Переработка полиэтилена: виды отходов пленки ПВД, технологии утилизации, в том числе в домашних условиях, продукция из вторсырья

Ежегодно на территории России отправляется в мусор около 1,7 млн тонн полиэтилена. Это вынуждает искать более эффективные методы его утилизации. Среди видов продукции данной категории мягкая упаковка (пленка) используется чаще всего. В отличие от остальных изделий, она не теряет свойства после утилизации. Кроме того, переработка полиэтилена позволит получить материал для новой продукции. Можно использовать разные способы утилизации, все они основаны на температурном воздействии, но техпроцесс в каждом случае требует создания определенных условий. Это позволяет получить продукцию с особыми свойствами.

Полиэтилен: определение и химическое соединение, основные виды полиэтилена

Полиэтилен –термопластичный материал, получаемый путем полимеризации этилена. Свойства конечного продукта определяются технологией производства. Как результат, получают материалы с разной степенью эластичности. Они отличаются и другими свойствами:

• плотностью;
• степенью прозрачности;
• толщиной;
• оттенком.

Полиэтилен состоит из молекул CH₂между атомами находятся длинные ковалентные связи. Такой материал выдерживает ударную нагрузку, что позволяет применять его в виде амортизатора. Причем он размягчается при сравнительно невысокой температуре (+80°…+120°С). С помощью разных технологий получают изделия различных видов.

ПВД

Материал производится в условиях предельно высоких температур (+250°С) и давления (300 МПа), что определило его название. Как результат, получают полиэтилен высокого давления, но малой плотности. Материал не имеет цвета, прозрачный. Его характеристики:

• гибкость;
• инертность в отношении химикатов;
• материал негигроскопичный;
• невысокая адгезия;
• устойчивость к ультрафиолету;
• сохранение молекулярных связей под воздействием предельных нагрузок;
• стойкость к деформации в условиях низких температур.

ПНД

Материал производится в условиях, противоположных тем, при которых изготавливают ПВД: величины основных параметров намного ниже (120°…150°С, до 2 МПа). На его основе выпускают продукцию повышенной плотности (960 г/м³). При этом используется первичное сырье в виде гранул или порошка. Главный плюс материала – это стойкость к воздействию органических растворителей, более высокая температура плавления. Однако ПНД повреждается при попадании в некоторые среды (образуются трещины), что обусловлено быстрой потерей свойств.Он берется за основу, когда производятся виды продукции:

• трубы;
• канистры;
• тара для хранения химикатов.

ПСД

Параметры окружающей среды при производстве материала: температура 100°…120°С, давление – 3-4 МПа. Полиэтилен низкого давления имеет форму хлопьев. Преимуществом материала является стойкость к повреждениям, образованиям трещин. ПСД схож по свойствам с ПНД. Плотность полиэтилена этой категории составляет 926-940 960 г/м³. Он выступает в качестве сырья для производства:

• пищевой, непищевой тары;
• пленочной продукции существенной толщины.

ЛПВД

ЛПВД – так маркируется разновидность полиэтилена высокого давления. Производится при помощи сложной технологии – полимеризации, проходящей под воздействием металлоценовых катализаторов. Плотность ЛПВД несколько ниже по сравнению с ПНД, составляет 915-925 г/м³. Свойства материала позволяют получить пленку меньшей толщины. При этом характеристики продукции сохраняются, а затраты на производство уменьшаются. ЛПВД задействуют при изготовлении:

• стретч-пленки;
• пленочной продукции для ламинации;
• термоусадочной пленки.

PEX или сшитый полиэтилен

В обозначении материала Х означает сшивку. Другое его название – сверхмолекулярный. Отличается сетчатой молекулярной структурой, имеются дополнительные связи. Как результат, получают продукцию с отличными характеристиками. Среди них:

• плотность – 940 г/м³;
• температура плавления – от +200°С;
• высокая механическая прочность на разрыв;
• повышенная гибкость;
• теплопроводность;
• сохранение стойкости к ударным нагрузкам даже в условиях низких температур (до -50°С).

Сфера образования отходов полиэтилена и глобальная проблема его распространения и вреда

Полиэтиленовые отходы образуются повсеместно. Количество пленочных мягких и твердых изделий возрастает по мере увеличения объемов производства.

На переработку отправляется недостаточное количество отходов, существенная часть все еще попадает на свалки, как и многие виды полимерной продукции (полипропилен, поливинилхлорид и т. д.). Главная опасность этого процесса заключается в том, что пакеты, пленка смешиваются с ТБО, органическими отходами.

Очистить их сложно, переработать в таком виде невозможно. Отходы пленки ПВД, ПВД и прочих разновидностей разлагаются на протяжении сотен лет, т. к. отличаются био-, химической стойкостью.

Главные группы отходов полиэтилена по природе образования

ПЭ-продукция теряет свойства вследствие эксплуатации, а упаковочный материал этого вида – чаще всего сразу после вскрытия. Чтобы наладить процесс переработки, нужно знать, где образуется такой утиль:

• бытовой: упаковка от продуктов, емкости, которые утратили первоначальные свойства;
• промышленный: брак, остатки материалов на разных этапах техпроцесса;
• коммерческий: упаковка, тара для хранения продукции.

Сбор вторсырья, важность организации пунктов приема и сортировки мусора. Как найти пункт приема в своем городе

Отходы полиэтилена в виде пленки, мягкой упаковки характеризуются малой толщиной, легко рвутся. Это значит, что фрагменты подобной продукции легко распространяются, попадают в грунт, откуда уже не удаляются. Необходимо утилизировать ПЭ.

