Поливинилхлорид (ПВХ) был предметом оживлённых дебатов среди экологических групп (например, Гринпис), правительств, общественности и представителей промышленности стран ЕС в течении многих лет. Ряд экологических проблем, которые при этом обсуждаются, связан с производством, использованием и размещением ПВХ. В Европе дебаты проводятся в ряде стран (Германия, страны Скандинавии, Нидерланды).

Главной причиной озабоченности было размещение отходов ПВХ. Обсуждался ряд экологических проблем. Дополнительно предполагается значительный рост количества отходов ПВХ в ближайшие годы.

Основная часть ПВХ используется для долговечных продуктов в строительном секаторе (например, труб, оконных рам, покрытий полов), которые всё ещё производятся. Крупномасштабное потребление ПВХ началось в 1970-е годы. И, с учётом ожидаемого срока службы в 30 и более лет, рост количества этих отходов начался с периода 2000-2005 годов. Вследствие этого фактора нынешние количества всё ещё относительно малы.

Из-за законодательных требований, которые обеспечиваются правовыми мерами для защиты окружающей среды, сжигание и полигонное депонирование в последние годы стали ограничиваться. В некоторых государствах - членах ЕС полигонное депонирование отходов пластмасс должно даже постепенно прекратиться. Для улучшения общих экологических характеристик ПВХ рециклинг может стать наиболее благоприятным будущим вариантом управления отходами для ПВХ.

В некоторых странах (например, в Великобритании, Франции, Германии) промышленность ПВХ установила планы рециклинга и систем рециклинга. Центр внимания должен быть сконцентрирован на механическом рецикленге, но имеются также планы для «сырьевого рециклинга», например, сжигание отходов ПВХ с утилизацией соляной кислоты, которая может быть использована для производства ПВХ и других применений.

Однако, до настоящего времени, количество отходов, подвергаемых рециклингу - мало. Затраты на него велики и, таким образом, необходимо значительно финансовое субсидирование для того, чтобы удерживать высокий уровень цен, которые будут конкурентны по отношению к уровню цен полигонного депонирования и сжигания. Известны, также, технические и экологические пределы для механического рециклинга.

Возможности рециклинга ПВХ в значительной степени определяются степенью загрязнения, которая может быть приемлема для собираемых отходов. Производство высококачественных изделий из материала, подвергаемого рециклингу, легче из более чистых собранных материалов из ПВХ. «Степень загрязнения» относится к двум критериям:

1. Степени смешивания ПВХ с другими собранными материалами;

2. Различиями в составе самого собранного материала из ПВХ.

Что касается второго аспекта, то следует принимать во внимание следующее: ПВХ используемый в продукции состоит не их чистого ПВХ, а из соединений ПВХ, которые содержат различные количества добавок. Такими добавками являются пластификаторы, стабилизаторы, наполнители и др. Существует важное различие в составе материалов при применении жёсткого ПВХ с более низким содержанием добавок и применении пластифицированного ПВХ, который может соджержать более 50% добавок. Даже при одинаковых применениях (например, оконные профили, трубы, плёнки)состав материала из ПВХ имеет отличия между различными преобразователями ПВХ, имеющими свои собственные композиции, и между изделиями произведёнными в разные годы в следствии технологических усовершенствований. Например, содержание в кабельной изоляции добавок (пластификаторов, наполнителей, стабилизаторов) колеблется от 50% до 60% с различными используемыми смесями и композициями.

Производство рециклируемых материалов высокого качества с определёнными техническими средствами (например, прочность, эластичность, цвет) требует сырья определённого качества, т.е. чистоты ПВХ в показателях содержания других материалов и состава композиций из ПВХ.

В отношении типов отходов ПВХ следует различать две основные группы:

1. Отходы до потребления образуются при производстве конечной и промежуточной продукции из ПВХ (отходы производства) и отходы сборки - при обращении с продукцией из ПВХ или её установке. Переработка ПВХ до конечной продукции занимает от одной до трёх и более стадий, каждую из которых может производить различная компания. Например, производство упаковки начинается с производства плёнок из композитов на основе ПВХ в каландрах с последующим формованием листовых термопластов из плёнок в упаковку на второй стадии. На каждой стадии образуются отходы производства (например, обрезки при каландровании плёнок).

2. Рециклинг отходов потребления обычно более трудно реализовать, так как они появляются в виде продукции (такие, окончившие свой срок службы продукты, как трубы, окна, упаковка), и поэтому они представляют собой более или менее смешанные фракции отходов или часть композиционных материалов. В зависимости от видов продукции, ПВХ в виде отходов может представлять собой боле или менее чистую фракцию материала(в виде «моно фракции»), которую можно извлечь из потока отходов с помощью сортировки (например, бутылки, трубы, некоторые плёнки, некоторые виды профиля). Альтернативно РВХ может образовывать часть композитных продуктов или материалов, которые должны быть подвергнуты разборке или процессам механической обработки для извлечения ПВХ (например, окна, компоненты автомобилей, полов, кабелей). Как «моно фракции» ПВХ, так и композитные продукты (материалы) можно собирать раздельно (т.е. в специальных системах сбора продуктов, например, системы сбора бутылок, окон или кабелей) или в смешанных фракциях вместе с другими материалами (например, упаковочные отходы, твёрдые муниципальные отходы).

