Переработка отходов полиолефинов. Полиолефины - самый распространенный вид термопластов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве. К ним относятся полиэтилен высокой и низкой плотности, полипропилен. Наиболее эффективным спосо­бом утилизации отходов полиолефинов является их повторная пе­реработка. Ресурсы вторичных полиолефинов велики: только отхо­ды потребления полиэтилена низкой плотности в 1995 г. достигли 2 млн. т.

Способы переработки отходов полиолефинов зависят от марки полимера и их происхождения. Наиболее просто перерабатываются технологические отходы, т. е. отходы производства, которые не подвергались интенсивному свето-тепловому воздействию в про­цессе эксплуатации. Не требуют сложных методов подготовки и отходы потребления из полиэтилена высокой плотности и полипро­пилена, так как, с одной стороны, изделия, изготавливаемые из этих полимеров, не претерпевают значительных воздействий вследствие своей конструкции и назначения (толстостенные дета­ли, тара, фурнитура и т. д.), а с другой стороны, исходные полиме­ры более устойчивы к воздействию атмосферных факторов, чем полиэтилен низкой плотности. Такие отходы перед повторным ис­пользованием нуждаются только в измельчении и гранулировании.

' К основным особенностям полиэтиленовых отходов потребле­ния относятся низкая насыпная плотность, пониженные прочно­стные свойства и высокая вязкость расплава. Изменение физико- механических свойств вторичного полиэтилена, полученного из от­ходов потребления, является следствием термоокислительного и механохимического воздействия на полимер в процессе переработ­ки и особенно при эксплуатации. Наибольшее изменение свойств происходит именно вследствие протекания фотохимических про­цессов.

Вторичный полиэтилен низкой плотности, полученный из отра­ботанной сельскохозяйственной пленки, сильно отличается от пер­вичного материала. В табл. 11.3 приведены свойства исходного по­лиэтилена и этого же материала после повторной переработки и после трехмесячной эксплуатации пленочного материала из него в районе с субтропическим климатом.

Таблица 11.3 Изменение свойств полиэтилена низкой плотности при повторной переработке и при старении Полиэтилен Показатели Исходный Вторич­ный Вторичный после эксплуатации Содержание низкомолекулярной фракции, % 0,1 6,2 6,2 Содержание геля, % 0 20,0 20,0 Прочность при растяжении, МПа 15,5 10,0 11,4 Относительное удлинение, % 490,0 125,0 17,0 Стойкость к растрескиванию, ч 8,0 1,0 - Светостойкость, сут 90,0 50,0 —

Для вторичного полиэтилена низкой плотности, полученного из отходов потребления, характерна низкая текучесть расплава при малых напряжениях сдвига. Однако ее можно регулировать, изме­няя температуру и напряжение сдвига.

Снижение текучести расплава может служить критерием для ориентировочной оценки свойств отходов и их пригодности для по­вторного использования совместно с исходным материалом.

Для улучшения свойств вторичного полиолефина в компози­цию на его основе добавляют минеральные и органические напол­нители, ПАВ и другие добавки. Так, введение наполнителя в коли­честве до 30% (объемн.) позволяет получать из вторичного поли­этилена напорные трубы, упаковочные пленки, многооборотную тару и другую продукцию. В качестве наполнителя могут быть ис­пользованы дисперсные частицы любой природы, в том числе из отходов других материалов, например древесная мука, резиновая крошка или измельченные отходы реактопластов.

Интересен опыт Тушинского машиностроительного завода, ко­торый производит из отходов полиэтилена и резиновой крошки массивные блоки для переездов трамвайных путей. Основная масса такого изделия изготавливается прессованием из смеси крупной крошки и отходов пластика, а покровный слой небольшой толщи­ны - из износостойкой протекторной резины. Такие изделия повы­шают долговечность переездов, уменьшают шум, снижают нагруз­ку на трансмиссию и колеса автомобиля.

Подготовка отходов полиолефинов к повторному использова­нию включает следующие операции: сортировку; идентификацию (для смешанных отходов), измельчение, разделение смешанных отходов, мойку, сушку, агломерацию, грануляцию.

Первичная сортировка заключается в разделении отходов по цвету, габариту, форме и при возможности - по видам пластмасс. Она проводится вручную на сортировочных столах.

