Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов. Клинков А.С - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Способы переработки отходов ПО зависят от марки полимера и их происхождения. Наиболее про-
сто перерабатываются технологические отходы, т.е. отходы производства, которые не подверглись ин-
тенсивному световому воздействию в процессе эксплуатации. Не требуют сложных методов подготовки
и отходы потребления из ПЭВП и ПП, так как с одной стороны изделия, изготавливаемые из этих поли-
меров, также не претерпевают значительных воздействий вследствие своей конструкции и назначения
(толстостенные детали, тара, фурнитура и т.д.), а с другой стороны – исходные полимеры более устой-
чивы к воздействию атмосферных факторов, чем ПЭНП. Такие отходы перед повторным использовани-
ем нуждаются только в измельчении и гранулировании [9].
1.2.1 Структурно-химические особенности
вторичного полиэтилена
Выбор технологических параметров переработки отходов ПО и областей использования получае-
мых из них изделий обусловлен их физико-химическими, механическими и технологическими свойст-
вами, которые в значительной степени отличаются от тех же характеристик первичного полимера. К ос-
новным особенностям вторичного ПЭНП (ВПЭНП), которые определяют специфику его переработки,
следует отнести: низкую насыпную плотность; особенности реологического поведения расплава, обу-
словленные высоким содержанием геля; повышенную химическую активность вследствие изменений
структуры, происходящих при переработке первичного полимера и эксплуатации полученных из него
изделий.
В процессе переработки и эксплуатации материал подвергается механохимическим воздействиям,
термической, тепло- и фотоокислительной деструкции, что приводит к появлению активных групп, ко-
торые при последующих переработках способны инициировать реакции окисления [10, 11].
Изменение химической структуры начинается уже в процессе первичной переработки ПО, в част-
ности при экструзии, когда полимер подвергается значительным термоокислительным и механохимиче-
ским воздействиям. Наибольший вклад в изменения, протекающие при эксплуатации, вносят фотохи-
мические процессы. Эти изменения необратимы, в то время как физико-механические свойства, напри-
мер, полиэтиленовой пленки, отслужившей один-два сезона для укрытия парников, после перепрессов-
ки и экструзии почти полностью восстанавливаются [5].
Образование в ПЭ пленке при ее эксплуатации значительного числа карбонильных групп приводит
к повышенной способности ВПЭНП поглощать кислород, следствием чего является образование во
вторичном сырье винильных и винилиденовых групп, которые значительно снижают термоокислитель-
ную стабильность полимера при последующих переработках, инициируют процесс фотостарения таких
материалов и изделий из них, снижают срок их службы.
Наличие карбонильных групп не определяет ни механические свойства (введением их до 9 % в ис-
ходную макромолекулу не оказывает существенного влияния на механические свойства материала), ни
пропускание пленкой солнечного света (поглощение света карбонильными группами лежит в области
длин волн менее 280 нм, а свет такого состава практически не содержится в солнечном спектре) [10].
Однако именно наличие карбонильных групп в ПЭ обусловливает весьма важное его свойство – стой-
кость к воздействию света.
Инициатором фотостарения ПЭ являются гидропероксиды, образующиеся еще при переработке
первичного материала в процессе механохимической деструкции [10, 11]. Их инициирующее действие
особенно эффективно на ранних стадиях старения, в то время как карбонильные группы оказывают су-
щественное влияние на более поздних стадиях.
Как известно, при старении протекают конкурирующие реакции деструкции и структурирования.
Следствием первой является образование низкомолекулярных продуктов, второй – нерастворимой гель-
фракции. Скорость образования низкомолекулярных продуктов максимальна в начале старения. Этот
период характеризуется низким содержанием геля и снижением физико-механических показателей.
В дальнейшем скорость образования низкомолекулярных продуктов снижается, наблюдается резкое
возрастание содержания геля и уменьшение относительного удлинения, что свидетельствует о протека-
нии процесса структурирования. Затем (после достижения максимума) содержание геля в ВПЭ при его
фотостарении снижается, что совпадает с полным израсходованием винилиденовых групп в полимере и
достижением предельно допустимых значений относительного удлинения. Такой эффект объясняется
вовлечением образовавшихся пространственных структур в процессе деструкции, а также растрескива-
нием по границе морфологических образований, что приводит к снижению физико-механических ха-
рактеристик и ухудшению оптических свойств.

Страницы