З
поліетилену низької щільності (ПЕНЩ) і лінійного поліетилену (ЛПЕНЩ)
виготовляються плівки для побутової упаковки (у тому числі пластикові
пакети, сумки та мішки) і для промислової упаковки (наприклад, мішки для
сельхозудобреній), які і є сировиною для подальшої вторинної переробки.
У
першому випадку переробка досить проста, тому що якість вторматеріала
дуже близько до якості первинного полімеру через коротке життєвого циклу
продукту. Полімер піддається впливу зовнішніх факторів на нетривалий строк і зазнає лише незначний розпад структури. Більшою мірою структура матеріалу страждає в процесі його регенерації допомогою пластифікації. Іншим
джерелом незадовільних властивостей переробленого вторинного матеріалу
може служити використання відходів з різними молекулярними структурами
(наприклад, одночасно ПЕНЩ і ЛПЕНЩ), що неодмінно призводить до зниження
механічних властивостей одержуваного матеріалу
При вторинному використанні промислової упаковки справа дещо складніша. Як правило, плівка промислового призначення має більший життєвий цикл, ніж побутова. Вплив сонячних променів, температурних коливань і т. д. також згубно впливає на структуру полімеру. До
всього іншого, використані промислові поліетиленові плівки можуть
містити значні забруднення у вигляді пилу і дрібнодисперсних
компонентів, які практично неможливо видалити навіть при самій ретельній
мийці. Природно, це негативно позначається на властивостях вторинних матеріалів.
Застосування всіх вторинних пластиків розраховується виходячи з їх усереднених властивостей. У
разі ПЕНЩ і ЛПЕНЩ можна з тим або іншим ступенем упевненості
стверджувати, що полімерну сировину вторинних плівок цих типів може
перероблятися в тих же умовах (і приблизно з тими ж кінцевими
властивостями), що і первинні пластики. Як
приклади утилізації ПЕНЩ можна назвати повторне виробництво плівки для
побутової та торговельної упаковки, пакетів для несипкий сміття, а також
садової мульчуючій плівки. Властивості
матеріалу готової продукції дуже близькі до властивостей первинної
полімерної основи, однак кількість циклів повторної переробки «продукту в
продукт» обмежена через погіршення властивостей полімеру в процесі
багаторазово повторюваного процесу плавлення матеріалу. На
останньому циклі утилізовані плівка придатна лише для виробництва
садової мульчуючій плівки, від якої потрібні досить скромні механічні
властивості (нерідко в неї додається звичайна сажа).
Стретч-плівки
мають полімерні добавки, які проявляють себе як забруднювачі, вимагаючи
значного додавання первинної сировини: вторинна стретч-плівка
змішується в низькій пропорції (15-25%) з первинним полімером. При
вторинній переробці плівки агропромислового походження виникає ряд
труднощів, викликаних не тільки погіршенням механічних властивостей
полімерної основи і сторонніми включеннями, а й фотоокіслітельнимі
процесами, що знижують оптичні властивості матеріалу. Отримана знову плівка набуває жовтого відтінку.
В
даний час найбільш перспективним напрямком переробки відходів з ПЕНЩ і
ЛПЕНЩ (та й з будь-яких інших полімерів) вважається створення проміжних
матеріалів для заміни традиційних матеріалів з дерева. Основна
перевага полімерного вторсировини над деревом - його біологічна
стійкість: полімери не піддаються руйнуванню мікроорганізмами і можуть
тривалий час перебувати у воді без загрози для структури. Для
покращення механічних властивостей до складу полімерів вводяться різні
інертні добавки, наприклад, пилоподібна деревна стружка або волокна. Ринок такої продукції величезний. Компанія US Plastic Lumber Corp. оцінює його в 10 млрд дол
З поліетилену високої щільності виготовляються, наприклад, каністри для рідких продуктів. Процес переробки ПЕВЩ-відходів вимагає спеціального очищення вторпродуктов (наприклад, ємностей для ПММ). Крім
того, часто виникають проблеми, пов'язані з руйнуванням ПЕВЩ в процесі
пластифікації через супроводжують процес великих механічних зусиль. Область застосування вторинного ПЕВЩ досить широка і відрізняється різноманіттям технологічних процесів. Він
часто використовується для виробництва плівки, ємностей самого різного
об'єму, іригаційних труб, різних напівфабрикатів і т. д. Найбільше
застосування вторинний ПЕВЩ знайшов у виробництві ємностей (каністр)
методом видувного формування. Реологічні
властивості вдруге переробляються полімерів високої щільності не
дозволяють видувати великі ємності, тому обсяг таких каністр обмежений. Типова область використання каністр на основі ПЕВЩ-відходів - упаковка ПММ та миючих засобів.
Каністри можуть виготовлятися або повністю на основі полімерних відходів, або з екструзією з первинним гранулятом. В останньому випадку шар вторполімера формує серцевину між двома шарами первинного полімеру. Каністри,
отримані таким шляхом, використовують для розливу миючих засобів цілий
ряд компаній (Procter & Gamble, Unilever і т. д.).