Идентификация видов пластмасс необходима для отделения друг от друга отходов изделий, изготовленных из различных по­лимеров, поскольку их смешивание приводит не только к ухудше­нию внешнего вида будущих изделий, но и очень часто к сниже­нию технологических свойств смеси и физико-механических свойств изделий.

Мойка осуществляется с целью очистки отходов от загрязнений с помощью специальных моющих агрегатов, состоящих из ленточ­ного транспортера, бункера, транспортирующего шнека и моющей камеры. Для мойки используют воду и синтетические моющие средства.

Вымытые отходы подвергают сушке для удаления остатков во­ды. Для этого применяют сушилки различных конструкций: полоч­ные, ленточные, с "кипящим" слоем, вихревые и т. д.

Заключительной стадией подготовки отходов полиэтилена к по­вторной переработке в изделия является агломерация измельчен­ных отходов и их грануляция.

Особенно важна стадия агломерации для отходов с низкой на­сыпной плотностью (например, пленочных материалов из полиэти­лена низкой плотности). В процессе агломерации происходит ус­реднение отходов и их уплотнение, что облегчает их дальнейшую переработку.

Многократная переработка другого полимера из класса поли - олефинов - полипропилена приводит обычно к увеличению пока­зателя текучести расплава (ПТР), хотя при этом прочностные ха­рактеристики материала не претерпевают значительных измене­ний. Поэтому отходы, образующиеся при изготовлении деталей из полипропилена, а также сами детали по окончании срока эксплуа­тации могут быть повторно использованы в смеси с исходным ма­териалом для получения новых деталей. В табл. 11.4 приведено из­менение свойств полипропилена в процессе многократной перера­ботки.

Таблица 11.4 Влияние многократной переработки методом литья под давлением на свойства полипропилена Показатели Кратность переработки 1 2 3 4 5 Прочность при статическом изгибе, МПа 42,3 37,2 30,8 32,9 34,2 Удельная ударная вязкость, кДж/м2 1300 1250 1100 1050 990 Прочность при растяжении, МПа 35,6 34,1 35,2 34,6 33,5 Относительное удлинение, % 52 55 59 61 98

Рассмотренные технологические операции по подготовке к по­вторному использованию отходов полимерных материалов могут быть реализованы на непрерывной линии, которая включает в себя все необходимые агрегаты для их выполнения.

Так, линия немецкой фирмы "Райфенхаузер" для гранулиро­вания загрязненной полиэтиленовой пленки включает: ножевой измельчитель; ванну для мойки; вихревой водоотделитель; фильтр; червячный пресс; ванну с охлаждающей водой; гранулятор; транс­портирующие устройства; вспомогательное оборудование.

Процесс получения гранул на этой линии состоит из следую­щих стадий: измельчения, смешения, усреднения, отмывки, суш­ки, уплотнения, пластикации, фильтрации расплава, формования жгутов, охлаждения жгутов, гранулирования, контроля качества гранулята и его затаривания.

Производительность такой линии составляет 300 кг/ч, установ­ленная мощность 326 кВт, расход охлаждающей воды 2,5 м /т, расход воды для отмывки пленки 5,5 м /т, размеры гранул 4x4 мм.

Отечественная линия ЛПВ-2000 (рис. 11.3), выпускаемая на заводе "Кузполимермаш", предназначена для комплексной подго­товки к пераработке кусковых и пленочных отходов полиэтилена. Производительность линии составляет 2000 т/год. Измельчение от­ходов производится в роторных измельчителях (ИПР-300 - для ку­сковых отходов, ИРНП-300-600 - для пленочных отходов). Из­мельченные отходы в виде пульпы попадают в шнековый промыва - тель, откуда поступают в отжимное устройство и далее в вихревую сушилку, а затем в шнековый экструдер на грануляцию. Размер гранул, получаемых на этой линии, 2-5 мм.

Рис. 11.3. Схема производства вторичной полиэтиленовой пленки: 1 — узел сортировки отходов; 2 - дробилка; 3 - моечная машина; 4 - цен­трифуга; 5 - сушилка; 6 - питатель; 7 - экструзионные прессы; 8 - гра­нулятор; 9 - смеситель; 10 - пленочный агрегат

Переработка отходов поливинилхлорида. Поливинилхлорид и его сополимеры широко применяют в производстве покрытий для полов, стен, мебели, обивочных и галантерейных искусственных кож, пленок, клеенки, обуви, литьевых изделий и т. д. Значитель­ные количества отходов этого полимера образуются как при изго­товлении этих материалов, так и при их использовании в промыш­ленности, в частности при раскрое рулонных материалов.

Можно выделить три основных направления в использовании отходов ПВХ:

* переработка отходов в линолеум, искусственные кожи и пленочные материалы;

* химическое восстановление ПВХ композиций с регенериро­ванием, как правило, пластификаторов и ПВХ порошка;

* использование отходов в различных полимерных компози­циях.

Поскольку ПВХ широко применяют при изготовлении рулон­ных материалов на текстильной основе, ниже мы рассмотрим осо­бенности переработки отходов именно таких текстильно-полимер­ных материалов, которые образуются в значительных количествах и при изготовлении, и при их применении.

Только на автомобильных заводах России при вырубке деталей обивки и облицовки салонов автомобилей ежегодно образуются сотни тонн отходов искусственных кож и пленочных материалов на основе ПВХ. Такие отходы могут быть использованы для полу­чения вторичных материальных ресурсов и для последующего из­готовления из них линолеума, упаковочных пленочных материалов и другой продукции.

Твердые включения

Компоненты смеси

Текстильная основа Рис. 11.4. Схема регенерации отходов искусственной кожи и пленочных материалов

При сборе отходов нельзя допускать смешивания обрезков ис­кусственной кожи различных цветов. В общем виде схема регене­рации отходов искусственной кожи и пленочных материалов пред­ставлена на рис. 9.4. По такой схеме можно изготавливать различ­ные покрытия для полов (линолеум, линолеумную плитку), искусственные кожи технического назначения и другие материалы.

Отходы искусственных кож сначала поступают на измельчение в дробилку. Из дробилки получившаяся крошка выталкивается в накопительную емкость.

При переработке отходов сильно загрязненных ПВХ пленок важным процессом подготовки является их очистка и промывка, которые осуществляются в промывочном устройстве, включающем
мешалку с вертикальными лопастями. Мешалка расположена та­ким образом, что весь внутренний объем промывочного устройства делится на две зоны: зону турбулентного потока, который образу­ется ниже лопастей мешалки, и зону ламинарного потока над ними.

Через дозирующее устройство крошка непрерывно поступает в промывочное устройство сначала в турбулентную зону, а затем в зону ламинарного потока. Отходы всплывают на поверхность про­мывного раствора, плотность которого больше плотности крошки, и отбираются с помощью специального подъемного устройства.

Улавливающие воронки, расположенные в днище промывочно­го устройства ниже зоны турбулентности, создаваемой мешалкой, собирают включения, отделенные от крошки, и выводят их через трубопровод. Крошка, поднятая вертикальным транспортером, раз­гружается на желоб, по которому она стекает во входное отвер­стие, питающее воздуходувку, и из нее выдувается на вихревое си­то. Подсушенная крошка падает вниз и захватывается поперечным потоком подогретого воздуха, создаваемым подъемной воздуходув­кой. Высушенная крошка по трубопроводу через циклоны направ­ляется на гомогенизацию на рифайнер-вальцы.

Время обработки на вальцах составляет 1-5 мин, что вполне достаточно для разрушения текстильной основы и гомогенизации смеси. Полученная гомогенная смесь поступает на экструдер-гра - нулятор, а оттуда в виде гранул подается в накопительный бункер.

Технологические отходы производства пленочных материалов и искусственных кож не нуждаются в промывке, сушке и ряде дру­гих промежуточных операций.

Оборудование, применяемое на различных операциях переработ­ки технологических отходов искусственных кож, приведено ниже:

Дробление Дробильные вальцы Др-800:

Длина рабочей части валков 800 мм производительность за 1 цикл 50 кг мощность двигателя 75 кВт загрузка - не более 20 кг масса вальцов 15660 кг

Продолжительность обработки - не менее 25 мин габариты 3,72x2,89x1,18 м

Гомогенизация Интенсивный смеситель:

Объем 100 л масса 29,4 т

Время смешения 5-7 мин температура в смесителе 120 - 130 °С

Листование Вальцы СМ-1530:

