СБОРНИК СТАТЕЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПЕРЕРАБОТКИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ
Абиотические свойства
Использование специальных, так называемых абиотических (антимикробных, фунгицидных и др.) добавок, позволяет получить парниковые и упаковочные пленки, литьевые, экструзионные, вспененные изделия, устойчивые к обрастанию водорослями, плесенью. Срок хранения продуктов, упакованных в такие пленки, увеличивается. Число таких добавок невелико и применение их ограничено довольно узкими областями. Помимо зарубежных (триклозан, санитайзд) имеются и отечественные разработки, с высокой эффективностью.
Технологические добавки
Технологические добавки не меняют свойств полимера, но способствуют улучшению его перерабатываемости и снижению доли потерь и отходов.
Процессинговые (экструзионные) добавки повышают производительность оборудования, снижает давление расплава и температуру переработки полимера в процессе экструзии. По своей природе эти добавки являются производными фторкаучуков. Они плохо совместимы с основными полимерами и в местах наибольших усилий сдвига (фильеры, литники и т. п.) высаживаются из расплава на поверхность металла, создавая на ней пристенный смазывающий слой, по которому скользит расплав при формовании. Применение экструзионной добавки в самых малых количествах (400-600 ррм) позволяет снизить крутящий момент и давление на головке экструдера, повысить производительность при снижении энергозатрат, устранить дефекты внешнего вида и налипание нагара на фильере, снизить температуру экструзии полимеров и композиций, чувствительных к воздействию повышенных температур, увеличить гладкость изделий, производить более тонкие пленки. При изготовлении крупногабаритных или тонкостенных литьевых изделий сложной формы, применение добавки позволяет улучшить проливаемость, убрать дефекты поверхности, линии спая и улучшить внешний вид изделия.
Рекомендуется следующая схема применения: в течение первых 30- 40 минут процесса вводится большая концентрация добавки для создания смазывающего слоя и начальной установки режима, а затем ввод резко (в 8-10 раз) снижается, только для поддержания созданного слоя. Введение малых количеств экструзионных добавок не влияет на свойства изделия. После прекращения ввода экструзионной добавки нанесенный на металл смазывающий слой постепенно смывается расплавом полимера.
Чистящие концентраты применяются при чистке литьевого и пленочного оборудования для быстрого перехода с цвета на цвет без остановки, чаще всего в пропорции 1:1 - 1:3 с полимером. При этом сокращается количество отходов и затраты времени на смену цвета. В состав чистящих концентратов входят, как правило, мягкие минеральные наполнителя и поверхностно-активные моющие добавки.
К технологическим добавкам, снижающим количество отходов, можно отнести и термостабилизаторы, вводимые в экструдер или термопласт-автомат перед остановкой (стоп-концентрат).
Композиционные материалы В тех случаях, когда требуется значительное изменение физикомеханических и химических свойств и структуры полимера, требующее введение в полимер большого количества добавок, наполнителей, или проведение каких-либо химических реакций в полимерной матрице, используются композиционные материалы или полимерные компаунды.
Композиционные материалы подразделяются на следующие группы:
- наполненные
■ трудногорючие
■ адгезионные
■ морозостойкие
- сшивающиеся
- полимерные смеси и сплавы
Наполненные композиции обладают повышенными прочностными характеристиками жесткостью, прочностью, сопротивлением усадке и служат для изготовления конструкционных деталей, садовой мебели. Полимерная основа - обычно полипропилен; основные наполнители - тальк, мел, слюда, реже стекловолокно, асбест. Содержание наполнителя - 10-30 %. В тех случаях, когда для предотвращения, к примеру, коробления требуется введение небольших (5-10%) количеств наполнителя, можно использовать высоконаполненные (60-80%) концентраты мела или талька.
