Obróbka tworzyw sztucznych: technologia, sprzęt

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Materiały z tworzyw sztucznych w ciągu ostatnich 10-15 lat stworzyły szeroką gamę obszarów, w których ich produkty mogą być używane. Sam materiał syntetyczny przechodzi obecnie okres radykalnych zmian technologicznych, w wyniku których rynek materiałów budowlanych zapełnia się nowymi propozycjami. Wystarczy wspomnieć o rodzinach kompozytów, które zastępują zarówno metale, jak i drewno.

Z kolei recykling tworzyw sztucznych jako sposób na uzyskanie całkowicie nowego i, co najważniejsze, bardziej zaawansowanego pod względem wydajności materiału nie jest tak interesujący. Co najwyżej przy pomocy tego typu technologii możliwe jest odtworzenie dotychczasowej struktury syntetycznej. A jednak ta linia biznesu dla zakładów przetwórczych opłaca się z wielu innych powodów, w tym ze względów środowiskowych i finansowych.

Rodzaje odpadów z tworzyw sztucznych

Technolodzy rozróżniają 4 kategorie tworzyw sztucznychodpady, które można poddać recyklingowi. Przede wszystkim są to tworzywa jednogatunkowe w postaci bezpośrednio złomu i odpadu, które można wprowadzać do mas o zbliżonym składzie chemicznym. Druga kategoria to zanieczyszczone tworzywa jednogatunkowe, do przetwarzania których konieczne jest przeprowadzenie zabiegów technologicznych czyszczenia wstępnego. Trzecia grupa to zmieszane odpady z tworzyw sztucznych zawierające obce zanieczyszczenia.

W istocie obce cząstki to te same zanieczyszczenia, elementy metalowe lub cementowe, które wymagają wstępnego oczyszczenia. Również teoretyczne podstawy przetwórstwa tworzyw sztucznych przewidują dobór grupy różnych tworzyw sztucznych. W tym przypadku mieszają się nie tylko cząstki plastiku i innych materiałów przemysłowych lub budowlanych, ale także różne struktury samych tworzyw sztucznych.

Klasyfikacje metod przetwarzania

Główna klasyfikacja przewiduje podział technologii bezpośredniego formowania produktów i formowania z półproduktu. W zakresie przetwarzania bezpośredniego do tej grupy należą metody polimeryzacji, formowania kontaktowego, przeciągania i nawijania na mokro oraz natryskiwania. Popularne są również metody formowania wyrobów z tworzyw sztucznych z półproduktów. Ten kierunek rozwoju technologicznego przetwórstwa obejmuje metody wtrysku, ekstruzji, formowania z prepregów i premiksów. Również obróbka tworzyw sztucznych może być fizyko-chemiczna i mechaniczna.

Prawie wszystkie mechanicznemetody przetwarzania koncentrują się na rozdrobnieniu oczyszczonych odpadów, a następnie uzyskaniu jednorodnej masy. Istotną różnicą pomiędzy tą grupą metod jest fakt, że otrzymany produkt nie odbiega właściwościami fizykochemicznymi od surowców pierwotnych. Wręcz przeciwnie, metody fizykochemiczne opierają się na technologiach niszczenia struktury materiału pierwotnego, podczas których zmieniają się również właściwości użytkowe powstałej substancji.

Rozdrabnianie tworzyw sztucznych jako technologia przygotowania

Jest to powszechna operacja w branży recyklingu i nie ogranicza się do tworzyw sztucznych. W zależności od wymagań dla frakcji końcowej, do pracy podłączane są odpowiednie jednostki. Zagęszczarki z mechanicznym działaniem śrubowym można nazwać uniwersalną szlifierką.

W procesie pracy obciążona masa plastyczna jest zagęszczana za pomocą tarczowych płyt granulatora z mechanizmami ciernymi. Z reguły stosuje się dwie płyty, z których jedna pozostaje nieruchoma. Rozdrabnianie przetwarzania odpadów z tworzyw sztucznych w dużej mierze zależy od właściwości samego materiału.

Do twardych surowców stosuje się kruszarki i agregaty wyposażone w noże o różnych kształtach. Praca z odpadami polietylenowymi w postaci folii odbywa się delikatniejszymi metodami. Na przykład na złożonej linii, która obejmuje urządzenia do zagęszczania, mielenia i granulacji. Bezpośrednie mechaniczne zadanie szlifowania w tym przypadku wykonuje nóżprzedmioty.

Technologie segregacji odpadów

Ten etap jest częściowo związany z przygotowawczymi czynnościami porządkowymi, o których już wspomniano powyżej. Ale sam proces separacji jest bardziej rozbudowany i nie ogranicza się do czyszczenia z brudu. Ważne jest również przeprowadzenie separacji po zmieleniu, ponieważ małe granulki są łatwiejsze do oddzielenia od obcych cząstek. Tak więc pierwotna separacja nadal obejmuje oddzielenie kawałków plastiku od metalu. Aby to zrobić, cewki magnetyczne i elektromagnetyczne są używane w konstrukcjach obrotowych bębna, do których ładowany jest materiał docelowy.

W procesie rotacji drobne elementy z metali kolorowych i nieżelaznych pozostają w tyle za plastikiem i są usuwane specjalnymi kanałami. Okazuje się, że wstępna obróbka tworzyw sztucznych zwiększa jednorodność ich składu. Jednak przy takim rozdzieleniu ginie również część samych tworzyw sztucznych. Z reguły udział strat nie przekracza 1%. Pojemniki przemysłowe do mycia służą do czyszczenia z zanieczyszczeń. Rozdrobnione cząstki są myte pod strumieniem wody, która jest dostarczana pod wysokim ciśnieniem. Czasami do wody dodawane są rozpuszczalniki, aby zwiększyć skuteczność zabiegu.

Recykling niestandardowy

Indywidualność obróbki wynika z faktu, że tylko posortowany plastik dostaje się do obszaru roboczego, który jest również gotowy do mieszania z masami o odpowiedniej strukturze. Samo przetwarzanie odbywa się na różne sposoby, ale za główny uważa się ekstruder. Specjalna instalacja ze ślimakami i lejemZaładunek pobiera pokruszony plastik, topi go i podaje przez wytłaczarkę na linię produkcyjną. Na końcowym etapie zwalniania, w zależności od maszyny, operator może zmienić parametry zwalniania tworzywa. Regulowany jest również stopień kompresji surowca, co pozwala również na dobranie optymalnej długości ślimaka w celu zapewnienia wystarczającej homogenizacji.

Ten rodzaj recyklingu tworzyw sztucznych jest uważany za delikatny pod względem zachowania właściwości użytkowych materiału, ale nie oznacza to, że można go powtarzać w nieskończoność. Faktem jest, że ta sama plastikowa substancja może być przetwarzana nie więcej niż 3-4 razy przy użyciu tej technologii, w zależności od warunków użytkowania. W przyszłości masa trafia na linie recyklingu z głębszą obróbką chemiczną.

Bezoddzielna technologia recyklingu tworzyw sztucznych

Wyłączenie etapu separacji i oczyszczania odpadów z tworzyw sztucznych określiło również specyfikę technologii ich dalszego przetwarzania. Zwykle używa się do tego topiarek z dodatkowym wyposażeniem do kalandrowania materiału. Dzięki temu na wyjście dostarczane są gotowe do użycia panele, płyty i arkusze plastiku. Jest to chropowaty materiał o sztywnej strukturze, który zawiera duży udział zanieczyszczeń. Ze względu na zawartość cząstek stron trzecich jakość plastiku i przyjazność dla środowiska ulegają obniżeniu. Z drugiej strony nierozdzielne przetwarzanie tworzyw sztucznych jest opłacalne i zapewnia optymalną wydajność materiału w niektórych obszarach.