Інший приклад масової продукції з вторинної ПЕВЩ - іригаційні труби. Як правило, вони виготовляються з суміші вторинного та первинного полімерів в різних співвідношеннях. Враховуючи,
що іригаційні труби не призначені для використання під тиском,
механічні властивості вторинного ПЕВЩ як не можна краще підходять для їх
виробництва. Високу
в'язкість ПЕВЩ, отриманого при переробці каністр і плівок, часто
вдається компенсувати низькою в'язкістю первинного полімеру, за рахунок
чого можна поліпшити ударостійкість. Виробництво
труб з великим діаметром з вторинної ПЕВЩ - теж не проблема: діаметр
іригаційних та дренажних труб досягає 630 мм.Прі використанні технології
лиття під тиском процентний вміст вторинного пластика нижче. Ця
технологія застосовується для виготовлення обшивальних панелей,
комунальних сміттєвих контейнерів і т. д. Ринок обшивальних панелей дуже
привабливий завдяки своїй великій ємності. Підраховано,
що один тільки ринок США споживає 2 млрд одиниць обшивальних панелей і
дощок, у якості яких все ще використовуються традиційні пиломатеріали.
Що
стосується виробництва плівки з підвищеною стійкістю до ударних впливів
і високою міцністю на розрив, то в цьому випадку вторинний ПЕВЩ може
бути використаний тільки з добавками ПЕНЩ і ЛПЕНЩ.
Поліпропілен
Основним
джерелом вторинного поліпропілену є пластикові короби, вироби
господарського призначення, корпуси акумуляторних батарей, бампери та
інші пластикові деталі автомобілів. У меншій мірі піддаються вторинній переробці пакувальні вироби з цього матеріалу. Якість вторинного ПП залежить від умов, в яких знаходилося виріб у процесі експлуатації. Чим менше воно постраждало від зовнішніх впливів, тим ближче властивості вторинного матеріалу до властивостей первинного. Проте умови експлуатації рідко бувають настільки сприятливими. Лише
в рідкісних випадках автомобільні пластикові компоненти можуть бути
перероблені по замкнутому циклу: наприклад, компанія Renault при
виробництві моделі Megane використовує перероблені бампери з ПП для
виготовлення нових. Як
правило, вторинний ПП використовується для виробництва інших
автомобільних деталей, до яких пред'являються менш жорсткі вимоги, -
вентиляційних патрубків, ущільнень, килимків і т. д. Цей приклад
укладається в класичну схему каскадної утилізації.
Вторинний
ПП також використовується в різних сумішах з первинним ПП або іншими
поліолефіну при литті під тиском (короба, корпуси) або екструзії (різні
профілі та напівфабрикати).
Полістирол
Можливості вторинної переробки полістирольних відходів набагато скромніше. Це
пояснюється меншою дифузією в порівнянні з іншими пластиками і,
найголовніше, меншою різницею в ціні між вихідним і вторинною сировиною.
Крім
того, вироби з полістиролу в процесі виробництва часто зазнають значну
об'ємну витяжку, що ускладнює вторинну переробку і позначається на
загальній собівартості утилізації.
Дуже невелика частина полістиролів, що були у вживанні, переробляється у вихідні продукти. Прикладами
повторного використання полістирольних відходів є ізоляційні панелі,
пакувальні матеріали, утеплююча обшивка труб та інші вироби, в яких
оптимальним чином можуть бути використані хороші термоізоляційні,
шумопоглинаючі та ударостійкі властивості вторинного полістиролу. У
ряді випадків структура переробляється полістиролу ущільнюється за
рахунок використання спеціальних перехідних технологій, і отриманий
таким чином матеріал використовується в областях застосування
кристалічного полістиролу. Найбільш
цікаве застосування такого матеріалу - виробництво профілів, раніше
виготовлялися тільки з дерева (віконних рам, підлог і т. д.). У
цьому випадку властивості переробленого полістиролу нічим не
поступаються властивостям дерева, а за показниками тривалості життєвого
циклу в природних умовах навіть перевершують його.
Суміші пластиків
Утилізація
виробів, що складаються з комбінації різних полімерів, є наскільки
трудомісткою, настільки і перспективним завданням. З
одного боку, при створенні вторинних матеріалів з допустимими
механічними властивостями із сумішей пластиків відпадає необхідність у
первинній (на комунальному рівні) і вторинної (на рівні утилізаційного
виробництва) сортуванні побутового та промислового сміття, що повинно
позитивно позначитися на собівартості переробки. З
іншого боку, властивості одержуваних матеріалів не дуже-то гарні, тому
що полімери, що становлять їх основу (переважно ПЕ, ПП, ПЕТ, ПС і ПВХ),
несумісні між собою і утворюють багатокомпонентну систему з низьким
міжфазну взаємодію. Більш
того, присутність забруднювачів - частинок паперу, металу, барвників -
призводить до подальшого погіршення фізико-механічних властивостей.
Практично у всіх випадках властивості суміші виявляються набагато гірше властивостей кожного компонента окремо. Для
досягнення видимих успіхів в утилізації багатокомпонентних відходів
необхідно вести переробку з максимально коротким циклом. Завдання
полягає в тому, щоб, з одного боку, уникнути зайвих матеріальних
витрат, а з іншого - скоротити час переробки, не даючи можливості
полімерам, що входять до складу матеріалу, почати руйнуватися. З
цієї причини необхідно витримувати робочу температуру низькою, навіть
незважаючи на те, що певні компоненти (наприклад, ПЕТ) залишаться в
твердому стані і будуть вести себе як інертні наповнювачі. Необхідно також вибирати їм програми, які не вимагають високих механічних властивостей і не володіють значними габаритами. Тільки
так можна уникнути серйозного впливу собівартості переробки на кінцеву
вартість виробу, а також нівелювати невисокі механічні властивості
багатокомпонентного полімеру малими розмірами виробів, які формуються з
нього.