Трудногорючие композиции за счет ввода большого количества специальных добавок антипиренов (бромсодержащие циклические углеводороды, трехокись сурьмы) обладают повышенной огнестойкостью и не поддерживают горения без внешнего источника пламени. Используются в изделиях с повышенной пожарной опасностью - кабельной изоляции (на основе ПЭВД), деталях телевизоров, стиральных машин и др. бытовой техники (на основе ПП и УПС), строительных изделиях. В некоторых случаях, особенно когда предъявляются высокие требования к токсичности дымовых газов, применяются безгалогенные трудногорючие композиции, свойства которых обеспечиваются высокими уровнями (50-65 %) введения минеральных наполнителей, выделяющих при разложении пары воды или азот (гидроксиды магния, алюминия или меламин). В последнее время появились высокоэффективные бромсодержащие антипирены, позволяющие производить концентраты антипиренов, обеспечивающие при вводе 6-8% достижение категории горючести V-!., У-О
Адгезионные (клеющие) композиции предназначены, в основном, для нанесения полимерной изоляции на трубопроводы нефте - и газопроводов, силовые кабели. Используются также для создания промежуточного слоя в многослойных полиэтилен-полиамидных пленках. Полимерная основа - сэвилен с введением специальных добавок, усиливающих адгезию к основному слою. Технология производства и применения таких композиций имеет особенности, связанные с требованиями к адгезионным свойствам.
Морозостойкие композиции на основе полипропилена используются в основном для изготовления труб и деталей автомобилей (бамперы, детали интерьера). Представляют собой смеси полипропилена с тальком, каучуком и термостабилизаторами. Обеспечивают сохранение свойств полимерных изделий при низких температурах, до -60 °С.
Сшивающиеся композиции на основе ПЭВД, ПЭНД - за счет радиационной или химической сшивки изделия приобретают на стадии изготовления повышенную термостойкость, прочность и жесткость. Предназначены для изготовления кабельной изоляции, трубопроводов горячей воды, термостойких пленок. Рабочая температура изделий из ПЭВД повышается до 95-100 °С, из ПЭНД - до 120-130 °С.
Полимерные смеси и сплавы - за счет смешения различных полимеров приобретают дополнительные свойства, требуемые конкретным изделием. Пример: композиции для высокоскоростной экструзии - смеси ПЭВД с полипропиленом и термостабилизатором. Композиция предназначена для скоростного нанесения изоляции на жилы кабелей и проводов. Конечный эффект зависит от степени диспергирования полипропиленовой фазы в полиэтиленовой матрице, что регулируется скоростью вращения шнеков. Широко распространены конструкционные материалы на основе сплавов ПК/АБС, ПФО/ПА, ПФО/УПС, ПФО/ПСВ, ПСФ/АБС.
В необходимых случаях могут производиться комбинированные концентраты и композиции, обеспечивающие придание полимеру целого комплекса специальных функциональных свойств, например концентраты светостабилизаторов и скользящих добавок, морозостойкие трудногорючие композиции и разнообразные другие. Единственным условием является отсутствие взаимодействия добавок между собой, понижающего их эффективность.
Модификация полимеров позволяет регулировать свойства изделий в самом широком спектре применений.
Технологии переработки и упаковки
За последнее десятилетие применение ПЭТ в сфере упаковки, обусловленное его преимуществами, выросло с 1 млн. т в 1989 г. до 7 млн. т в 2000 г. Наиболее широкое распространение ПЭТ получил при изготовлении бутылок для широкого ассортимента напитков. ПЭТ - тара значительно прочнее стеклянной, устойчива к разбиванию и
Растрескиванию, имеет высокую прозрачность, хорошо переносит перепад
Температур, инертна (не вступает в реакцию с содержимым бутылки, за исключением активных щелочных сред), обеспечивает значительную экономию при транспортировке. В ПЭТ - бутылки разливают минеральную и питьевую воду, негазированные и слабо газированные напитки, пиво, растительные масла, фруктовые соки и т. д. Также значительная часть ПЭТ
- гранулята используется для получения нитей и пленок (для упаковки и технических целей).
