МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра маркетинга
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ
«ПОЛИЭТИЛЕН. ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИЭТИЛЕНА»
Выполнила
студентка 25 группы ФМЭ
Куракулова Е.В.
Проверила
Оснач О. Ф.
ОДЕССА – 2017
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….3
Состав и виды полиэтилена ………………………………………………4
Свойства полиэтилена и его применение ………………………………..5
Воздействие отходов полиэтилена на природу…………………..………6
Утилизация полиэтилена ………………………………………………….7
Циклы переработки …………………………………………………….….7
Какие продукты можно получить из вторичного полиэтилена ………...9
ВЫВОДЫ …………………………………………………………………...…...11
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………..12
ВВЕДЕНИЕ
Полиэтилен — прочнейший упаковочный материал, не подверженный воздействию как органических, так и неорганических кислот. Он не боится влажной среды, щелочных или солевых растворов, отличается прочностью (особенно качественные образцы), и является по многим характеристикам лучшим выбором для бытового и промышленного использования.
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.
Переработка полиэтилена различного типа имеет значение для экологии и промышленности, однако не нужно забывать, что процесс переработки бытовых и промышленных полиэтиленовых компонентов во многом различен (это обусловлено различиями в технических характеристиках). Иногда и вторсырьё, а именно полиэтилен, может иметь некоторые характеристики, которые не соответствуют нужным параметрам. Довольно значимо и то, что пластификация крайне положительно влияет на рост качества материала.
Повсеместное применение полимерного материала подразумевает своевременную утилизацию сырья и вторичную обработку, для последующего использования. Для осуществления этих действий необходимы следующие виды оборудования: экструдерные линии, агломераторные устройства, дробительные механизмы и грануляторные приспособления.
Состав и виды полиэтилена
Полиэтилен представляет собой бесцветный полимер, обладающий химическим постоянством и способностью расплавляться при нагревании. Источником сырья является этиленовый газ. Производство полиэтилена происходит в процессе полимеризации молекул этилена под действием высокого или низкого давления, с образованием гранул размером 2 – 5 мм. [1, 129 c].
Полиэтилен высокого давления (или низкой плотности) обладает мягкой, гибкой структурой. Синтез полимеров производится в трубчатом реакторе или автоклаве. Структура ПВД имеет некоторую особенность: в ней множество ответвлений разной длины. Это свидетельствует о том, что связи слабые, поэтому полиэтилен не отличается прочностью. К тому же данный материал характеризуется повышенной текучестью в расплавленном состоянии и высокой гибкостью.
На сегодняшний день это самый распространённый в мире пластик. В быту его иногда путают с целлофаном из-за внешнего сходства, но целлофан имеет растительное происхождение.
Главное отличие у разных видов этого материала связано с особенностями промышленного производства, а именно показателями давления.
Различают:
ПЭВД. Материал, созданный под высоким давлением или ПЭВД, который образуется в автоклавах или реакторах в присутствии кислорода или пероксида. Температура плавления от 200 до 260 градусов. Показатели давления до 300 МПа. По этой технологии также создают материал низкой плотности — ПЭНП.
ПЭСД. Материал, созданный при средних значениях давления или ПЭСД, который формируется в присутствии специальных катализаторов (например, TiCl4 или AlR3). Имеет вид хлопьев, выпадающих из рабочего раствора. Образуется при температурах от 100 до 120 градусов, и показателях давления до 3 Мпа[2, 65 c].
ПЭНД. Материал, созданный при низких показателях давления или ПЭНД, который образуется в присутствии специальных катализаторов. Рабочая температура автоклава или ректора от 70 до 120 градусов. Показатели давления 0,1-2 МПа. По этой технологии выпускают и материал высокой плотности – ПЭВП.
Свойства полиэтилена и его применение
Как было сказано выше, основное качество полиэтиленовых изделий — удивительная прочность при выраженной пластичности (материалы высокого давления), и устойчивость к внешнему воздействию даже агрессивными средами.
Полиэтилен:
не пропускает воду и не впитывает её;
не вступает в реакцию со щелочной или солёной средой;
не поддаётся воздействию большинства кислот (исключение 50%-й раствор азотной кислоты);
горит характерным синеватым пламенем с появлением парафинового запаха (выделяемые при этом соединения наносят вред окружающей среде!);
со временем становится ломким или хрупким (стареет на свалках, загрязняя почву и грунтовые воды);
распадается под воздействием фтора или хлора.
