Полиэтиленовый воск: расплав, грануляция, другие этапы производства, изготовление из пластиковых отходов, сферы применения

Производство полиэтиленового воска

Полиэтиленовые воски представляют собой синтетические соединения, свойства которых максимально приближены к пчелиному воску. Получают их, как правило, по технологии высокотемпературной деполимеризации. В качестве сырья используется полиэтилен высокого давления.

Для его изготовления используют радикальную полимеризацию в присутствии кислорода и пероксидных соединений. Поскольку в процессе задействуются высокие температуры и давление (порядка 200-300°С и 100-350 МПа), материал и получил название полиэтилен высокого давления.

 

В зависимости от параметров технологического режима, существует возможность получать полиэтиленовые воски с различными показателями вязкости, твердости, температуры плавления и т. д.

Как правило, полиэтиленовый воск поставляется в виде белесых или желтоватых мелкодисперсных хлопьев, порошка либо гранулята с насыпной плотностью 0.9 г/см³, температурой плавления 107 °С, вязкостью расплава 350±50. В качестве упаковки используются мешки либо контейнеры.

Наиболее ценным практическим свойством полиэтиленовых восков является высокая смазывающая способность при экструзии.

Современные технологии позволяют получать синтетические воски из чистого или окисленного этилена. Составы первого типа не имеют функциональных групп и используются только в качестве внешней смазки. Во втором случае структура вещества делает возможным процесс эмульгации, что, в свою очередь, обеспечивает свойства и внутренней, и внешней смазки. 

Область применения

Наиболее распространены следующие марки полиэтиленовых восков: воск 3В-1, паразон-11, сплав АФ-1, воск ЗзВ-1, своз-60, ПВ -200, ПВ – 300, ПО – 30, КПЕ -20, К 22 и ИКАЛУБ – 01. Только в производстве изделий из ПВХ используется ПО марок Aklub, Viscowax, А-С 6А.

Неокисленный полиэтиленовый воск применяют для производства:

  • технических масел и смазок;
  • парафиновых и восковых свечей (на этапе придания формы);
  • красящих пигментов для полимеров;
  • бумаги и картона (этап парафинирования);
  • диэлектрических оплеток и кабелей;
  • полиграфических красителей (для улучшения свойств);
  • полирующих составов (автомобильная косметика, средства по уходу за мебелью, обувные кремы и т. д.);
  • смазочных материалов, использующихся в процессе литья под давлением.

Окисленный полиэтиленовый воск используют:

  • в пищевой промышленности (обладает глазирующими свойствами);
  • в процессах пластикации ПВХ (катализатор);
  • в процессах производства продукции из ПВХ;
  • для наружной смазки.

Основным заменителем полиэтиленового воска является парафин. Также используют металлические мыла.

Мировые лидеры производства

Лучшими мировыми производителями полиэтиленовых восков признаны торговая марка Luwax (концерн BASF) и DEUREX GmbH (германия). Не менее известны белорусский ОАО «Нафтан», американский Micro Powders, Inc., а также компания Honeywell. Первым российским производителем ПО по технологии каталитической высокотемпературной деструкции полимеров стала компания ООО «ИНХИМТЕК» (Самарская область).

Полиэтиленовые воски стабильно востребованы на территории РФ, однако стремительного роста спроса пока не ожидается. Уровень потребления напрямую зависит от строительного рынка. Если он будет расти, то увеличится и необходимость в поставках полиэтиленового воска.

Оборудование для производства полиэтиленового воска

На сегодняшний день в продаже присутствуют комплексы для производства полиэтиленового воска, как из первичного, так и из вторичного сырья. Комплектация линий может изменяться в зависимости от производительности, рода деятельности и бюджета заказчика. Причем в большинстве случаев линии имеют блочную компоновку и могут быть дополнены новым оборудованием.

В комплектацию линий входят следующие агрегаты:

  • Экструдер;
  • Вакуумная дегазация;
  • Фильтр расплава;
  • Декструктор;
  • Промежуточная емкость;
  • Дистиллятор (вакуумный фильтр);
  • Вакуумный теплообменник.