Габариты 4,63x2,93*2,05 м

Диаметр валков 550 мм

Длина рабочей части валков 1530 мм

Фрикция 1:1,17

Мощность двигателя 75 кВт

Частота вращения двигателя 985 мин"'

Температура валков, °С: переднего 90-100 заднего 100-110 зазор между валками 4,5 мм загрузка 60 - 70 кг время разогрева 10 мин

Рафинирование Рифайнер-вальцы-800:

Габарит 3,715x2,893x1,880 м мощность двигателя 75 кВт частота вращения двигателя 980 мин"1 производительность 50 - 60 кг/ч температура валков, °С: переднего 90-100 заднего 100-110 фрикция 1:2,5 частота вращения, мин"1: переднего вала 13,5 заднего вала 27,0 зазор между валками 0,1 - 0,2 мм количество пропусков 1 - 2 загрузка - не более 20 кг

Наиболее целесообразно при использовании отходов искусст­венных кож предварительно отделять пленочное полимерное по­крытие от текстильной основы. Такие способы существуют, но, как правило, в связи с большой трудоемкостью применяются редко. Один из способов состоит в пропитке отходов искусственных кож водой, что позволяет снизить прочность связи пленочного покры­тия с текстильной основой, после чего их измельчают. При из­мельчении обработанных водой отходов происходит отделение пленки от основы. Затем смесь разделяют, частицы пленочного по­крытия сначала обрабатывают 20%-ным раствором серной кислоты для удаления остатков волокон основы, а затем - щелочным рас­твором для нейтрализации кислоты и сушат. В результате получа­ют практически исходную поливинилхлоридную композицию, ко­торая пригодна для изготовления лицевого слоя искусственной ко­жи.

Обычно рулонные материалы с использованием отходов искус­ственной кожи изготавливают многослойными: лицевой слой дела­ют из композиции, содержащей только первичное сырье, а нижний слой - из 30% первичного сырья и 70% отходов. Содержание от­ходов в нижнем слое зависит от количества текстильных волокон в них. Если отходы изготовлены из материалов, не содержащих тек­стильной основы (пленок, листовых материалов, безосновного ли­нолеума), то в этом случае их содержание в нижнем слое может достигать 95 - 100%. При переработке отходов ПВХ необходимо помнить о его недостаточной термостабильности. Поэтому в состав полимерной композиции дополнительно вводят стабилизаторы, а также пластификаторы, которые позволят избежать механодест - рукционных процессов.

Установлено, что при использовании соответствующих стаби­лизаторов возможна 6-кратная повторная переработка отходов ПВХ практически без изменения его физико-механических свойств.

Искусственная кожа, изготовленная с применением в нижнем слое полимерного покрытия отходов, по свойствам практически не отличается от исходного материала.

Свойства искусственной кожи на тканевой основе с монолит­ным покрытием приведены ниже:

	С использова­	Без отходов
	Нием отходов
Масса 1 м2, кг..................................................	. . 0,70	0,71
Разрывная нагрузка полоски 50*100 мм, Н	820	830
Относительное удлинение при разрыве, %	28	30
Сопротивление раздиру, Н..............................	32	31
Жесткость, Н...................................................	. . 0,28	0,26

Хорошими свойствами обладает трехслойный линолеум, изго­товленный с применением гранулята, полученного из отходов ис­кусственной кожи. Содержание регенерированной ПВХ-смеси в та­ком линолеуме составляет 76 - 85%, волокна 24 - 15%. Нижний слой линолеума изготавливается полностью из вторичного матери­ала, средний слой содержит 75% отходов, а тонкий лицевой слой изготавливают из первичного сырья.

Технологический процесс изготовления линолеума из отходов искусственной кожи осуществляется по схеме, приведенной на рис. 11.5, на оборудовании, обычно используемом в производстве линолеума и искусстенной кожи.

При химическом восстановлении отходов ПВХ материалов с последующим разделением на полимер и пластификаторы можно утилизировать любой тип отходов, в том числе различные пленки, листовые материалы, обивочные, галантерейные, обувные и другие искусственные кожи.