Будущая ситуация с образованием отходов ПВХ к 2020 году была оценена EuPC. В этой оценке образование отходов ПВХ было подсчитано, как результат потребления различных продуктов из ПВХ, для которых использовались подробные временные рамки, возвращённые к 1950-м годам, и оценивалось среднее время жизни этих продуктов. Средний срок службы простирается от года для упаковки до 45 лет для труб. Так выполнялся расчет за каждый прошлый и будущий год до того момента времени, когда количество, потреблено в этом году, должно стать отходом. Например, появление отходв труб в 2010 году явится результатом потребления труб 45 лет назад, т.е. в 1965 году. В модели EuPC было выделено 59 различных продуктов и групп продуктов. Эта классификация основана на схеме классификации ПВХ, разработанной в странах ЕС.

В действительности эти расчеты находятся под воздействием различных неопределённостей. Наиболее важные из них относятся:

1. к будущей ситуации с потреблением ПВХ, которое оказывает непосредственное влияние на образование продуктов с коротким сроком службы;

2. к среднему сроку службы долгосрочных продуктов (особенно в строительном секторе).

В следствии того факта. что образование отходов к 2020 году всё ещё будет представлять собой динамичную часть функции отходов, когда рост количества отходов сравнительно высокий, небольшие отличия между оценённым средним сроком службы и реальным сроком службы продуктов приводят к значительным изменениям в объёмах отходов.

Кроме того, данные о нынешних объёмах отходов ПВХ, представленные государствами - членами ЕС, отличаются от оценок EuPC. Это связано с тем фактом, что многие «национальные данные» основаны на другом методе оценки, а именно на содержании ПВХ в различных потоках отходов (муниципальные твёрдые отходы, строительные отходы и т.д.), для которых существуют статистические данные. Однако, содержание ПВХ очень неопределённое, так что эти оценки, вероятно, оказываются под воздействием значительных неопределённостей. При сравнении результатов всех имеющихся оценок диапазон неопределённости данных EuPC составляет порядка + - 15% для нынешнего образования отходов ПВХ.

В следствие задержки по времени между потреблением ПВХ и образованием отходов это образование отходов должно резко возрасти до 2020 года: по сравнению с нынешним уровнем - около 4,1 млн. тонн. Результаты прогноза EuPC на 2010 и не 2020 годы могут быть подытожены следующим образом, (все данные относятся к соединениям ПВХ):

1. Отходы потребления должны возрасти, примерно, от 3,6 млн. тонн в настоящее время, примерно, до 4,7 млн. тонн в 2010 году и до 6.2 млн. тонн в 2020 году. Это означает рост на 30% до 2010 года и на 85% до 2020 года.

2. Отходы до потребления должны возрасти от 500 тыс. тонн в настоящее время, примерно, до 650 тыс. тонн в 2010 году и 920 тыс. тонн в 2020 году. Т.е. к 2010 году рост составит 30%, а к 2020 - 85%.

3. Таким образом общее образование отходов составит около 5,4 млн. тонн в 2010 году и 7,1 млн. тонн в 2020 году. Это равно росту на 30% до 2010 года и на 75% до 2020 года.

Эта оценка используется как основа для использования в ЕС Она базируется на прогнозе потребления ПВХ в странах ЕС, который был подготовлен EuPC с использованием прогнозов различных экспертов для различных сегментов рынка промышленности по производству ПВХ. По данным EuPC, ожидается, что общее потребление ПВХ должно возрасти на 65% до 2020 года (около 2,5% в год). Значительная часть этого роста проистекает из потребления ПВХ в продуктах с коротким сроком службы для бытовых и промышленных применений, которое (потребление) возрастёт на 150% (4,4% в год). Следовательно, должно произойти структурное изменение в потреблении ПВХ с возрастающей долей продуктов с коротким сроком службы. В период до 2020 года, эти продукты с коротким сроком службы должны быстро прибавляться к объёму отходов ПВХ. Как следствие, EuPC прогнозирует сравнительно стабильное соотношение между образованием отходов ПВХ и потреблением ПВХ, а также между отходами потребления и до потребления, не смотря на непропорциональный рост отходов от продуктов с длительным сроком службы.

Предсказания EuPC для продукции из ПВХ с коротким сроком службы, представляются очень оптимистичными. Скорее следует ожидать определённого насыщения потребления ПВХ с возрастающими уровнями роста в среднесрочной перспективе и без значительного изменения структуры потребления ПВХ. Как следствие:

1. Общее образование отходов должно расти быстрее, чем потребление ПВХ (как результат образования отходов от долговечных продуктов) и приблизиться к объёмам потребление ПВХ;

2. Вклад объёмов производства в общем объёме отходов ПВХ должен снизиться, в то время, как вклад отходов потребления должен возрасти.