Пример работы:

Технология изготовления

Сырье (твердый полиэтилен, измельченная ПНД либо ПВД пленка) помещается в экструдер и подогревается до температуры расплава. Посредством установки вакуумной дегазации и плунжерного фильтра масса очищается от механических фракций и технологических газов.

Затем деструктором расплав нагревается до температуры разложения полиэтилена. Образующийся в процессе газ через промежуточную емкость отводится в дистиллятор и, охлаждаясь, переходит в жидкое состояние. После охлаждения до температуры в масляном теплообменнике, масса готова к гранулированию либо разливу в емкости.

Транспортировать воск можно сразу после затвердевания.

Вторичная переработка

Полиэтиленовый воск – полимер, который чаще всего используется в промышленности и быту. Основной проблемой переработки является высокая устойчивость компонентов к разложению.

Для подготовки ПВ к вторичному использованию может осуществляться физико-химическим способом либо при помощи механического воздействия. Предварительную очистку выполняют по технологии сепарации.

Физико-химический метод требует большого количество ресурсов, позволяя при этом получать вторичное сырье высокого качества.

Полезные ссылки

Источник: https://moybiznes.org/proizvodstvo-polietilenovogo-voska

Характеристика, особенности и производство полиэтиленовых восков

Полиэтиленовый воск — синтетическое соединение, получаемое по методу Фишера – Тропша посредством синтеза газа. Характеризуется наличием цепных насыщенных молекул с оптимальной длиной (С20-С70), способных к образованию кристаллов.

Полиэтиленовый воск нашёл основное применение в качестве добавки, увеличивающей каркасность свечей и улучшающей свойства модельных составов, применяемых в процессе цветного литья и при производстве восковых скульптур.

К группе самых распространённых полиэтиленовых восков относятся:

  • парафин,
  • воск ЗВ-1,
  • сплав АФ-1,
  • своз-60,
  • воск 3зВ-1,
  • паралайт 17,
  • паразон 11

Полиэтиленовые воски, получаемые из чистого этилена, отличаются отсутствием функциональных групп и применяются в качестве внешней смазки.

Для окисленных полиэтиленовых восков характерно наличие разного количественного состава кислотных групп, благодаря чему легко достигается эмульгация. Присутствуют свойства внутренней и внешней смазки.

Микронизированные ПВ являются очень мелкодисперсными гомополимерными восками с частицами не больше микрометров. Такие воски используются без дополнительной обработки.

Монтанвоски отличаются наличием функциональных групп, имеющих форму длинноцепочечных карбоновых кислот, не обладающих разветвлениями и короткоцепочечными спиртами. Они представляют собой сильно полярные вещества.

Основные свойства

В зависимости от типа полиэтиленовый воск может иметь разные физические и химические показатели.

Чаще всего, воски имеют вид порошка,хлопьев или гранулята с насыпной плотностью 0,9 г/см³, температурой плавления 107 °C и вязкостью расплава в 350±50.

Отличительной чертой является проявление хороших смазывающих свойств при экструзии. Синтетическим путём можно получить окисленный и неокисленный полиэтиленовый воск.

Оxidized polyethylene wax, или окисленный полиэтиленовый воск, представляет собой беловатые или желтоватые мелкодисперсные хлопья с постоянными свойствами. Получается методом полимеризации этилена.

Этот процесс придаёт воску кристаллическую структуру. Размягчается при температуре в 140 °C. Окисленный тип полиэтиленового воска почти нерастворим в большинстве растворителей.

Именно это свойство делает его неприменимым в условиях промышленных смывочных растворов.

Окисленный полиэтиленовый воск:

  • цвет — почти белый;
  • точка плавления — 99–108 °C;
  • точка застывания — 94–100 °C;
  • твердость — 350–400 бар;
  • плотность — 0,96 г/см³.

Неокисленный полиэтиленовый воск:

  • цвет — белый;
  • точка плавления — 101-109 °C;
  • точка застывания — 94-100 °C;
  • твердость — 150-300 бар;
  • плотность — 0,93 г/см³.

