В настоящем исследовании авторы рассматривают проблемы окружающей среды, связанные с загрязнением отходами пластмасс. В статье пойдет речь о переработке пластмасс, рассмотрен процесс образования и переработки полиэтилентерефталата.
Ключевые слова: предприятия по утилизации отходов, полиэтилентерефталат, переработка пластмасс, загрязнение, управление отходами.
Мировое производство полимерных материалов возрастает ежегодно — это связано с их незаменимостью, благодаря уникальным физико-химическим и потребительским свойствам, а с другой стороны, с огромным количеством изделий из них. Массовое производство приводит к образованию и ежегодному увеличению количества полимерсодержащих отходов.
Очень важен экологический аспект переработки отходов, отчасти больше, чем экономический, не только для нынешнего поколения, как для общества будущего: согласно статистике, 8 миллионов тонн пластиковых отходов попадают в океан ежегодно, это эквивалентно сбросу содержимого одного мусоровоза в океан каждую минуту. Прогнозируется, что если в области обращения с отходами ничего не изменится, то к 2030 году — сброс отходов в океан достигнет двух грузовиков в минуту, к 2050 — до четырех.
На рис. 1 показан процесс переработки пластмасс [1]. Данный процесс можно описать таким образом: начальное и конечное звено — потребитель. После того, как изделие из пластика попадает на свалку, а затем, собирается в единый поток отходов, происходит сортировка на предприятиях по семи группам переработки пластика, отображенным в таблице 1 [2].
Рис. 1. Процесс переработки пластмасс
На рис. 2 представлена структура образующихся полимерных отходов в РФ. Полиэтилентерефталат по объемам отходов занимает второе место вслед за ПЭ.
Рис. 2. Типы полимерных отходов в РФ
Таблица 1
Типы и изделия из пластика, возможные продукты переработки
|
Тип пластика ( аббревиатура ) |
Подлежит переработке: да/нет |
Продукт из первичного пластика |
Возможный продукт переработки |
|
PET — Полиэтилен-терефталат |
Да |
Бутылки для воды и напитков, бытовой химии, упаковка для десертов, салат |
Сумки-шоппер, преформы для бутылок, геотекстиль, изоляция |
|
HDPE — Полиэтилен низкого давления |
Да |
Бутылки для молока и бытовой химии, пленка, крышки от бутылок, контейнеры, канистры |
Бутылки для бытовой химии, оборудование для игровых площадок |
|
PVC — Поливинилхлорид |
Нет |
Кредитные карты, оконные рамы, водосточные трубы, пищевая пленка, косметические флаконы |
Панели, полы |
|
LDPE — Полиэтилен высокого давления |
Да |
Мягкие бутылки, мусорные пакеты, упаковка от бытовой техники |
Корзины для компоста, напольная плитка |
|
PP — Полипропилен |
Да |
Твердая упаковка для микроволновых печей, упаковка, пакеты для хлебобулочных изделий |
Метлы, урны, поддоны, велосипедные стойки |
|
PS — Полистирол |
Сложно |
Одноразовая посуда, контейнеры для яиц, CD, подложки для мясных продуктов, пенопласт |
Пенопластовая упаковка, изоляция, упаковка для яиц |
|
O — Прочие пластмассы |
Нет |
Нейлоновые ткани, детские бутылочки, автозапчасти, бутылки для куллеров |
Дорожные знаки, пластиковые пиломатериалы |
В данном исследовании подробнее рассмотрен тип пластика PET — полиэтилентерефталат (ПЭТФ). ПЭТФ имеет широкое применение в виде синтетического волокна, а также в виде пленок, а также кабельной изоляции. Однако основное его использование связано с изготовлением бутылок для газированных и других напитков. Вторично ПЭТФ перерабатывают всеми основными способами, пригодными для переработки первичного ПЭТФ. Основным сырьем для переработки служат пластиковые бутылки из-под напитков [3].
На рынке упаковочных материалов доля ПЭТФ постоянно растет, и во многих зарубежных странах он успешно перерабатывается вторично. Ежегодно во всем мире восстанавливается около 1,5 миллиона тонн бутылок. Области применения вторичного ПЭТФ включают в себя: волокна и нити, листовой материал для термоформования, повторное изготовление бутылок, причем объемы переработки вторичного ПЭТФ в бутылки и листовой материал постоянно растут [3].
Одной из крупнейших областей применения вторичного ПЭТФ является изготовление ковровых покрытий, они не требуют химической обработки (применяемой для нейлоновых изделий), так как устойчивы к деформации. Из вторичного ПЭТФ производят обивочные ткани, причем вторичная ткань сопоставима по цене и функциональным свойствам с обивками из первичных тканей. Нетканый текстиль из вторичного ПЭТФ используется в гражданских сооружениях и для промышленных применений, например в виде фильтров и абсорбентов. Бывший в употреблении ПЭТФ при жестком контроле чистоты пригоден для производства нитей для нетканого геотекстиля. Часто ПЭТФ-волокна применяют в качестве синтетического утеплителя для зимней одежды либо готовой плисовой фактуры при ее пошиве [3].
Переработка бутылок из ПЭТФ в новые бутылки является сложной задачей. Для этого чаще всего применяются технология соэкструзии (получение бутылки из трехслойного материала со средним слоем из вторичного ПЭТФ, образующего «сэндвич» с боковыми слоями из первичного полимера) и технология формования бутылок из 100 %-ного вторичного ПЭТФ. Но чаще всего вторично переработанный ПЭТФ используется для производства бутылок емкостью 0,33; 0,6 и 1,25 л с содержанием 25 % вторичного полимера. Среди непищевых применений бутылок из ПЭТФ широко распространена упаковка для моющих средств и другой бытовой продукции.
Технология переработки пластиковых отходов зависит от их происхождения, а также от способности полимера к разложению. В большинстве случаев отходы могут быть переработаны со значительным изменением свойств. Можно свести к минимуму изменение свойств или даже расширить их путем обновления отходов повторного измельчения с добавлением исходного полимерного материала. Хотя это влияет на технологические свойства, например, вязкость, изменение срока эксплуатации, механические характеристики.
Литература:
1. Kessler Consulting Inc. MRFing Our Way to Diversion: Capturing the Commercial Waste Stream. Tampa, FL. 2009
2. Переработка отходов пластмасс / К. А. Громова, О. А. Тришина, О. И. Седляров, Е. В. Отрубянников // Повышение энергоресурсоэффективности и экологической безопасности процессов и аппаратов химической и смежных отраслей промышленности (ISTS «EESTE-2021"): Сборник научных трудов Международного научно-технического симпозиума, посвященного 110-летию А. Н. Плановского, в рамках Третьего Международного Косыгинского форума «Современные задачи инженерных наук», Москва, 20–21 октября 2021 года. — Москва: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный университет имени А. Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)", 2021. — С. 33–35. — DOI 10.37816/eeste-2021–2–33–35. — EDN QAXVQK.
3. Петов, Н. А. Полимерные отходы: оценка образования и пути переработки / Н. А. Петов // Твердые бытовые отходы. — 2008. — № 8(26). — С. 46–49. — EDN NDLHZF.