Используется этот материал фактически во всех сферах человеческой деятельности. На упаковочные изделия расходуется до 35% полученного полиэтилена.
Также из него изготавливают различные бытовые изделия, применяют в сельском хозяйстве, автомобильной промышленности, приборостроении, в изготовлении изоляционных материалов, трубопроводов, теплозащитных материалов, в медицинской отрасли для изготовления протезов и так далее.
Воздействие отходов полиэтилена на природу
На производство полимера расходуется около четырех процентов мировой добычи нефти, которая является ограниченным и не возобновляемым природным ресурсом. Огромный недостаток материала в том, что разложение происходит чрезвычайно медленно. Иногда процесс может длиться до 1000 лет в зависимости от условий хранения.
Морские исследования свидетельствую о том, что мусор из пластика занимает 25% поверхности воды. В Тихом океане имеется Великий мусорный участок, доля полиэтилена в котором достигает 90%. Данный участок разделен на два пятна, размер каждого из них больше США. Большая свалка ежегодно заметно растет. В ближайшее десятилетие океанский мусор будет угрожать всему Тихоокеанскому региону[3, 98 c].
Под воздействием разницы годовых и суточных температур полиэтилен медленно стареет, выделяя в грунт и воды опасные для экологии и человека химические соединения. Чем старее безобидный магазинный пакет, валяющийся на городской свалке, тем вреднее он для окружающей среды!
Конечно, ограничить производство полиэтиленовых изделий в условиях современной экономики невозможно. Важно правильно организовать его переработку. Такие отходы, по сути, являются универсальным материалом и первоклассным вторичным сырьём.
Но в настоящий момент отечественная статистика выглядит очень плохо. Только 28% пластиковых и полиэтиленовых изделий бытового назначения подвергается вторичной переработке.
Утилизация полиэтилена
Защитить природу от загрязнения можно путем вторичной переработки полиэтилена. На сегодняшний день имеются различные способы переработки, в основе которых лежит взаимодействие с разными добавками (лигнином). Регенерация старой негодной пленки осуществляется методом экструдирования и агломерации. Для переработки жесткого полиэтилена применяются химические реагенты.
Вторичный полиэтилен после завершения срока службы также подвергается переработке. С экономической точки зрения переработанный ПВД выгоден для изготовления тары для сыпучих и жидких химических веществ, пленки промышленного и бытового назначения, фитингов, канализационных труб, упаковочной сетки, канистр. Переработка вторичного полиэтилена дает материал для изготовления автомобильных деталей (приборная панель, пластиковая отделка двери), ящиков для непродовольственных товаров.
Новые технологии способствуют производству вторичного ПВД высокого качества из отходов полиэтилена. Механические и физические свойства переработанного ПВД не хуже первичного. Применение использованного сырья снижает стоимость производства пластмассовых деталей [4, 18c].
В пунктах приема можно сдать использованный негодный полиэтилен по цене от 60 до 200 $ за тонну отхода. Ограждая природу от полиэтиленового мусора, можно извлечь собственную экономическую выгоду.
Циклы переработки
Первый цикл переработки выброшенного на свалку полиэтилена в
промышленных условиях фактически не влияет на основные свойства материала.
То есть полученный после качественной переработки вторичный полиэтилен мало в чем уступает первичному. Но все последующие циклы постепенно снижают качество полученных гранул [5, 32c].
Поэтому такое вторичное сырьё используется только в производстве изделий, для которых не важны их механические свойства.
Основной процесс состоит из нескольких этапов:
Сортировки (ручной или механической). На мусорных полигонах и предприятиях по переработке производится сортировка. Отходы могут сильно отличаться по степени готовности к переработке. Поэтому их сортируют:
по размерам (габаритные изделия разрезаются при помощи циркулярных пил или лентопильных станков);
по составу (например, пакеты и упаковочные плёнки, тара и различные ёмкости, старая оплётка кабелей и так далее);
по степени сохранности (к технологическому браку или возвратному сырью обычно относят от 2 до 10% таких отходов, а изделия с незначительной деструкцией используются для переработки);
по загрязнённости (слишком грязные отходы необходимо дважды промывать на специальных моющих линиях перерабатывающего цеха).
Измельчения до нужной фракции в специальной дробильной установке. Это может быть дробилка или шредер.
Промывки полиэтилена на специальных промывочных узлах или моечных линиях (иногда промывка применяется только для отходов с сильными загрязнениями). Это обеспечивает чистоту сырья которая необходима для высокого качества полученной гранулы в конечном этапе. Если этот этап пропустить, то полученная гранула будет некачественная, мутная, вспененная. Это недопустимо.