ТОП-2 лучших технологий рециклинга полиэтилена

Для переработки полиэтиленовой пленки используются разные методы. Однако в каждом из случаев требуется подготовить сырье: промыть, просушить. Это позволит увеличить долю ПЭ в составе готовой продукции. Выбор способа переработки делают с учетом объема утиля, формы перерабатываемых изделий.

ТОП-6 этапов термомеханического процесса при производстве гранул

Превращение отходов в гранулы – наиболее распространенный способ, позволяющий использовать утилизацию как бизнес. Основные этапы получения вторичного сырья такой формы:

1. Сбор с последующей сортировкой. На площадках для накопления мусора устанавливают контейнеры. Также нужно сдавать отходы полиэтилена в пункты приема.
2. Измельчение: используют специальное оборудование – дробилки.
3. Очистка: удаляют сор, примеси, для этого предназначена центрифуга.
4. Промывка в жидкостях несколько раз.
5. Сушка под воздействием струи горячего воздуха.
6. Агломерация: фракции спекаются, что позволяет получить материал единой структуры.
7. Образование гранул.

ТОП-3 этапа термохимической реакции при пиролизе

Основная цель метода – термическое разложение ПЭ. Это позволит изменить свойства материала повышенной прочности. Как результат, получают продукты:

• горючие газы;
• жидкие, смолистые углеводородные вещества.

Технология утилизации полиэтилена реализуется поэтапно:

1. Молекулярная цепочка укорачивается: отделяют ее боковые ответвления, что способствует появлению воска, смол, газообразных веществ.
2. Разрушается основная молекулярная цепь.
3. Расщепляются углеродистые фракции вследствие термохимической реакции. На этом этапе образуются легкие углеводородные частицы.

ТОП-4 этапа переработки сшитого полиэтилена:

Перерабатывающие заводы по производству вторичной продукции не всегда принимают материал РЕХ, т. к. для его утилизации требуется применять особые технологии. Рассматривают разные способы воздействия на сшитый полиэтилен:

• дробление до порошкообразного состояния, готовое сырье берется за основу при производстве гранул ПВД, ПНД;
• горячая резка или дробление под воздействием высокой температуры – способствует повышению текучести материала;
• гидролиз, алкоголиз: жидкости (вода или спирт) разрушают сшивку, что позволяет получить материал, идентичный первичному ПЭ;
• воздействие ультразвуком: разрушение структуры РЕХ (кроме главных полимерных цепочек) высокочастотными импульсами.

Линия оборудования для организации переработки и утилизации отходов полиэтилена

Необходимо определить направление деятельности объекта бизнеса. Переработка полиэтилена в гранулы, утилизация сшитого ПЭ и обработка других отходов этой группы осуществляется при помощи оборудования:

• сортировочной линии;
• разнообразных измельчителей;
• агломераторов;
• камер для мойки, сушки;
• печей для выполнения пиролиза;
• центрифуги;
• фильтров.

Применение вторичной гранулы, ее качество и вторичная продукция

Если не нарушается технология переработки, вторичные гранулы не будут отличаться от первичных. Можно применять гранулированное вторсырье разных видов: ПНД, ПВД, ЛПВД, а также смеси.

Методы применения вторсырья: экструзия, литье под давлением

Вторичные материалы направляются на другие предприятия/участки, где используются для производства новой продукции разными способами:

• применение экструдера: выдавливание сырья под давлением (метод производства труб, нитей, пленки и др.);
• литье под давлением: расплавленная масса ПЭ разливается по формам, застывает после охлаждения (метод производства вспененных, полых изделий, продукции сложной конфигурации).

Таблица: изделия из вторсырья

Чтобы заниматься бизнесом по переработке ПЭ, нужно не только знать, где взять и куда сдать полиэтилен, но и подробно изучить возможности утилизации – производства новой продукции из отходов.

Переработка полиэтилена в домашних условиях до передачи в пункт приема

Затраты на организацию линии по переработке ПЭ высокие. Значит, в домашних условиях можно только подготовить отходы перед тем, как сдать в пункт приема:

• сортировка;
• мойка;
• сушка.

Мнение эколога

Бурцев О. П.

Специалист-эколог

Задать вопрос

Переработка ПЭ лишь частично помогает снизить уровень причиняемого экосистеме вреда. Единственное решение – уменьшить объемы потребления пластика. Многие компании сегодня заявляют о внедрении программ по переработке ПЭ, но пока это только планы, а мусор продолжает накапливаться уже сейчас.

Комментарий юриста

Маркин О.Г.

Юрист

Задать вопрос

После отказа Китая принимать полимерные отходы из других стран на многих объектах возросли объемы продукции из вторсырья. Такая тенденция позволит держать количество производимого утиля под контролем, к тому же ПЭ практически не меняет свойств на этапе утилизации, что способствует многократной переработке.

Отзыв от владельца бизнеса по переработке отходов – пленки ПВД

Я попробовал метод Дейва Хаккенса (программа PreciousPlastic). Это непросто – сделать дома оборудование (хоть и простое) для переработки мусора. Мы с напарником занялись вопросом, т. к. есть профильное образование. Некоторые мелочи изменили на свой лад, получилось перерабатывать пластик в гараже. Делаем простые изделия для домашнего хозяйства – продаем в своем городе.