ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

Строение и свойства наиболее распространенных утилизируемых полимеров

И. Мак-Эван, В. Арриджи и Дж. М. Г. Кауи

Утилизация пластиковых отходов является общемировой проблемой из-за воздействия мусора на окружающую среду и экологию планеты. Под прессом национальных законодательств и общественного протеста захоронение полимер­ных отходов на свалках становится все более непопулярным. Эти факторы, а так­же возрастающая экологическая грамотность привели к разработке программ по утилизации изделий из полимерных материалов. В настоящее время предложе­но несколько путей утилизации пластмассового мусора, среди которых можно назвать переработку биоразлагаемых полимеров, термопереработку, химическую переработку и вторичное использование полимерных материалов. Для вторич­ного использования утилизированных пластмасс достаточно стимулов: экологи­ческий аспект, спрос потребителей, требования законодательства и низкая сто­имость.

Перед вторичной переработкой пластмассы должны быть разделены по типу полимерных материалов. В 1990-х гг. Общество полимерной промышленности США ввело кодирование, которое ныне используется большинством производи­телей. Код состоит из треугольника с номером и сокращенным названием поли­мера. Наиболее распространенные утилизируемые полимеры и их области при­менения приведены в табл. 1.1. Кроме того, используется несколько способов сортировки и идентификации, включая воздушную сортировку, флотацию-осаж­дение, пенную флотацию, селективное растворение, инфракрасную спектроско­пию в среднем и ближнем диапазонах, рентгеновский анализ и электростатиче­ский метод. Присутствие загрязнений также должно учитываться при подготов­ке к переработке; вода, бумага и металл — самые распространенные примеси из тех, что должны удаляться. Важным свойством полимеров, которое способствует процессу переработки, является их плотность; она используется во флотацион­ных методах.

Существует несколько способов вторичной переработки пластмасс. Первич­ная переработка включает в себя повторное использование низкосортных мате­риалов и обрезков (отходов) непосредственно на заводе по переработке отходов. Она применяется по отношению к термопластичным полимерным материалам (термопластам), которые имеют очень низкий уровень загрязнения. Вторичная переработка заключается в разделении, очистке и повторном использовании ба­зовых продуктов в виде чистых полимеров или смесей. Для третичной переработ­ки полимерные обрезки подвергаются химической обработке в целях получения таких субстанций, как мономеры, химикаты или топливо. Наконец, полимерные отходы можно сжигать с восстановлением энергии. Строение полимера и способ его использования для изготовления конкретных изделий диктует тип перера­ботки. Свойства некоторых полимеров существенно ухудшаются при загрязне­нии в составе полимерной композиции, поэтому они должны быть полностью от­делены от полимеров других типов. Многие полимерные материала не плавятся и их нельзя переработать таким способом; другие могут быть разложены до ис­ходного мономера нагреванием.

В первой главе мы представим информацию о строении и важнейших свой­ствах наиболее распространенных утилизируемых полимерных материалах. Су­ществуют и другие полимеры, которые можно подвергать вторичной переработ­ке, но их немного, поэтому здесь ограничимся только краткими сведениями о деструкции этих материалов. Кроме того, мы обсудим свойства основных сопо­лимеров и смесей на их основе. Мы коснемся наиболее важных способов вторич­ной переработки, которые обсудим в последующих главах.