Способ включает следующие стадии:

* измельчение отходов, обработку их в полярном растворите­ле в течение времени, достаточного для полного растворе­ния полимера;

* фильтрация полученной смеси и отделение фильтрата, со­держащего полимер, от твердого осадка, содержащего нера­створимые компоненты отходов;

* осаждение полимера из раствора добавлением воды, насы­щенного углеводорода, имеющего более низкую температу­ру кипения, чем использованный растворитель, или смеси указанного углеводорода и алифатического спирта;

* восстановление осажденного полимера или сополимера.

Рис. 11.5. Схема процесса производства трехслойного линолеума с применением отходов искусственной кожи

Схема химической переработки отходов искусственных кож с ПВХ покрытием представлена на рис. 11.6.

Рис. 11.6. Схема химической переработки отходов искусственных кож с ПВХ покрытием

Разрезанные отходы измельчают на мелкие кусочки размером около 3 мм. Затем 40 массовых частей отходов обрабатывают в 100 массовых частях растворителя или смеси растворителей при темпе­ратуре 50 °С. Применяемые растворители должны в неограничен­ном объеме смешиваться с водой. Для этого могут быть использо­ваны: формамид, диметилформамид, ацетамид, гексаметилтриамид фосфора, диметилсульфоксид.

Полученный раствор фильтруется. Осадок на фильтре, содер­жащий кусочки текстильной основы и наполнители полимерной композиции, высушивается и сепарируется.

Фильтрат, содержащий растворенные ингредиенты, при быст­ром перемешивании обрабатывается водой. Осажденные водой инг­редиенты, в том числе ПВХ, проходят обжимные валки, обработка на которых повторяется несколько раз, после чего получают про­дукт, содержащий 95% твердых веществ и 5% воды и растворите­ля. Его сушат под вакуумом при температуре 50°С и получают ПВХ композицию, включающую первоначалВные ингредиенты и сохранившую свойства исходного материала. Все промывные воды очищают в единой емкости, а полярный растворитель дистилля­цией отделяют от воды. Описанный способ дает возможность полу­чать ПВХ композицию, близкую по свойствам к исходной.

При модификации способа вместо воды для осаждения ПВХ ис­пользуют органические жидкости - ненасыщенные углеводороды (например, гексан, октан, нонан, керосин) или циклические угле­водороды как сами по себе, так и смешанные с алифатическими спиртами (метиловым, этиловым). При этой обработке отделяются пластификаторы и антиоксиданти. Полученный осадок содержит в основном ПВХ, термостабилизатор, смазки и пигменты. Пластифи­катор, термостабилизатор и антиоксидант остаются в растворе. Ор­ганическая жидкость отгоняется на последней стадии путем дис­тилляции, после которой остается смесь пластификатора и раство­рителя. Смесь разделяют перегонкой. Для экстрагирования пласти­фикаторов применяют метанол, этанол, циклогексанол, циклопен­тан, гексан, гептан, октан, авиационный бензин, низкокипящий керосин.

Вторичная переработка промышленных отходов ПВХ материа­лов методами химической регенерации позволяет получить значи­тельную экономию энергии (до 80%) и ценное химическое сырье высокого качества.

Возможно использование отходов ПВХ в смеси с другими тер­мопластами для получения формованных изделий с хорошими фи­зико-механическими показателями и низкой себестоимостью.

При совместной переработке отходов ПВХ и ПЭНП для улуч­шения технологической совместимости можно использовать сопо­лимер этилена с винилацетатом, который улучшает реологические характеристики смеси, снижает энергозатраты при переработке и способствует получению эластичного изделия с высокой ударной прочностью.

В автомобилестроении целесообразно использовать вибропогло - щающие листовые материалы для кузова, а также различные отде­лочные материалы (коврики пола, обивку багажника и др.), изго­товленные из отходов ПВХ в сочетании с отходами других термо­пластичных материалов, например полиэтилена, а также с напол­нителями (порошками металлов, опилками, мелом и др.).

Переработка отходов полиуретана. В переработке полиурета - новых (ПУ) отходов можно выделить следующие основные направ­ления:

* переработку, связанную с предварительным растворением и выделением полиола или диизоцианата;

* гидролиз полиуретановых отходов;

* использование полиуретановых отходов в качестве наполни­телей.

По первой схеме измельченные отходы эластичного пенополиу­ретана (ППУ) на основе простых полиэфиров при температуре 180 - 200 °С и непрерывном перемешивании обрабатывают низко­молекулярным растворителем до получения гомогенного раствора. Полученный раствор смешивают с исходным полиэфиром, или изо- цианатом, или форполимером. Из полученной смеси растворитель может быть удален при повышенной температуре под вакуумом.