Применение в промышленности

Воск полиэтиленовый может применяться в качестве внешней смазки для изделий из ПВХ.

Используется как прослойка для бумажной подложки в электронной промышленности и в составе заливки при производстве кабелей. Такой воск улучшает технологические свойства полиграфических красок.

Область использования неокисленного ПВ:

  1. в погонажных изделиях из жёсткого ПВХ;
  2. электронной аппаратуре;
  3. производстве кабельной продукции;
  4. бумажной изоляции;
  5. полирующих составах;
  6. составе кремов для бытовой химии;
  7. производстве модельных восковых составов;
  8. производстве полиграфических красок;
  9. производстве пигментирующих суперконцентратов;
  10. производстве рубероида и РТИ;
  11. производстве искусственной кожи.

Область применения окисленного ПВ:

  1. в пищевой индустрии (глазирующие свойства);
  2. в качестве катализатора в процессе пластикации для композиций и ПВХ;
  3. для покрытия с водоотталкивающим эффектом;
  4. в качестве внешней смазки;
  5. в производстве изделий на базе полихлорвинила.

Страны, производящие полиэтиленовый воск

Лидерами мировой химической индустрии в области производства ПВ признаны концерн BASF, выпускающий воски под торговой маркойLuwax и DEUREX GmbH из Германии.

Известными, хорошо зарекомендовавшими себя производителями ПВ являются ОАО «Нафтан» от завода «Полимер Беларусь», американский поставщик добавок Micro Powders, Inc.

, выпускающий специализированные микронизированные воски и восковые дисперсии в значительных объёмах, а также компания Honeywell. Этим производителем недавно был приобретён у Evonik Ihdustries технологический пакет.

Он включает патенты на производство полиэтиленовых восков.

Вторичная переработка

Полиэтиленовый воск является самым распространённым полимером, используемым в быту и промышленности. Главная проблема переработки заключается в высокой устойчивости ПВ к разложению.

Подготовка полимеров к вторичному использованию может выполняться посредством механического воздействия или физико-химическим методом. Для предварительной очистки используют сепарацию.

Физико-химический способ достаточно сложно реализовать, но в результате его выполнения получается качественное вторичное сырьё.

По мнению поставщиков полиэтиленового воска (или стеарата цинка), причиной отсутствия в России такого производства являются темпы потребления ПВ строительным рынком. Рост потребления ПВ может способствовать развитию производственного сегмента на территории России.

Источник: http://greenologia.ru/othody/sinteticheskie/nefteprodukty/polimery/polietilenovyj-vosk.html

Обезвреживание и утилизация отходов в производстве пластмасс (стр. 1 из 2)

1. Переработка отходов термопластов. Источник отходов пластмасс

Производство пластических масс является одной из наиболее быстро развивающихся областей промышленности. В связи с непрерывным возрастанием объема производства и потребления пластмасс увеличивается и количество их отходов. По источникам образования отходы можно разделить на две большие группы: отходы производства и отходы потребления.

В первую группу входят отходы, образующиеся при производстве и переработке полимеров: слитки и куски полимеров, литники, обрезки, дефектные изделия.

Отходы переработки термопластов полностью используются как вторичное полимерное сырье.

Образующиеся при синтезе полимеров небольшие слитки также перерабатываются во вторичные материалы; в ближайшее время намечается организовать переработку и крупногабаритных слитков.

Во вторую группу входят отходы потребления, которые в свою очередь подразделяются на технические отходы (отходы промышленного потребления) и бытовые отходы (отходы бытового потребления).

К отходам технического назначения относятся детали, утратившие в процессе эксплуатации первоначальные показатели свойств: шестерни, втулки, рычаги, радиотехнические изделия, изоляция проводов, теплоизоляция, строительные погонажные изделия и т. д.

Бытовые отходы представляют собой изношенные изделия, утратившие потребительские свойства: тара и упаковка, пленка, детали мебели и т. п. Иногда очень трудно установить принадлежности изношенного изделия к тому или иному виду отходов.

Отходы технического назначения состоят из самых разнообразных термопластов, в бытовых отходах преобладают полиолефины (55—62%). стирольные пластики (18—28%) и поливинилхлорид (6—11%).

