для производства гимнастических обручей.
6. В ресторанах ПНД – это будущий полиэтиленовый пакет, пластиковый гарнитур или тара. Пакет из ПНД шуршит и мнется, так что его используют для так называемых «маек».
7. Изготовители пиротехники используют ПНД для большей зрелищности своей работы.

Итог

Переработка сырья полиэтилена в гранулы дает возможность существенно снизить количество мусора на городских свалках. Помните, что полиэтилен и пластик почти не разлагаются. А меж тем на основе ПЭТ можно делать успешный бизнес. Не выбрасывайте то, что может пригодиться в дальнейшем. Даже простой пакет, бутылка, пленка – могут пригодиться для дела.

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