Растворы, приготовленные из отходов ПУ, являются дополни­тельным сырьем для композиций, использование которых позволя­ет получить изделия с меньшей стоимостью и обеспечить эконо­мию дорогостоящего сырья. Содержание отходов в конечном про­дукте может достигать 20 %.

В табл. 11.5 приведены физико-механические показатели изде­лий, изготовленных с использованием отходов ПУ.

Гидролизная технология заключается в обработке отходов ПУ водяным паром при давлении 0,05 - 0,15 МПа и температуре не ниже 185 °С в присутствии аммиака, способствующего увеличению скорости процесса. В результате гидролиза получают диамины и жидкие полимерные продукты.

Измельченные ПУ отходы в виде порошка можно добавлять в термопластичный ПУ, в резиновые смеси на основе нитрильных, хлоропренових и других полярных эластомеров в качестве усили­вающих наполнителей до 50% (масс.). Например, для изготовле­ния различных упругих деталей используют композицию, состоя­щую из 6 - 25% уретанового форполимера, 4 - 5% полистирола и 60 - 90% измельченных отходов ПУ.

Таблица 11.5 Физико-механические показатели изделий, изготовленных с использованием отходов ПУ Показатели Значение показателей при содержании отходов ПУ (массовые части) на 100 массовых частей форполимера 10 15 20 Вязкость раствора при 20 °С, Па с 9600 9600 9600 Прочность на разрыв, МПа 40,9 37,2 30,3 Относительное удлинение, % 407 445 419 Модуль (300%), МПа 22,4 17,1 15,0 Сопротивление раздиру, Н/мм 96 82 78 Твердость по Шору, усл. ед. 94 93,5 92

Возможно также изготовление формованных деталей из отхо­дов пористых или непористых полиуретановых эластомеров. Для этого их измельчают, пластицируют в экструдере с одновременным отводом газообразных продуктов, причем термообработку ведут с регулированием температуры по зонам: 130 - 170 °С в первой зоне и 160 - 190 °С во второй. Переработанные таким образом ПУ от­ходы можно использовать в составе эластичных термопластичных материалов, которые обладают хорошими физико-механическими свойствами и применяются при изготовлении формованных дета­лей методом литья под давлением. Ниже представлены физико - механические показатели таких деталей:

TOC o "1-3" h z Прочность при растяжении, МПа............................. 50

Относительное удлинение, %..................................... 300

Плотность, г/см3......................................................... 1,15

Твердость по Шору, усл. ед........................................ 60

Переработка отходов полиамида. Известные способы перера­ботки полиамидных отходов могут быть разделены на две основные группы: физические и химические.

Физические способы используют для переработки отходов во­локна и изделий из него.

Из химических способов переработки полиамидных отходов на­иболее часто используют следующие:

* деполимеризацию отходов с целью получения мономеров для последующего производства полимеров;

* расплавление отходов с целью получения гранул полиме­ров;

* переосаждение из растворов;

* введение измельченных волокон в качестве наполнителя в пластмассы;

* модификацию композиций с целью получения полимерных материалов с новыми свойствами.

Для переработки технологических отходов полиамида в про­мышленности химических волокон широко применяется способ де­полимеризации. К преимуществам метода относится возможность использования регенерированного капролактама. Получаемый кап­ролактам обладает высокими свойствами и может быть использо­ван для производства волокон технического назначения.

Основным критерием, определяющим возможность практиче­ского использования методов деполимеризации, является чистота отходов. Характер и степень загрязненности отходов не только оп­ределяют метод переработки отходов, но существенно влияют на свойства получаемого изделия из вторичного материала, а следова­тельно, и области применения вторичного сырья. При сильной за­грязненности отходы приходится подвергать сложной очистке, что повышает стоимость регенерированного волокна.

Для очистки загрязненных отходов применяют следующие спо­собы: сухое удаление пыли, стирку (полимерных текстильных ма­териалов), мойку в воде или органических растворителях, раство­рение с последующей фильтрацией раствора и высадкой растворен­ного полимера. При стирке и мойке используют слабые (0,5 - 1%) растворы моющих веществ.