По материалам доклада на конференции «Экологические проблемы производства, использования и утилизации пластмасс», 28 октября 2008, Москва, Экспоцентр. Выставка «Индустрия пластмасс-2008».

, директор центра экологических проектов и консалтинга МГУП «Промотходы» , к.т.н.

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.

Можно выделить три основных направления в использовании отходов ПВХ:

5. переработка отходов в линолеум, искусственные кожи и пленочные материалы;

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

7. использование отходов в различных полимерных композициях.

Примерная схема регенерации отходов искусственных кож и пленочных материалов выглядит так: отходы искусственных кож сначала поступают на измельчение в дробилку, потом промываются в промывочном устройстве. Высушенная крошка по трубопроводу через циклоны направляется на гомогенизацию на рифайнер-вальцы. Полученная гомогенная смесь поступает на экструдер-гранулятор, а оттуда в виде гранул подается в накопительный бункер. Дальнейшая переработка материала проводится с помощью вальцев и каландра. После чего происходит отделка и упаковка. Далее готовая продукция поступает на склад.

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 механодеструкционных процессов. Установлено, что при использовании соответствующих стабилизаторов возможна б-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.

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.4., на оборудовании, обычно используемом в производстве линолеума и искусственной кожи.

Рис.4.

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:

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

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

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

11. восстановление осажденного полимера или сополимера.

Схема химической переработки отходов искусственных кож с ПВХ покрытием представлена на рис.5.

Рис.5.

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 первоначальные 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 антиоксиданты. 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.

Так же можно выделить следующие методы переработки отходов поливинилхлорида:

12. литье под давлением;

13. прессование;

14. каландрование.

Исследования показали, что изделия из вторичных ПВХ-материалов удовлетворительного качества можно получить по пластизольной технологии. Процесс включает измельчение отходов пленок и листов, приготовление пасты ПВХ в пластикаторе, формование нового изделия методом литья. Изучение реологии пластизолей на основе вторичного ПВХ ротационной вискозиметрией показало, что вязкость «вторичных» паст так же, как и первичных, при относительно низких скоростях сдвига носит ньютоновский характер, но значение вязкости для пластизолей на основе вторичного сырья заметно выше.

Это объясняется тем, что часть вторичного ПВХ, претерпевая при первичной переработке деструкцию подобно наполненным полимерным композициям. Это вызывает также более раннее по скоростям сдвига отклонение течения «вторичного» пластизоля от ньютоновского. С учетом особенностей вязкостных свойств необходимо корректировать режимы литьевого формирования, в первую очередь, повышать температуру и давление литья (приблизительно до 1 атм). В результате процесс литья становится «низконапорным» по сравнению с литьем первичных пласт, которое принято называть «безнапорным». Повышение энергозатрат при этом незначительно и «перекрывается» экономией сырья за счет использования вторичного материала.

Для переработки отходов наполненных ПВХ-пластиков в общем случае предлагается следующая схема.

Предварительно рассортированные отходы измельчают на ножевых дробилках, вводят в них необходимые добавки и в процессе регрануляции гомогенизируют смесь. Регрануляты перерабатывают на литьевых машинах, получая защитные покрытия для педалей, грязезащитные полотна для грузовых автомобилей и т.д. Изделия обладает гладкой поверхностью, которая может быть окрашена, а также достаточной стойкостью к истиранию и образованию трещин.

Рис.6. Схема впрыска при получении сэндвич - изделий по одноканальной технологии: А - начало процесса; Б - конец процесса

Для переработке отходов методом литья под давлением, как правило, применяют машины, работающие по типу интрузии, с постоянно вращающимся шнеком, конструкция которого обеспечивает самопроизвольный захват и гомогенизацию отходов.

Одним из перспективных методов использования отходов пластмасс является многокомпонентное литье. При таком способе переработки изделие имеет наружный и внутренний слои из различных материалов. Наружный слой - это, как правило, товарные пластмассы высокого качества, стабилизированные, окрашенные, имеющие хороший внешний вид.

Метод двойного вспрыска, применяемый при сэндвич-литье основан на различной скорости затвердевания расплава в центре литьевой формы и у сравнительно холодных ее стенок. Процесс литья осуществляют таким образом, что наружная оболочка изделия изготавливается из тонкого сплошного слоя первичного, а сердцевина - из вторичного сырья. Для этого вначале впрыскивают в форму расплав первичного материала в количестве, не достаточном для заполнения всей полости формы, а затем не прерывая процесса литья, производят впрыск расплава вторичного материала. При этом первичный материал образует сплошной наружный слой будущего изделия, а вся полость формы заполняется вторичным материалом. Схема впрыска по одноканальной технологии показана на рис.6.

Два цилиндра с червяками расположены под прямым углом и снабжены общей головкой, где имеются центральный и кольцевой каналы для первичного и вторичного материалов. Для получения качественных изделий и обеспечения экономичности литья важно определить соотношение доз впрыска первичного и вторичного материалов и установить характер их распределения в различных зонах полости формы, а следовательно, и в изделии. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что содержание вторичного материала в виде внутреннего слоя может достигать 60% от массы изделия, при этом толщина сплошного облицовочного слоя из первичного материала составляет 10-15% от толщины готового изделия.

Переработка термопластов данным методом позволяет значительно экономить дефицитное первичное сырье, сокращая его потребление более, чем в 2 раза. Разработчиком метода и производителем соответствующего оборудования является немецкая фирма «Баттенфельд»

Одним из традиционных методов переработки отходов полимерных материалов является прессование. Помол отходов равномерной толщины на транспортерной ленте подают в печь и расплавляют. Пластицированная таким образом масса затем спрессовывается. Предложенным методом перерабатывают смеси пластмасс с содержанием посторонних веществ более 50 %. Размолотые отходы подают в смеситель, куда добавляют 10 % связующего материала, пигменты, антипирены, наполнители (для усиления). Из этой смеси прессуют пластины в двухленточном прессе. Пластины имеют толщину от 8 до 50 мм при плотности около 650 кг/мі. Благодаря пористости пластины обладают тепло- и звукоизоляционными свойствами. Они находят применение в машиностроении и в автомобильной промышленности в качестве конструкционных элементов. Для улучшения внешнего вида изделий полимерные отходы помещают в емкость, например из полиэтилена, которую устанавливают в форму и прессуют в изделия. При этом емкость разрушается и обволакивает куски отходов на поверхности изделия.

Аналогично при внесении расплава в гнездо формы укладывают пленку, выбранную по цвету и структуре поверхности, и прессование ведут обычным способом. В настоящее время разработан и применяется другой технологический способ, основанный на вспенивании в форме. Разработанные варианты отличаются методами введения порообразователей во вторичное сырье и подводом теплоты. Порообразователи могут быть введены в закрытом смесители или экструдере. Однако производительнее метод формового вспенивания, когда процесс порообразования проводят в прессе (рис.7.)

Рис.7. Пресс-форма для вспенивания отходов ПВХ: 1-датчик давления; 2-термоэлемент; 3-датчик массы; 4-терморегулятор

Существенным недостатком метода прессового спекания полимерных отходов является слабое перемешивание компонентов смеси, что приводит к снижению механических показателей получаемых материалов.

Переработка отходов методом каландрования заключается в каландровании материала (рис. 18) и получении плит и листов, которые применяются для производства тары и мебели. Удобство такого процесса для переработки отходов различного состава заключается в легкости его регулировки путем изменения зазора между валками каландра для достижения хорошего сдвигового и дисперсирующего воздействия на материал. Хорошая пластикация и гомогенизация материала при переработке обеспечивает получение изделий с достаточно высокими прочностными показателями.

Рис.8. Схема переработки отходов ПВХ методом каландрования: 1 - бункер для смеси отходов; 2 - каландр; 3 - смесительные вальцы; 4 - прижимное устройство; 5- намоточное устройство.

Способ экономически выгоден для термопластов, пластицируемых при относительно низких температурах, в основном это мягкий ПВХ.

В таблице 3 перечислены типы пленочных изделий, получаемых из отходов ПВХ.

Таблица 3 Типы пленочных изделий, полученных из отходов ПВХ.

Виды изделия	Материал основы	Масса, 1мІ, г
Искусственная кожа для одежды Искусственная кожа для сумок, обуви, автомобилей Обои, книжные переплеты Настилы для полов Ленточные транспортеры Изделия типа «сэндвич» Вентиляционные трубы Надувные палатки Крыши теплиц Гидроизоляционные материалы для кровли Брезент для грузовиков Палатки, крыши для кемпинга, палубы для лодок Легкие защитные брезенты, свертывающиеся жалюзи Подложки для ковров Облицовка багажника автомобиля	Натуральные и синтетические ткани, трико, нетканые материалы Войлок, джут, стеклохолст Специальные ткани Натуральные и синтетические ткани Решетчатые стеклоткани Стеклоткани Решетчатые стеклоткани Решетчатые стеклоткани Стеклоткани Стеклополиамидные ткани Войлочные ковровые покрытия полов Войлочные, игольнопробивные ковры

Для подготовки отходов искусственных кож и линолеума разработан агрегат немецкой фирмы «Фогель», состоящий из ножевой дробилки, смесительного барабана и трехвалковых рафинировочных вальцев. Компоненты смеси в результате большой фрикции, высокого прессующего давления и перемешивания между вращающимися поверхностями еще больше измельчаются, пластицируются и гомогенизируются. Уже за один проход через машину материал приобретает достаточно хорошее качество. Агрегат имеет производите6льность около 250 кг/ч. Дальнейшую переработку материала можно проводить с помощью экструдеров, смесительных вальцев и каландров.

