ГЛАВНОЕ |
СТАТЬИ И ОБЗОРЫ Отходы PET в России: необходима утилизация| Тема: Сырье Увеличение объема потребления полимеров приводит к загрязнению почв и грунтовых вод продуктами неполного разложения отходов, росту территорий свалок, отчуждению земельных угодий. В странах, где охране окружающей среде придают большое значение, законодательство обязывает перерабатывать полимерные отходы. Однако на практике возможность утилизации часто ограничивается их свойствами, нестабильными по сравнению с исходным материалом. Для производства некоторых видов продукции применение вторичного сырья вообще запрещено санитарными нормами. Но в первую очередь использование вторичных ресурсов определяют действующее законодательство и цены на рынке. В настоящее время 30 % всех существующих пластиков представляют собой смеси различных полимеров. Для достижения определенных свойств и лучшей переработки в некоторые материалы вводят различные химические добавки, часть которых токсична. Технологии утилизации полимеров, в частности PET, можно сгруппировать следующим образом. 1. Повторное использование в качестве наполнителей, армирующих элементов, в том числе создание композиционных материалов. Основной недостаток: даже тщательно отделенные от другого мусора отходы практически невозможно переработать в полимерный рециклат с удовлетворительными свойствами вследствие их термодинамической несовместимости. 2. Сжигание для получения тепловой энергии. При использовании смеси полимеров с основным углеродным топливом (коксом или каменным углем) для выплавки чугуна в доменных печах при 1 200–1 400 °C выброс диоксинов в окружающую среду фактически отсутствуют (0,6 мкг/т). Однако, если PET содержит различные стабилизирующие добавки и пигменты, в состав которых входят соли тяжелых металлов, то при температуре выше 700 °С они переходят в газообразное состояние, и их последующее улавливание чрезвычайно затрудняется. 3. Депонирование (захоронение) на полигонах ТБО. При отсутствии системы селективного сбора отходов (в том числе, маркировки и идентификации полимерных материалов, центров сертификации вторичного сырья) и несовершенстве нормативно-технической базы объем утилизации полимерных отходов будет весьма низок. 4. Химическая переработка полимерных отходов (в том числе, пиролиз при 500–900 °С) — деполимеризация, то есть получение исходных мономеров и искусственного топлива (например, высококачественных марок бензина, керосина, дизельного топлива). Основной недостаток метода — высокая стоимость оборудования. Для утилизации отходов PET часто применяют аммонолиз, гликолиз и метинолиз с получением исходных мономеров, а также гидролиз в суперкритической воде с выходом терефталевой кислоты. 5. Механический рециклинг. Полимерные отходы, в частности PET-бутылки, сортируют, измельчают ножевой дробилкой до частиц с размерами 3–12 мм (хлопья, или флексы), подвергают воздушной сепарации, мойке до остаточной влажности 0,02–0,05 %, флотации, а затем гранулируют и перерабатывают в готовый продукт на литьевых машинах. При этом важно удалять с PET-бутылок пробки, этикетки, кольца, остатки клея, вызывающие при переработке обесцвечивание и потерю прозрачности. Для России в настоящее время это наиболее приемлемый способ, поскольку он не требует применения дорогостоящего специального оборудования и может быть реализован в любом месте накопления отходов. PET составляет примерно 25 % общей массы полимерных отходов. В настоящее время это самый перерабатываемый пластик в мире, поскольку он легко гомогенизируется и не требует пластификации. В природных условиях PET не разлагается в течение очень длительного времени. Вследствие неправильного подхода к обращению с отходами PET, ранее в России тысячи тонн использованных бутылок выбрасывали на свалки, сжигали, закапывали. В настоящее время полигоны ТБО перегружены и благодаря административной поддержке растет, хоть и медленно, сеть муниципальных и частных сортировочных станций вторичного сырья. В Европе утилизация PET-бутылок поставлена на государственную основу. Принцип государственного регулирования состоит в том, что производители платят специальный налог, в который заложена стоимость рециклинга. В Германии, например, перерабатывают 80–85 % PET-бутылок, в Швеции — 90–95 % (наибольший показатель в Европе). В России утилизация таких отходов нерентабельна, в том числе, из-за цен на энергоносители и сырье, поэтому объем их сбора около 10 %. Объем переработки пластиковых бытовых отходов в России едва достигает 3 %. Вторичный PET находит применение для производства следующих видов продукции: 1) волоконных материалов бытового и технического назначения (фильтры, шумопоглотители, нетканые материалы, автомобильные сидения, сумки, рюкзаки, ковры и пр.), искусственной шерсти с введением тонкодисперсных минеральных веществ, геотекстильного полотна (в частности, по технологии meltblown); 2) строительных материалов (полимербетоны, черепица и т. п.), в том числе пористых; 3) листов и пленок технического назначения, бандажных лент, филоментых жгутов; 4) тары технического назначения (с использованием 40–90 % вторичного сырья) и изделий, не предназначенных для контакта с пищевыми продуктами (ящиков, коробок, вешалок, подставок). Кроме того, отходы PET используют как добавки в другие полимеры и в качестве матрицы композиционных материалов. Далеко не все технологии переработки PET применимы к отходам тары для пищевых продуктов. Как правило, она сильно загрязнена белковыми и минеральными примесями, которые трудно удалить. Поэтому был разработан способ переработки тары по принципу «бутылка в бутылку» (bottle-to-bottle) с получением многослойного продукта, содержащего до 50 % вторичного PET. Метод используют для повторного производства пищевой упаковки и бутылок для напитков. В некоторых странах такая технология запрещена к применению. Хлопья PET можно смешивать с подпочвой, содержащей глину, ил и получать новый материал — «полимерную почву» (plastisoil) с добавлением щебенки. По свойствам он не уступает бетону и асфальту, а благодаря пористости может служить фильтром, защищающим почву от разлива бензина. В последние годы вторичный PET все активнее используют для экструзии щетины (0,1–2,0 мм) щеток хозяйственного и промышленного назначения. Машиностроение, строительная индустрия, производство товаров народного потребления и другие отрасли нуждаются в большом спектре композитных материалов из вторичного сырья. При высокой прочности, твердости, повышенном сопротивлении истиранию, низких гигроскопичности и теплопроводности такие композиты используют для изготовления кровельных материалов, стеновых кладочных элементов, элементов мощения, облицовочных панелей. С точки зрения сохранения сырьевых ресурсов повторное использование пластмасс экономически целесообразно и экологически предпочтительно. Если по каким-либо причинам пластик не может или не должен быть повторно использован, необходимо обеспечить условия его скорейшей биодеградации. Другая группа прогрессивных технологий обращения с отработанными пластиками — создание биоразлагаемых композитов. Биодеградируемость — свойство материала подвергаться разрушению под действием микроорганизмов, когда все промежуточные и конечные вещества такого превращения безвредны для окружающей среды. О биодеградируемости материала судят по времени (скорости) его разложения, которые зависят от состава и структуры материала, влажности, температуры и pH среды, светового воздействия, микробиологической популяции и др. Например, при уменьшении молекулярной массы макромолекул способность к биоразложению возрастает; аморфные полимеры биоразлагаются лучше, чем кристаллические; появление разветвлений в макромолекулах повышает биоразлагаемость. Способность полимеров к биоразложению зависит от различных модифицирующих добавок. В настоящее время активно разрабатывают два направления биодеградации: — получение композиций полимеров с биоразлагаемыми природными добавками (например, отходами сельскохозяйственного производства), способными в определенной степени инициировать распад основного полимера; — создание пластических масс на основе воспроизводимых природных полимеров (например, разлагаемые микроорганизмами пленки на основе крахмала, целлюлозы, желатина и проч.). Несмотря на разнообразие методов утилизации полимерных материалов в настоящее время в России по-прежнему широко применяют депонирование. В первую очередь это относится к PET. Однако проблема придания свойств биоразложения полимерам, выпускаемым в промышленных масштабах, остается нерешенной. О.А. Легонькова, докт. техн. наук, зав. Проблемной научно-исследовательской лабораторией биологической защиты сырья и продуктов питания, Московский государственный университет пищевых производств, С. Фидлер, аспирантка, Проблемная научно-исследовательская лаборатория биологической защиты сырья и продуктов питания Московского государственного университета пищевых производств В русском переводе выходит книга Джона Шайера «Рециклинг пластмасс: наука, технологии, практика» питерскогоИздательства «Научные основы и технологии» (НОТ, Санкт-Петербург). В книге приведены общие сведения о современном состоянии рециклинга пластмасс, методах, технологиях, оборудовании и потенциальных применениях вторично переработанных материалов. Автор обобщает данные и информацию, которые обычно доступны только в виде небольших журнальных и интернет-публикаций, в том числе готовые подробные схемы переработки. Материал предоставлен оргкомитетом WasteECo-2012. СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник Редакция оплачивает на договорной основе Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов! По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию: Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru, |
Новый механизм утилизации упаковки обернется колоссальным ростом издержек Авиация: полимеры и композиты для высоких полетов Полимерные премьеры в марочном ассортименте СИБУР за 2023 год Полиэтилентерефталат в поисках решения для улучшения вторичной переработки Россия. Топ-10 трейдеров инженерных полимеров нарастили продажи в 2023 году Реклама ОПРОС НА PLASTINFO.RU
|