После очистки, стирки и промывки отходов вода отжимается на центрифуге и отходы сушатся при 70 - 80 °С. Повышение тем­пературы может привести к оплавлению и агломерации отходов.

Значительным по объему источником отходов полиамида явля­ются текстильные материалы, состоящие из смесей волокон (три­котажные, чулочно-носочные изделия и др.). Такие смешанные от­ходы можно использовать для изготовления теплоизоляционных рулонных нетканых материалов. Последние широко применяют в качестве основы при производстве утепленного линолеума, а также шумопоглощающих материалов для автомобильной промышленно­сти.

Возможно также растворение полиамида в разбавленной соля­ной кислоте и высадка его из раствора. Основными продуктами, получаемыми из растворенных и осажденных отходов полиамида, являются клеи различного назначения, пленкообразующие компо­зиции и порошкообразные материалы.

Порошкообразные материалы на основе регенерированного по­лиамида используются для нанесения покрытий различного назна­чения, изготовления пленок, листов, а также формованных изде­лий путем центробежного нанесения и спекания. Полиамидные порошки применяются для производства специальных текстильных материалов (подворотничковой ткани, нетканых материалов), в качестве присадок к лакокрасочным материалам и для других це­лей.

Вторичный полиамид для литья под давлением получают путем переплава отходов и гранулирования расплава на экструзионных установках.

Полиамид может повторно перерабатываться до четырех и бо­лее раз. Четырехкратная переработка полиамидных отходов прак­тически не изменяет его важнейших свойств, в том числе такого показателя, как диэлектрическая проницаемость.

Некоторое снижение физико-механических свойств полиамида после более чем четырехкратной переработки методом расплавле­ния и литья под давлением устраняется добавлением в компози­цию наполнителей, в частности мелкодисперсного стекловолокна. Это становится возможным, так как в процессе многократной пе­реработки происходит не только изменение физико-механических свойств, но вследствие деструктивных процессов уменьшается вяз­кость полимера. Стеклонаполненный вторичный полиамид не толь­ко не уступает первичному, но по некоторым показателям (проч­ностные, фрикционные свойства) превосходит его.

Области применения стеклонаполненного вторичного полиами­да определяются его высокой механической прочностью, сравнимой с прочностью легких металлов, что позволяет использовать его для изготовления различных деталей машин, в том числе вентилятор­ных колес, шестерен, шкивов и других деталей, а также деталей электрооборудования.

Регулирование свойств вторичного полиамида возможно также смешением его на стадии расплава с другими термопластами, на­пример с полиэтиленом. Такая композиция обладает повышенной износостойкостью, сопротивлением старению, химической стойко­стью и меньшим водопоглощением по сравнению с исходным поли­амидом.

Переработка полистирольных пластиков. Полистирольные пластики широко применяются в различных отраслях промышлен­ности и в быту. Из листовых полистирольных материалов произво­дят детали внутренней облицовки холодильников, различные крупногабаритные детали, получаемые термоформованием. Из по­листирольных пластиков методом литья под давлением изготавли­вают различные формованные изделия бытового назначения: дета­ли радиоприемников, телевизоров и т. п. Вспененный полистирол используется как упаковочный и теплошумоизоляционный матери­ал. Объем отходов материалов на основе этого полимера достигает 50 тыс. т в год.

Различают следующие отходы полистирола: технологические, сильно загрязненные амортизованные изделия, отходы пенополи - стирола и смешанные.

Сильно загрязненные отходы к использованию в качестве вто­ричных материальных ресурсов непригодны вследствие неоднород­ности и низкого качества. Их можно использовать для получения жидких продуктов методом деструкции, а также в качестве топли­ва.

Технологические отходы по физико-механическим и техноло­гическим свойствам не отличаются от первичного сырья. Эти отхо­ды являются возвратными и используются на месте образования. Наиболее распространенным методом переработки технологических отходов полистирола является литье под давлением. В табл. 11.6 приведены данные об изменении свойств полистирола в процессе многократной переработки.