Выбор технологии переработки поливинилхлорида в пленочные изделия.

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.

Технологический процесс изготовления искусственной кожи и пленочных материалов из отходов осуществляется по схеме представленной на рис.9. По такой схеме можно изготавливать различные покрытия для полов (линолеум, линолеумную плитку), искусственные кожи технического назначения и другие материалы.

Рис.9. Схема производства пленочных изделий из отходов ПВХ: 1-узел сортировки отходов; 2-дробилка; 3-моечная машина; 4-центрифуга; 5-сушилка; 6-вальци; 7-экструзионные прессы; 8-гранулятор; 9-смеситель; 10-каландр;11- намоточное устройство

Отходы искусственных кож сначала поступают на узел сортировки отходов 1. Идеальная сортировка отходов должна обеспечить их разделение не только по видам, маркам и цвету, но и по форме, степени загрязненности, содержанию инородных материалов, физико - механических свойств. Далее на измельчение в дробилку 2. 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 3, 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 3 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. После очистки и промывки отходов вода отжимается на центрифуге 4, и сушатся в сушилке 5. Подсушенная в сушилке 5 крошка падает вниз и захватывается поперечным потоком подогретого воздуха, создаваемым подъемной воздуходувкой. Высушенная крошка по трубопроводу через циклоны направляется на гомогенизацию на рифайнер-вальцы 6. Время обработки на вальцах 6 составляет 1-5 мин, что вполне достаточно для разрушения текстильной основы и гомогенизации смеси. В экструзионных прессах 7 смесь плавится и перемешивается. Полученная гомогенная смесь поступает на экструдер-гранулятор 8. С этой целью разработаны специальные машины и установки для получения вторичного сырья, которое по своим свойствам и размерам соответствует первичному сырью. В смесители 9 вторичное сырье смешивается в заданных пропорциях с первичным. На вальцах сырье снова пластицируется. В каландр 10 поступает ткань, на которую уже наносится рисунок. Готовое изделие наматывается на намоточное устройтво 11. После чего происходит отделка и упаковка. Далее готовая продукция поступает на склад.

Предложенная схема переработки отходов ПВХ улучшает состояние окружающей среды, позволяет экономить первичное сырье и электроэнергию.

ПВХ или поливинилхлорид является широко распространенным материалом для производства упаковок, промышленных и бытовых товаров. Этот синтетический полимер отличается прочностью, долговечностью и высокой термической и химической стойкостью при относительно невысокой стоимости. Однако, несмотря на все его достоинства, ПВХ представляет довольно серьезную угрозу для экологии планеты.

Поливинилхлорид – это один из наиболее известных видов пластмассы, использующийся практически в каждой сфере деятельности человека. Этот материал обладает превосходными физическими характеристиками, низкой себестоимостью и способностью точно копировать натуральные материалы.

Основные свойства ПВХ:

• высокая прочность;
• является диэлектриком (не проводит электрический ток);
• устойчивость к низким температурам;
• не горит при комнатной температуре воздуха;
• не растворяется в воде, спиртах и углеводородах.

В зависимости от содержания пластификаторов, поливинилхлорид может быть двух видов:

1. Пластикат. Этот тип мягкого ПВХ содержит пластификатор, придающий ему гибкость. Из него изготавливают пленки, напольные покрытия, ПВХ сапоги и т.д.
2. Винипласт. Этот жесткий тип пластмассы в основном применяется в строительстве, а также для производства оконного профиля и труб.

Основные источники отходов ПВХ

Пластик применяется во множестве отраслей производства и в быту, поэтому отходы поливинилхлорида накапливаются в огромном количестве. Источниками отходов могут быть как использованные готовые изделия и упаковки, так и остатки материала, отсеянные в процессе производства. Например, при изготовлении оконных ПВХ профилей каждая заготовка подгоняется под индивидуальные требования заказчика, в результате чего остаются обрезки, которые не годятся для повторного использования.

Как правило, основная масса отходов поливинилхлорида состоит из:

• бытовых отходов (посуда и декор);
• технологического сырья;
• остатков оконных профилей;
• отходов упаковочных пленок;
• отходов кабельного ПВХ;
• отходов труб ПВХ.

Обратите внимание! Наиболее проблемными с точки зрения переработки являются бытовые ПВХ-отходы, поскольку в процессе утилизации они смешиваются с прочими видами мусора, что значительно усложняет процесс их сортировки и создает необходимость в дополнительной очистке.

В чем опасность поливинилхлорида

Помимо вышеперечисленного списка преимуществ, ПВХ обладает существенным недостатком, который связан с его искусственным происхождением.

Несмотря на кажущуюся безопасность (большинство отходов ПВХ, согласно ФККО, относятся к 4 классу – малоопасным), этот материал не может перерабатываться природным путем и наносит значительный вред окружающей среде. В естественных условиях процесс разложения поливинилхлорида занимает сотни лет и сопровождается загрязнением огромной площади плодородной почвы хлорными соединениями. Именно поэтому отходы ПВХ нельзя просто выбрасывать в мусор и складировать на полигонах ТБО.