Обработка в центрифуге для удаления оставшейся влаги и грязевых примесей и термической обработки в сушильных камерах. Низкая влажность сырья необходима для эффективной грануляции сырья, высокой производительности линии переработки. Она также отвечает за качество гранулы на выходе из гранулятора.
Агломерация в агломераторах — специальных устройствах, где под воздействием определённой температуры, давления и катализаторов происходит расплавление сырья и последующее спекание сырья. Полученный агломерат позволяет еще больше улучшить производительность и качество грануляции сырья. В современных производствах чаще используется пласткомпактор работающий в связке с гранулятором. Пласткомпактор предпочтительнее из-за более совершенной технологии [6, 124 c].
Грануляция. Полученный после агломерации насыпной материал поступает в накопительный бункер откуда шнековым методом транспортируется по гранулятору где переносит несколько циклов нагревания и очистки от посторонних примесей(вкрапления металлов, мусора, воды и кислорода). Полученная расплавленная масса полиэтилена нагретая до температуры свыше 200 °C протекает через формировочные отверстия(фильеру), которые из формируют тонкие струйки (стренги) раскаленного полимера. На выходе из нее сырье нарезается специальными ножами масса после чего охлаждается водяной струёй или струей воздуха и оттуда поступает в накопительный бункер, откуда фасуется в тару. Это важнейший этап получения гранулы [7, 72 c].
Какие продукты можно получить из вторичного полиэтилена
Основные сферы применения:
получение новых бутылок;
различной одноразовой тары;
упаковочных плёнок, пакетов;
декоративных заборов и аксессуаров для бассейнов.
Производство:
тепло и гидроизолирующих материалов для строительства;
отделочной плитки;
напорных труб;
резервуаров для систем дренажа;
септиков и ливнёвок.
Следует отметить, что материал низкого давления (ПЭНД) более прочный и непрозрачный, обладающий отличной устойчивостью к морозам и температурам до +100 градусов [8, 298 c].
Он характеризуется высокой степенью кристалличности до 85%. В результате переработки образуются хлопья, которые затем прессуются для получения гранул. Многократная переработка материала снижает его прочность на 10-20%.
Материал высокого давления (ПЭВД) отличается эластичностью, небольшим весом и характерной прозрачностью. Выдерживает температуру до +60 градусов. При переработке преобразуется в жидкость (расплавляется под воздействием кислорода), из которой впоследствии формируют гранулы. Степень кристалличности до 60%.
ВЫВОДЫ
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. Чем лучше сырье, тем труднее его утилизировать и тем дольше сам срок его разложения.
Экологические условия диктуют необходимость безотходного изготовления товаров полимерного типа, с целью незагрязнения экологии окружающего пространства. По этой причине промышленное производство ежегодно увеличивает производственные мощности за счет вторичной и последующих переработок полимеров.
Агломераторы, в результате функционирования превращают полимер в агломерат. Данное приспособление является механизмом для обрабатывания использованных полимерных изделий. Процесс происходит за счет спекания мелкодробленых частиц в гранулированные компоненты. Полученное гранулированное сырье вторично используют в производстве полимерной продукции, в виде основного или вспомогательного элемента.
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.
Использовать переработанные полиэтиленовые материалы для производства новых бытовых и промышленных изделий, более целесообразно, чем применять лишь первичное сырье. Изделия из вторичного полиэтиленового продукта, являющиеся результатом переработки полиэтилена, стоят значительно дешевле, чем товары из первичных материалов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Оснач О.Ф. – «Товароведение»/ 2004- Киев, «Центр учебной литературы»/ 219 с.
Григорчук С.М. – «Полимеры. Производство. Применение» / 2003 – Киев, «Астра» / 356с.
Матвеева А. К. – «Производство пластмас»/2008 – Харьков, «Криница»/ 281 с.
Альохин В.К. – «Экология. Влияние человека на планету»/ 2009 – Житомир, «Ольха»/ 145с
Кривозеров Л. Г – «Как переработать пластик»/ 2014 – Ровное, «Атракция»/ 148с.
Гарарчук А.В. – « Технологии производства»/ 2010 – Киев, «Лыбидь»/ 321с.
Кацнильсон М. Ю. – «Полимерные материалы»/ 1982 – Львов, «Химия»/352 с.
Воробьев В. А. – «Технология полимерных материалов»/ 1971 – Москва, «Высшая школа»/196 с.