Хелен Льюїс

Вдруге перероблені полімерні матеріали використовуються у виробництві безлічі виробів: від пляшок для безалкогольних напоїв до деталей автомобілів. Розвиток виробництва на основі вдруге перероблених пластмас має безпрецедентне зростання, стимульований потребами знизити витрати, наситити ринок і відповідати вимогам посилювати законодавство.

Тільки в США зараз випускається понад 1400 видів продукції з відновлених пластмас. Представлені каталоги виробів, які допомагають менеджерам і споживачам знаходити продукцію, отриману з повторно перероблених матеріалів, і перевіряти її відповідність законодавчим нормам.

Незважаючи на поточне зростання, виробництво вторинних пластмас страждає від безлічі проблем, характерних для всіх нових галузей промисловості. Серед них розробка і впровадження технологій, значні витрати і слабка поінформованість ринку. На даній стадії участь держави, наприклад, для фінансування програм або придбання документації НДДКР, залишається важливим фактором для подальшого розвитку.
Причини використання вдруге перероблених пластмас
Відновлені пластмаси вибираються з багатьох причин. У багатьох випадках вони представляють матеріал за найкращою ціною. Стандарти якості за останні роки значно вдосконалилися, і багато постачальників вдруге перероблених пластмас тепер можуть поставляти полімерні матеріали відповідають заданим специфікаціям. Вторинні пластмаси часто продають за ціною, на 20-25% нижче ціни за оригінальні аналоги. Екологічний фактор також важливий. Відновлені матеріали цікаві для споживачів, яких хвилюють проблеми навколишнього середовища. Деякі компанії отримують перевагу, заявляючи, що їх продукція виготовлена ​​з вторинних матеріалів і «екологічно сприятлива». Виграш полягає в наступному:

• менше відходів доводиться видаляти або спалювати;
• менше витрачається енергії і сировинних матеріалів для виробництва оригінальних пластмас;
• менше викидів і відходів, пов'язаних з виробництвом оригінальних матеріалів.

Наприклад, недавно було виявлено, що відновлення поліетилентерефталату (ПЕТ) з пляшок знижує витрату енергії на виробництво ПЕТ 4%.
Обов'язкові закони про вміст у виробах вторинних матеріалів також підтримують попит на відновлені пластмаси на ринку упаковки в США. Штати Орегон і Каліфорнія прийняли закони про 25% -ве зміст відновленого матеріалу в твердих пластикових контейнерах. У штаті Вісконсін діє закон про зміст 10% відновленого матеріалу в твердих пластикових контейнерах. В Європі акцент робиться на відновленні і вторинній переробці упаковок, а не на змісті вторинного матеріалу. У 1994 Європейський парламент прийняв Директиву ЄС по упаковці і відходів від упаковки, згідно з якою в 2001 р повинно було повторно перероблятися 25% упаковки, а в 2005 р 50-65%.

Серед ринків існують «замкнуті» (або первинні) ринки і «каскадні» (вторинні) ринки. «Замкнуті» програми включають використання відновленого ПЕТ від пляшок з-під напоїв або пінополіуретан з автомобільних сидінь, який переробляється в нові сидіння. Вторинні ринки пропонують «каскади» якості - від найвищого (з первинних продуктів) до більш низькоякісних виробів. Тут же можна зустріти продукти переробки відновлених матеріалів, наприклад, композитні профілі «пластик / дерево», в яких поліетилен високої щільності (ПЕВЩ) отримано з використаних молочних пляшок.

Відновлені матеріали часто знаходять застосування на вторинному ринку специфікації виробів менш суворі і ширші. Хоча деякі поборники захисту навколишнього середовища стверджують, що тільки замкнута переробка є істинною переробкою, ця точка зору несправедлива. Будь-яка повторна переробка пластмас, незалежно від їх подальшого застосування знижує кількість відходів, які потребують знищення і часто знижує потребу в оригінальних матеріалах. Щоб намітити шляхи скорочення знищуваних відходів і їх вплив на навколишнє середовище, всі форми повторної переробки повинні бути правильно оцінені.
Перешкоди для використання вдруге перероблених пластмас
Перешкоди для використання вдруге перероблених пластмас включають обмеження, що накладаються стандартами і специфікаціями, а також реальні або суб'єктивні проблеми, пов'язані з якістю, постачанням і ціною. Багато стандарти прямо або побічно обмежують застосування вдруге перероблених матеріалів. У деяких з них чітко вказується на необхідність використання оригінального полімеру або є заборона на використання відновленого. В інших задані високотехнологічні стандарти, які не можуть бути досягнуті при застосуванні вторинних пластмас.

Ця проблема поступово долається, тому що ми рухаємося в бік стандартів, заснованих на функціональних характеристиках продукції. Використання вдруге перероблених матеріалів обмежена в додатках, допущених до контакту з харчовими продуктами, що обумовлено небезпекою забруднень. Американська Адміністрація з харчових продуктів і ліків (FDA) контролює використання відновлених полімерів для упаковки харчових продуктів, ліків і косметики. У 1992 р FDA випустила директиви по використанню повторно перероблених пластмас при упаковці харчових продуктів. FDA дає висновок з резолюцією «Немає заперечень», де вказуються конкретні полімери для конкретних застосувань, якщо заявник може довести, що є лише незначний ризик міграції домішок з матеріалу контейнера в його вміст. Існують обов'язкові тести, в яких перевіряється відповідність матеріалу зазначеним директивам. Компанії поза США також використовують процедуру FDA для пред'явлення резолюції місцевим органам нагляду, щоб підтвердити якість своїх відновлених пластмас.

Перешкоди також виникають в результаті турботи про якість і придатність. Існує уявлення, частково засноване на фактах, що відновлені полімери поступаються оригінальним і їх важче використовувати. Проблеми полягають в наступному:

• нездатність деяких виробників вторинних продуктів забезпечити відповідність відновлених пластмас вузькому коридорі специфікацій;
• нездатність (або небажання) деяких виробників вторинних пластмас забезпечити відповідність відновлених матеріалів конкретним вимогам покупця.
  

Однак ситуація змінюється, оскільки компанії-виробники вторинних матеріалів вдосконалюють свою продукцію і технології, вводять системи контролю якості і обслуговування покупців. Виробники тепер представляють більш широкий вибір відновлених пластмас і компаундів, придатних для різноманітних застосувань.
Дослідження, здійснене Асоціацією виробників пластмас в Європі (Армі), показало, що потенціал попиту на вторинні пластмаси обмежений двома ключовими факторами - ринком і технологічністю. За твердженням авторів, ринок визначає, що бажають отримати виробники або покупці, грунтуючись на «образі» або своєму сприйнятті «відновленого матеріалу», або на вимогах з охорони здоров'я і техніки безпеки. Технологічність визначається здатністю відновленого продукту відповідати певним стандартам і підходити для певного виробництва.
Вибір областей застосування для вдруге перероблених пластмас
Вдруге перероблені пластмаси можна використовувати в більшості технологічних процесів, включаючи лиття під тиском, компресійний пресування, екструзії, екструзії з роздуванням рукава, каландрование, термоформування і ротаційне формування. Однак в процеси потрібно внести ряд змін. Відновлені матеріали можуть відрізнятися за своїми властивостями від оригінальних пластмас внаслідок деструкції під час їх тривалого використання і при повторній переробці, а також через наявність домішок інших полімерів, забруднень і паперу. Визначальним фактором є джерело відновленого матеріалу, наприклад, це можуть бути промислові чи побутові відходи.

Інженеру важливо сформулювати технічні вимоги та критерії функціональності, що пред'являються до матеріалу, і встановити жорсткі рамки якості, яким повинен слідувати постачальник. Необхідно врахувати наявність ряду недоліків в матеріалі за допомогою:

• розробки складів, що дозволяють компенсувати недоліки полімеру, наприклад, складаючи суміші з оригінальним матеріалом і добавками;
• конструювання виробів, які можуть допускати наявність дефектів матеріалу, наприклад, роблячи потовщені або зміцнені стінки;
• підбору прийнятних технологічних процесів і / або варіювання їх параметрів.

Вторинні матеріали більшою мірою підходять для додатків, в яких колір вироби не критичний. Пластмаси з побутових відходів зазвичай мають різноманітні кольори і вторинний полімер виходить темно-зеленим або чорним. При незначній забарвленні можна додавати барвники, щоб приховати вихідний колір (наприклад, при переробці молочних пляшок з ПЕВП). Іншим рішенням є застосування відновлених пластмас для виготовлення деталей, прихованих від очей оточуючих.

Найбільш придатними технологічними процесами є ті, які мають широке «вікно процесу» (діапазон технологічних параметрів), тобто відсутня необхідність потрапляння в вузькі рамки специфікацій. Мабуть, найбільш «поблажливими» до технологу процесами є компресійний лиття, лиття під тиском і екструзія. Інші способи формування можна застосовувати тільки в тих випадках, коли вторинний полімер має властивості, близькі до оригінального.
Щоб забезпечити можливість введення більшої частки матеріалу, з застосовувати спеціальні технологічні прийоми, серед яких:

• соекструзії - процес отримання багатошарового вироби із середнім шаром з відновленого матеріалу, що утворює «сендвіч» з бічними шарами з оригінального полімеру;
• багатокомпонентне лиття під тиском ( «сендвіч-лиття»), де відновлені полімери утворюють сердечник в товстостінній виробі, в якому стінки зроблені з оригінального матеріалу;
• екструзія і лиття під тиском спінених полімерних матеріалів - тут для утворення пор в матеріалі використовуються гази-порообразователи; таким чином знижується вага виробів;
• екструзія і лиття під тиском «змішаних» пластмас - технології, які успішно застосовуються при введенні значної частки ПЕ в якості сполучного.

Перевага цих технологій в тому, що часто вони не вимагають промивки матеріалів перед переробкою, а недолік - низька міцність і висока повзучість. Дані проблеми в значній мірі вдається подолати, посилюючи контроль за сировинними матеріалами застосовуючи наповнювачі.

Маркування виробів, які містять відновлений матеріал, відповідати міжнародному стандарту, який рекомендує зображувати «петлю Мебіуса» із зазначенням відсотка вторинного матеріалу всередині логотипу або поруч з ним.

джерело: Вторинна переробка пластмас , Видавництво Професія