Реклама
ГЛАВНОЕ
Реклама
B2B-ПЛОЩАДКА
БИРЖА ТРУДА

Союз переработчиков пластмасс

Медиаплан 2024

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ
 

Рециклинг : поведение полистирола при вторичной переработке

| Тема: Сырье

пластиковый гранулятВторичная переработка однородных полимеров — относительно простая задача, если их структура сохранилась и ни во время изготовления, ни во время первичного использования не было значительной деструкции. Разумеется, процесс деструкции, следствием которого могут быть структурные и морфологические изменения, вызванные уменьшением молекулярной массы, образованием ветвей, других химических групп и т. п., приводит к существенному ухудшению всех физических свойств.

Если вторичные материалы, сохранившие свои свойства, могут быть использованы в тех же приложениях, что первичные полимеры, то вторичные материалы с пониженными свойствами менее можно использовать только в специфических приложениях. Поэтому при механической повторной переработке однородных полимеров задача заключается в том, чтобы избежать дальнейшей деструкции в ходе технологического процесса, то есть избежать ухудшения свойств конечного материала. Этого можно достичь правильным выбором оборудования для переработки, условий переработки и введением стабилизаторов.

В этой статье рассмотрена связь свойств однородных полимеров с условиями их переработки (в том порядке, в котором свойства полимеров изменяются с увеличением числа шагов переработки), а также с типом применяемых машин; кроме того, мы исследуем зависимость свойств от исходной структуры.

Механическая переработка полиолефинов составляет очень важную область индустрии вторичной переработки. Разумеется, основная доля здесь приходится на сырьевые полиолефины и, соответственно, выпускается огромное число изделий из полиолефинов, а относительная легкость их сбора обусловливает простую и экономичную вторичную переработку. Как и в случае других полимеров, конечные свойства и экономическая ценность полиолефинов зависят от степени деструкции при первичном использовании и от условий вторичной переработки. Кроме того, химическое строение полиолефинов имеет очень важное значение для формирования свойств вторично переработанного полимера.

полистиролПолистирол (ПС) – высокомолекулярный карбоцепной полимер линейного строения, твердый, жесткий и прозрачный полимер без запаха, горит коптящим пламенем. ПС обладает слабой полярностью, что обуславливает его высокие диэлектрические свойства, растворим в ароматических углеводородах, кетонах, эфирах и альдегидах, набухает в бензоле и керосине, не растворим в спиртах.

Достоинствами полистирола являются высокая водостойкость и стойкость к действию водных растворов кислот, щелочей и солей; прозрачность; отличные диэлектрические свойства; легкая окрашиваемость; хорошая перерабатываемость в изделия литьем под давлением и экструзией. К недостаткам полистирола можно отнести повышенную хрупкость при ударных нагрузках; невысокую рабочую температуру (не более 75 °С); старение при действии солнечного света и склонность вследствие этого к растрескиванию.

Полистирол имеет множество применений, таких как упаковка, электронные и электрические устройства, игрушки и другое. Различные типы ПС охарактеризованы в таблице 1.

Таблица 1: Типы полистирола

ПС общего назначения Аморфный прозрачный ПС
Высокоударопрочный ПС Модифицированный каучуками ПС
Разреженный ПС Разреженный пентаном ПС
Экструдированный, разреженный ПС Экструдированный, разреженный газом ПС
Двухосноориентированный ПС Двухосноориентированная пленка


Деструкция ПС происходит главным образом в результате воздействия высоких температур, но присутствие кислорода, механическое напряжение и длительное нахождение на открытом воздухе существенно ускоряет кинетику деструкции. На рисунке 1 показано снижение молекулярной массы после экструдирования при различной температуре в присутствии кислорода и без кислорода. Как можно видеть, температура максимальной стабильности лежит в области 180 °С. Очевидно, что влияние температуры пренебрежимо мало по сравнению с фактором присутствия кислорода. Механическое напряжение и время воздействия также могут оказывать существенное влияние на кинетику деструкции при переработке ПС. На рисунке 2 приведены зависимости индекса текучести расплавов образцов ПС, обработанных в смесительном аппарате при различных скоростях вращения, в зависимости от времени обработки. Увеличение индекса текучести свидетельствует об уменьшении вязкости и молекулярной массы. Термомеханическая стабильность ПС неплохая при низких и умеренных скоростях перемешивания (то есть при низком и умеренном механическом напряжении), но она падает с увеличением напряжения, приложенного к расплаву.


Рис. 1. Уменьшение молекулярной массы в образце ПС после экструзии при различной температуре в присутствии кислорода и без кислорода

В предыдущем примере предполагалось, что молекулярная масса и свойства ПС лишь незначительно изменяются при переработке расплава. Действительно, повторные циклы литья под давлением образцов ПС, бывшего в употреблении, не вызывали значительных изменений свойств конечного материала. На рисунке 3 показаны зависимости ударной прочности и относительного удлинения образца ПС от числа циклов литья под давлением. Оба параметра лишь слегка чувствуют увеличение кратности переработки. Другие экспериментальные данные подтверждают этот результат, показывая уменьшение предела прочности и относительного удлинения. Однако конечные механические свойства все-таки удовлетворяют требованиям, необходимым для обычного использования полимера.

Интересной чертой вторичной переработки ПС является то, что, в то время как повторные технологические манипуляции не влияют существенно на его механические свойства (о чем говорилось выше), вязкость полимера резко падает. Уменьшение молекулярной массы зависит от условий переработки и от начальной молекулярной массы. В таблице 2 показано изменение молекулярной массы после одного цикла экструзии для трех различных образцов ПС.


Рис. 2. Показатель текучести расплава образцов ПС при различных скоростях вращения в зависимости от времени воздействия

Таблица 2: Молекулярная масса ПС до и после одного цикла экструзии

Исходная молекулярная масса

Молекулярная масса после одного цикла экструзии

234 000

230 000

670 000

570 000

1 800 000

690 000


Чем больше исходная молекулярная масса, тем заметнее ее падение после экструдирования. Приведенные данные ясно указывают на то, что деструкция расплава существенно усиливается механическим напряжением, ибо «пружина» деструкционного процесса становится сильнее с ростом исходной вязкости рас¬плава. Такое поведение ведет к улучшению перерабатываемости без влияния на конечные свойства материала.


Рис. 3. Ударная прочность и относительное удлинение образца ПС в зависимости от числа циклов литья под давлением

Литература: «Вторичная переработка пластмасс», Профессия


СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [156]     Изделия [80]   
 Оборудование [45]     Сырье [121]   
 Обзоры рынков [209]     Интервью [111]   
 Репортаж [29]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




Реклама
ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Ваш прогноз на изменение цены первичных полимеров в 2024 году?

результаты


Проводится с 05.03 по 30.04.2024

Получаем результат...
Онлайн магазин книг Телеграм канал Plastinfo.ru Рупластика: международная специализированная выставка пластмасс и каучуков видео о индустрии переработки пластмасс и каучука

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Изделия

Полипропиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы
Фитинги
ПВХ окна и двери
Емкости 1-5л
Канистры
Полиэтиленовая пленка
Мешки, пакеты майка
Термоусадочная пленка
Вагонка, сайдинг, профили
Сотовый поликарбонат

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама