Вторичная переработка пластмасс

Вторичная переработка технических термопластов

М. Газтелуменди, Й. И. Эгуйазабаль, Й. Назабалъ

Среди огромного количества полимерных материалов технические термопла­сты отличаются благоприятным сочетанием свойств, в том числе замечательных механических свойств, относительно высокой термической и гидролитической стойкостью и, во многих случаях, очень высокой стойкостью к действию хими­ческих веществ. Такое сочетание свойств делает эти материалы незаменимыми для многих технических приложений в автомобилестроении, бытовой технике, электрических и электронных устройствах, в технике связи и аэрокосмической отрасли.

Технические термопласты являются материалами с высокой прибавочной сто­имостью по сравнению с потребительскими пластмассами. Это особенно спра­ведливо для так называемых высокотехнологичных полимеров. Поэтому вторич­ная переработка этих материалов даже с точки зрения простой экономической выгоды является важной технической задачей.

Вторичная переработка пластмасс различной химической природы или мате­риалов, содержащих загрязняющие примеси, может приводить к существенном} ухудшению свойств конечного материала по сравнению со свойствами исходного полимера ввиду несовместимости полимерных смесей. Поэтому в случае техни­ческих термопластов, свойства которых должны поддерживаться на достаточно высоком уровне, вторичная переработка требует тщательного и практически пол­ного разделения отходов, чтобы избежать присутствия даже небольших коли­честв посторонних компонентов. Трудности полного разделения приводят к тому, что вторичная переработка большей частью сосредоточена на отходах производ­ства (литниках при литье под давлением, дефектных деталях) в ущерб тому, что оставляют потребители. Таким образом, при переработке поддерживается перво­основа материала, хотя термомеханическая предыстория изменяется. Этот тип переработки обычно называется «первичной повторной переработкой», и ее мы рассмотрим в данном разделе. Как обычная вторичная переработка, то есть вос­становление из отходов продуктов пониженного качества, так и третичная пере­работка, когда из полимерных отходов восстанавливаются химические продук­ты, имеют особую специфику, и здесь мы их не рассматриваем.

Технология утилизации требует, чтобы собранные отходы были гранулирова­ны и только затем поступали на переработку. Таким образом, полимерный матери­ал подвергается, по крайней мере, двум последовательным температурным воздей­ствиям, что может вызывать термическую, термоокислительную и механическую деструкцию. Эти деструкционные процессы могут изменить химическое строение и/или молекулярную массу полимера в той степени, насколько эти свойства зави­сят от внутренней стойкости полимера против деструкции, от наличия стабилиза­торов, а также от условий обработки и числа восстановительных циклов. Измене­ние строения может приводить к ухудшению, среди прочего, механических свойств, что определяет область применения вторичного материала.

Число циклов переработки в лаборатории часто бывает намного большим, чем на практике. Это делается для облегчения выявления незначительных изме­нений, которые могут произойти после небольшого числа циклов. Кроме того, применяется наложение более жестких условий, при которых деструкция облег­чена. Наиболее часто предметом изучения становится температура переработки. Однако прямое сравнение условий переработки на различные полимеры невоз­можно, поскольку условия неодинаковы (например, по температуре) и их нельзя просто сравнивать. Наконец, сопротивление восстановлению следует рассмат­ривать не как свойство чистого полимера, но как свойство тестируемого коммер­ческого продукта. Такое положение складывается потому, что вводимые в чис­тый полимер неодинаковые количества различных по характеру стабилизаторов оказывают большое влияние на его способность выдержать вторичную перера­ботку. Поэтому значимость экспериментальных результатов ограничена нало­женными условиями испытания.

В этом разделе рассматриваются работы, опубликованные в последние годы; они касаются влияния вторичной переработки на свойства технических термопла­стов. В первую очередь, анализируются изменения механических свойств, которые связываются со структурными изменениями, произошедшими в полимере. Раздел разделен на три части, посвященные (1) высокотехнологичным полимерам, (2) по­лимерам общего назначения и (3) полимерным смесям.