К основным факторам риска при захоронении и утилизации отходов ПВХ относятся:

1. Хлор и его соединения. Содержание хлора в составе данной пластмассы при ее производстве и сжигании способствует выделению в окружающую среду диоксинов, которые являются одними из самых опасных загрязняющих веществ. Попадание в организм человека подобных соединений может стать причиной тяжелых заболеваний, таких как рак, а также повреждения нервной, иммунной, гормональной и репродуктивных функций.
2. Токсичные добавки. В различных изделиях поливинилхлорид не является единственным компонентом, а содержание и состав добавок может варьироваться в зависимости от требуемых свойств материала. Например, кадмий, свинец и фталаты, которые применяются для увеличения упругости, легко выделяются из пластика и являются опасными химическими загрязнителями.
3. Хлороводород. Выделяется при сгорании многих строительных материалов на основе поливинилхлорида (например, вспененного ПВХ), которые начинают плавиться уже при температуре 150-200 градусов Цельсия. Это вещество вступает в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего образуется соляная кислота, крайне опасная для природы и человека.

Этапы переработки ПВХ

Оптимальным решением проблемы загрязнения окружающей среды отходами поливинилхлорида является их переработка, которая позволяет не только уменьшить негативное влияние на экологию, но и повторно использовать полученное сырье для производства новых материалов. Процесс переработки состоит из нескольких этапов:

1. Прием.
2. Сортировка и очистка.
3. Измельчение и прессовка. В нашей стране применяется как зарубежное, так и отечественное оборудование цехов по вторичной переработке. Еще со времен СССР наибольшее распространение получили роторно-ножевые дробилки, которые используются для переработки различных видов пластмасс (ПВХ, ПНД, ) а также отходов резинотехнических изделий. Дробилка осуществляет процесс измельчения отходов методом удара ножами, закрепленными на установленном горизонтально или вертикально роторе. В результате этого процесса ПВХ материал превращается в гранулы различного размера.
4. Химическая обработка. Этот этап позволяет очистить затвердевшие частицы пластмассы от добавок, снижая токсичность получаемого сырья.
5. Термическая обработка. На этом этапе переработанный пластик превращается в единую массу сырья, пригодного для использования в производстве.

Способы переработки стрейч-пленки

Как уже было сказано выше, упаковочная пленка является одним из самых распространенных отходов ПВХ.

Утилизация пленки на основе полимерных соединений осуществляется тремя основными способами:

1. Захоронение на полигонах бытовых отходов.
2. (сжигание сырья при высокой температуре и давлении, с обязательной очисткой вредных выбросов).
3. Переработка – механическая или химическая.

Получившееся в результате сырье используется для повторного производства упаковочных пленок, тары и натяжных потолков.

О переработке отходов пленки, содержащей поливинилхлорид, и об использующемся в технологии оборудовании следующее видео

Способы переработки оконного ПВХ

Процесс сбора отходов производства металлопластиковых окон существует по всему миру, поскольку считается, что ПВХ может сохранять свои свойства при пяти циклах переработки. Иногда на предприятиях по изготовлению оконного ПВХ сразу же производится очистка, высушивание и дробление отходов, после чего полученное сырье продается в виде готового продукта.

Утилизируют окна из поливинилхлорида, в основном, при помощи экструзии (комбинированный метод дробления в условиях высокого давления и сдвиговой деформации при высокой температуре).

На некоторых предприятиях используется метод литья под давлением, суть которого состоит в дроблении отходов с последующим приготовлением из них пасты в пластикаторе. Из получившегося сырья методом литья изготавливаются новые изделия.

Отечественный и зарубежный опыт переработки ПВХ

К сожалению, в России пока нет эффективной системы сбора и переработки отходов ПВХ. И хотя во многих крупных городах уже появились специализированные пункты приема, где можно сдать подобный мусор, предприятия, осуществляющие его переработку, до сих пор лишены надлежащей поддержки государства. Еще одним препятствием для вторичной переработки отходов поливинилхлорида является отсутствие обязательной маркировки на продукции и материалах, содержащих ПВХ.

За рубежом вторичная переработка множества видов отходов широко распространена и имеет мощную государственную поддержку. В большинстве развитых стран ответственность за утилизацию муниципальных отходов (включающих в себя не только бытовые, но и отходы производства) несут городские власти.

Именно поэтому для нашей страны одной из первостепенных задач является создание полноценной системы управления отходами, в основе которой лежит селективная утилизация различных видов пластмасс экономически выгодными и безопасными способами. Это поможет сократить количество вредного для экологии мусора на полигонах ТБО и вернуть в оборот значительную часть пригодного для повторного применения поливинилхлорида.

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.

Отправить

Поливинилхлорид – это синтетический полимер, широко использующийся в производстве упаковочных и бытовых товаров. Ежегодно в крупных городах скапливаются отходы ПВХ. Эффективное решение этой проблемы имеет важное экономическое и экологическое решение.