Таблица 11.6 Влияние многократной переработки на свойства ударопрочного полистирола Показатели Кратность переработки 1 2 3 4 5 Удельная ударная вязкость, кДж/м2 3350 3510 3580 3300 3400 Прочность при растяжении, МПа 35,4 34,2 34,5 33,7 33,7 Относительное удлинение, % 21.1 20,3 12,2 9,6 11,1 Молекулярная масса х10"3 193,6 171,8 160,3 149,6 137,7 Текучесть расплава, г/10 мин 4,44 5,35 5,75 5,86 5,96

Несмотря на деструктивные процессы, протекающие при мно­гократной переработке полистирола, о чем свидетельствует умень­шение молекулярной массы, его основные физико-механические свойства изменяются незначительно.

Многократная (до пяти раз) экструзия полистирола приводит к незначительному увеличению показателя текучести расплава (ПТР) и небольшому уменьшению прочностных свойств. В то же время относительное удлинение уменьшается почти в два раза.

Бракованные изделия из полистирола перерабатывают после измельчения, как правило, в смеси с первичным продуктом. Из­мельчение проводится в роторных измельчителях, а полученная крошка вследствие однородности по гранулометрическому составу не требует дополнительной грануляции. Размер крошки зависит от зазора между ножами измельчителя. Для последующей переработ­ки литьем под давлением целесообразно использовать крошку раз­мером около 5 мм, для чего следует использовать калибровочную решетку с диаметром отверстий 8 мм и устанавливать зазор между ножами не более 0,1 мм. Получаемую крошку можно добавлять в первичное сырье в любых количествах без ухудшения качества вы­пускаемой продукции.

Амортизованные изделия из ударопрочного полистирола после измельчения также можно повторно использовать, добавляя полу­ченную крошку в первичное сырье или смешивая с гранулами по­лиэтилена. Соотношение компонентов (ПС:ПЭ) следует регулиро­вать с учетом конструкции и назначения будущего изделия из этой смеси.

Для повторной переработки блочного полистирола его необхо­димо смешивать с ударопрочным полистиролом в соотношении 70:30 или модифицировать другими способами, так как этот поли­мер чрезвычайно хрупок, а также склонен к деструкции под воз­действием механических нагрузок.

При переработке отходов полистирольной пленки их подверга­ют агломерации в роторных агломераторах. Отличительной особен­ностью полистирола является его хрупкость при комнатной темпе­ратуре и высокая липкость даже при сравнительно небольшом на­гревании. Уже при 80°С, т. е. еще не расплавившись, частицы полистирола слипаются между собой и налипают на детали обору­дования. Образующиеся крупные агломераты мешают процессу, поэтому при переработке полистирольной пленки необходимо осо­бо тщательно следить за температурой.

Переработка отходов пенополистирола, который применяется для упаковки радиоприборов, аудиотехники, посуды, холодильни­ков и других целей, требует особого подхода. Отходы пенополисти­рола сначала нагревают в течение 7 мин до 110 °С, т. е. выше тем­пературы стеклования, которая составляет 105 °С. Объем вспенен­ного полимера при этом уменьшается на 40%. Полученную смесь вакуумируют при давлении 1,3 кПа, после этого ее объем умень­шается еще на 30%. После этого отходы измельчают на роторных дробилках и используют для производства слегка вспененных изде­лий, так как полностью ликвидировать его ячеистую структуру да­же после описанных операций не удается.

К полистирольным пластикам относится и такой важный кон­струкционный материал, как АБС-пластик (акрилонитрилбутади - енстирол). Он широко используется в автомобилестроении, радио­технической промышленности и других отраслях. Детали из него изготавливают как литьем под давлением из гранул, так и термо­формованием из листа. В последнем случае количество образую­щихся при штамповке отходов достигает в отдельных случаях 40%.

Наиболее простым и эффективным способом утилизации отхо­дов АБС-пленки также является их дробление и использование полученной крошки в качестве добавок к исходному материалу. При содержании в композиции до 20% (масс.) вторичного пласти­ка эксплуатационные и технологические характеристики материа­ла практически не отличаются от первичного полимера. Неконди­ционные пленочные материалы можно также использовать для получения методом прессования многослойных вырубных плит с регулируемой послойно твердостью.

Оптимальная температура нагрева экструдера по зонам при пе­реработке отходов АБС-пластика при его гранулировании должна составлять 140; 190 и 190°С. При температуре выше 200 °С проис­ходит интенсивная термодеструкция АБС-пластика, что приводит к значительному снижению его прочностных свойств и ухудшению других характеристик.