Recykling przez odlewanie

W celu optymalizacji procesu recyklingu opracowano inną metodę obniżania kosztów produkcji. Technologia odlewania wieloskładnikowego jest wariantem wytwarzania produktów łączonych. Jego istotą jest to, że za pomocą kilku poziomów formowania powstaje produkt trójskładnikowy. Oparty jest na tanim plastiku opartym na tych samych nierafinowanych substancjach, a następnie podąża za poziomem średniej jakości masy. Z kolei warstwy zewnętrzne to całkowicie oczyszczona, przyjazna środowisku kompozycja, do której zastosowano obróbkę plastikową ekstruderem.

Produkcja tworzyw sztucznych w oparciu o formowanie wieloskładnikowe odbywa się techniką, która zapewnia przechodzenie odpadów kilkoma kanałami. Nawiasem mówiąc, tworzywa sztuczne nie zawsze są używane do warstw wewnętrznych. Często zastępowane są tańszymi materiałami, takimi jak siarczan baru, talk, ceramika itp.

Modyfikacja odpadów z tworzyw sztucznych

Wcale nie jest konieczne, aby przetwarzanie miało na celu uzyskanie tych samych właściwości użytkowych i strukturalnych, które wcześniej charakteryzowały produkt. Ten etap otwiera szerokie możliwości modyfikacji struktury poprzez wprowadzenie specjalnych dodatków. Na przykład recykling tworzyw sztucznych z dodatkiem kopolimeru etylenu przyczynia się do zwiększenia odporności na naprężenia mechaniczne i elastyczności. W przypadku wprowadzenia takiego wtrącenia w strukturę polichlorku winylu można liczyć na wzrost udarności.

Sprzęt do recyklingu

Nie ma zbyt wielu specjalistycznych maszyn zaprojektowanych do obróbki w pełnym cyklu. W Rosji znana jest na przykład instalacja Reverzer japońskiej firmy Mitsubishi. Jest to przykład tej samej wytłaczarki wyposażonej w ślimaki i urządzenie odgazowujące. Przedsiębiorstwa krajowe znają również angielskie urządzenia do przetwórstwa tworzyw sztucznych, których zalety pokazują instalacje EPG. To firma, która oferuje innowacyjne sposoby recyklingu odpadów poprzez wytłaczanie z rozdmuchiwaniem.

Jak wybrać najlepszą metodę recyklingu?

Na początek należy ocenić zadania, które już czekają na wydane produkty. Pozwoli ci to wstępnie określić potrzebę separacji, a także z ewentualnym wykorzystaniem modyfikatorów. Najprostszą i najtańszą metodą jest nierozdzielna obróbka wyrobów z tworzyw sztucznych, która pozwala na uzyskanie wysokiej jakości ogrodzeń, materiałów podłogowych, paneli izolacyjnych itp. Technologia przetwarzania oczyszczonych tworzyw sztucznych zwykle koncentruje się na późniejszej produkcji pojemników polietylenowych.

Wniosek

Przemysł przetwarzania odpadów syntetycznych jest obecnie szczególnie istotny i poszukiwany w różnych gałęziach przemysłu. Pozyskiwanie niedrogich i praktycznych surowców po niskich kosztach to główny motyw, który przyświeca uczestnikom tego rynku. Jednocześnie w Rosji ten sektor przemysłu nie jest jeszcze tak rozwinięty jak w Europie. Z większościrozwinięte wyróżnia jedynie zakład przetwórstwa tworzyw sztucznych Plarus, który działa od 2009 roku. Do cech technologicznych tego przedsiębiorstwa należy zastosowanie nowoczesnej metody przetwarzania butelek PET. W tym samym czasie inne przedsiębiorstwa nabierają rozpędu, co roku zwiększając produkcję plastiku z recyklingu w różnych formach.