Существуют две основные разновидности:

1. Винилпласт – твердый прозрачный материал, который легко обрабатывается. Он служит основой для производства оконного профиля, фитингов, труб, комплектующих для автомобилей.
2. Пластикат – мягкий и эластичный материал, используется для изготовления пленки, линолеума, поливочных шлангов, клеенки.

В естественной среде полимеры разлагаются сотни лет, выделяя в окружающую среду вредные вещества.

К ним относятся:

1. Соединения хлора. Заражая почву и водоемы, отходы ПВХ приводят к повреждению иммунной системы, вызывают онкологические заболевания и нарушения обмена веществ.
2. Токсичные добавки. При изготовлении составов поливинилхлорида вносят стабилизаторы, пластификаторы и прочие вещества, улучшающие физико-химические свойства материала. Добавки в сырье не связаны химически и первыми вымываются в окружающую среду.
3. Продукты горения. Хоть ПВХ не горит, но в огне плавится и выделяет в атмосферу диоксиды.

Структура

Остатки материала составляют несколько основных источников:

1. Технологическое сырье первичного производства, по своему составу они практически не отличаются от основного сырья.
2. Бытовые отходы, которые вывозятся на свалку – посуда, элементы декора.
3. Утильсырье потребления различных производств:

• отходы кабельного ПВХ
• отходы ПВХ оконного профиля
• отходы пленки ПВХ
• отходы ПВХ труб

Основную проблему для представляют бытовые отходы ПВХ, они перемешиваются с другими видами , что затрудняет сортировку.

Виды утилизации

Существуют следующие способы утилизации отходов ПВХ:

• Захоронение на свалках и специальных полигонах.
• Сжигание на вместе с другими видами ТБО.
• Пиролиз для получения тепловой энергии, которая идет на бытовые и производственные нужды.
• Вторичная переработка ПВХ и использование его в новых циклах производства товаров.

Самым оптимальным является последний способ. Он позволяет сокращать объемы полимерного мусора и получать новые товары при минимальных затратах на производство.

Утилизация оконных переплетов

Чтобы получить качественное окно, в настоящее время используют металлопластиковый профиль, изготовленный из отходов ПВХ. При изготовлении переплетов образуются утильсырье. Профиль подрезается по размеру, а на стыках под углом 45°, что только увеличивает количество остатков.

В мире существует практика сбора отходов ПВХ профиля. По своим свойствам ничем не отличается от изготовленного первично. Специалисты считают, что его можно использовать в циклах вторичного производства до 5 раз.

Отходы оконного профиля делятся по степени загрязненности на:

• чистые
• малозагрязненные
• пыльные
• грязные

Иногда на заводах по изготовлению оконного профиля такие отходы моют, сушат, дробят и продают на вторичную переработку в готовом виде. Они относятся к 4 классу опасности, поэтому особых требований к сбору и транспортировке нет.

К сожалению, в России вторичное использование отходов оконного профиля не нашло широкого применения. В большинстве случаев их вывозят на свалки и полигоны ТБО. Однако вторичное сырье поливинилхлорида выгодно экономически. Все затраты на оборудование для переработки сырья из оконного профиля окупаются довольно быстро.

Переработка оконных остатков производится с помощью методов экструзии и литья под давлением. Из отходов льют новый профиль для окон, ПВХ трубы и другие виды бытовых товаров.

Утилизация пленки

Пленка из поливинилхлорида получила распространение, как материал для упаковки. Из всех выпускаемых пластиков более 40% приходится на ее долю. Пленка удобна и безопасна, не пропускает влагу и сохраняет потребительские свойства изделий. Особенно много пленки образуется при производстве строительных и ремонтных работ. С ее помощью укупоривают линолеум и рулоны обоев, используют при установке натяжных потолков.

Утилизация пленки часто ограничивается вывозом на полигон, но значительно экономнее использовать ее для вторичной переработки. Продуктами переработки может стать новая пленка для натяжных потолков, упаковка, тара и изделия, без которых уже немыслима наша жизнь.

Переработка полимерного мусора приносит производителям немало выгоды:

• Затраты на переработку ниже, чем на другие виды утилизации.
• В стране есть законодательная база, позволяющая перерабатывать материал для получения новых изделий.
• От переработки и вторичного использования пленки можно получить неплохую выгоду.
• Снижается отрицательное воздействие на окружающую среду.

Серьезную проблему представляет пленка, которая используется для упаковки продуктов питания. Она смешивается с общей массой бытовых отходов, а мероприятия по ее сортировке хлопотное и затратное дело. Поэтому на наших полигонах ТБО пленка составляет более 8% от общей массы утильсырья.

Как осуществляется переработка

На комплексах по вторичной переработке отходы ПВХ проходят ряд технологических операций. Сначала их дробят, потом моют и отправляют в дальнейший цикл. Как правило, используется два вида переработки – механическая и химическая.

1. Механическая переработка заключается в дроблении сырья в порошок или гранулы, которые становятся основой для производства новых товаров. В отличие от многих других видов полимеров, вторичный ПВХ не теряет своих свойств и позволяет выпускать качественные вторичные продукты. Недостаток метода – из сырья не удаляются токсины, их уровень можно только снизить путем внесения добавок.
2. Химическая переработка используется как дополнение к механическому методу. Она очень чувствительна к загрязнениям и требует очищенного сырья. Основное преимущество химической переработки – выведение веществ, которые идут во вторичное производство, что снижает количество вредных выбросов в атмосферу. Термическая обработка достигается путем гидрогенизации, газификации или пиролиза.

Проблемы вторичной переработки ПВХ в России

В нашей стране пока не налажена система селективного сбора полимеров. Немало проблем причиняет отсутствие маркировки на материалах, изготовленных из поливинилхлорида, также отсутствует система сертифицирования товаров, изготовленных из вторичного сырья. Организации, перерабатывающие вторсырье, не имеют государственной поддержки. Их расходы, связанные с приобретением оборудования, закупкой, сортировкой, транспортировкой и мойкой сырья, значительны. Кроме того, на таких производствах высок процент ручного труда. Необходимы законы о льготном налогообложении предприятий вторичной переработки.

В России отсутствуют условия для сбора и переработки основной массы отходов оконного профиля. На сегодняшний день во вторичное производство попадает только ⅓ утильсырья. Государство намерено заниматься проблемой утилизации. Скоро вступит в действие закон о вторичном использовании пленки и упаковочных материалов. Также готовится закон об экологическом сборе, который призван изменить ситуацию в сфере захоронения. Все отходы ПВХ, которые могут пойти во вторичную переработку, будут использоваться более эффективно. Наше общество нуждается в развитии культуры вторичного использования утильсырья.

Компания ЭкоТехпром-Юг предлагает комплекс услуг по сбору, вывозу и переработке промышленных полимеров. Утилизация ПВХ производится по современным технологиям, оказывающим максимально безопасное воздействие на окружающую среду.

Отходы ПВХ образуются на предприятиях, выпускающих строительные и отделочные материалы, кабельную и упаковочную продукцию, различную тару, обувь, оконные профили, трубы, конструкции для наружной рекламы, предметы медицинского назначения и другие изделия. Все эти хозяйствующие субъекты обязаны сдавать полимеры на вторичную переработку и нуждаются в услугах компании, специализирующейся на вывозе и утилизации отходов.

Захоронение и сжигание отходов ПВХ

Поливинилхлорид состоит в основном из углерода и хлора, содержит токсичные пластификаторы, стабилизаторы и модификаторы. Захоронение отходов ПВХ крайне нежелательно, так как эти вещества химически не связаны, вымываются из пластика и попадают в почву и воду. Сжигание ПВХ приводит к загрязнению атмосферы большим количеством вредных для здоровья человека диоксинов и также не является приемлемым способом управления отходами.

Наиболее безопасный вариант управления отходами ПВХ - рециклинг, то есть повторное использование материалов по тому же назначению. Первым этапом переработки является подготовка отходов. Это сортировка, промывка, пневматическое или электромагнитное отделение пластика от других компонентов (например, пластиковых оболочек кабелей от металлических жил), сушка, измельчение, уплотнение с помощью компактора.

Утилизация ПВХ отходов осуществляется по следующим технологиям:

• литье под давлением;
• экструзия;
• каландрирование;
• прессование.

Литье под давлением применяется по отношению к пластизольной крошке, полученной измельчением пластиковых пленок и листов. Материал вместе с каучуком используется для создания резиновых смесей. Также этим методом получают многокомпонентные изделия, где наружный слой - это первичный ПВХ, а внутренний - вторичный.

Экструзия применяется для переработки измельченных пленок, шлангов, материалов на тканевой основе. Технология используется для изготовления емкостей, бутылей, труб и других полых предметов.

Каландрирование - получение листов и плит из отходов мягкого ПВХ. Новые изделия востребованы в производстве тары и мебели.

Прессование - самый распространенный метод переработки ПВХ. Он заключается в расплавлении массы в печи (иногда в зависимости от особенностей технологии в смесь добавляются пигменты и связующие материалы) и спекании в прессе. Полученные по этой технологии пластины имеют толщину 10-50 мм и используются в автомобильной промышленности и машиностроении. Метод хорошо зарекомендовал себя в переработке отходов ПВХ, содержащих 50 % посторонних включений.

Преимущества обращения в компанию ЭкоТехпром-Юг

Компания ЭкоТехпром-Юг работает по краткосрочным и долгосрочным договорам, предоставляет необходимые для отчетности документы, предлагает выгодные цены, точно соблюдает график обслуживания клиентов. Наш автопарк состоит из современной специализированной техники, с помощью которой мы можем справиться с задачей любого объема.

Позвоните нам, и мы возьмем на себя вывоз ПВХ и все последующие действия по сортировке и переработке отходов.