Использование отходов термопластов, образующихся при их переработке в изделия, не представляет особых затруднений. Другое дело переработка бытовых отходов. В этом случае трудности возникают при организации сбора и при сортировке отходов по видам пластмасс. Поэтому трудоемкость переработки бытовых отходов не всегда окупается и часто их сжигают с утилизацией тепла.

2. Технология переработки отходов

Читайте также:  Пеллеты и брикеты - прессованные опилки для отопления: как подобрать автоматический котёл, горелку и прочее оборудование

Общая технологическая схема переработки отходов.

Переработка отходов пластмасс может осуществляться различными методами. Но общая схема их переработки включает следующие операции: предварительную сортировку и очистку отходов, измельчение, отмывку и сепарацию, классификацию отходов по видам пластмасс, сушку, грануляцию, переработку гранулята в изделие.

Загрязненные отходы, которые могут содержать резину, металлы, стекло и другие материалы, с помощью конвейера / подаются на дробилку предварительного измельчения 2. Измельченные отходы промываются и пневмотранспортом направляются в воздушный разделитель 3, в котором отделяются тяжелые металлы.

Далее отходы дополнительно измельчаются во второй дробилке и проходят через магнитный сепаратор 4 для удаления оставшихся металлов. Затем измельченные отходы еще раз промывают водой и сушат в центробежной сушилке 7.

Высушенные отходы перемешивают в турбинной мельнице 8 для предотвращения комкования и подают в экструдер 9, в котором с помощью таблетирующего устройства 10 материал превращается в таблетки.

Получение вторичных полимеров по данной схеме является трудоемким и дорогостоящим процессом, который не получил большого распространения. В основном он применяется для переработки бытовых отходов.

Общая технологическая схема переработки отходов:

Переработка отходов измельчением и экструзией.

При измельчении отходы термопластов—литники, кромки листов, отходы вакуумформовочных производств, дефектные изделия и другие поступают в дробилки, где измельчаются и крошку с размером частиц около 2 мм.

Наиболее распространенным типом оборудования для дробления являются измельчители ножевого типа, в которых измельчение происходит в уз ком зазоре (0,1—0,5 мм) между неподвижными ножами, закрепленными внутри статора, и ножами, установленными на вращающемся роторе. В табл. 8.

1 приведены технические характеристики некоторых типов измельчителей пластмасс.

Для дробления хрупких материалов (полистирол, многие реактопласты) эффективны измельчители, конструкция которых основана на ударном, ударно-режущем или ударно-импульсном действии.

Промышленностью выпускаются универсальные дезинтеграторы-активаторы, в которых благодаря высокой скорости удара (до 310 м/с) и многорядности расположения ударных элементов достигается высокая производительность при измельчении полимеров — от 20 кг/ч до 50 т/ч.

Для измельчения вязкоупругих полимеров, таких, как поли амиды, термопластичные полиуретаны, фторопласты, и других в последнее время все большее применение находят измельчители, снабженные установками для глубокого охлаждения материала—до температур ниже температуры хрупкости измельчаемых полимеров. В качестве охлаждающего агента используется жидкий азот с температурой —196 °С, что ниже температуры хрупкости большинства полимерных материалов.

Измельчение при пониженных температурах имеет ряд преимуществ: благодаря охлаждению и инертной среде исключается термодеструкция полимера, предотвращается окисления продукта, резко возрастает степень измельчения, повышается производительность процесса и снижаются удельные энергозатраты.

Полученная на измельчителях крошка поступает на переработку в изделия, чаще всего в виде смеси со свежим материалом.

Технологическая схема переработки отходов методом экструзии:

1— измельчитель; 2 — бункер; 3 – магнитный желоб; 4- экструдер; 5 охлаждающая ванна; 6— гранулятор

Широко применяется также экструзионный метод переработки отходов. Отходы поступают в дробилку 1 из которой крошка пневмотранспортом подается в бункер-смеситель 2. Далее, пройдя магнитный желоб 3 для отделения металлических примесей, измельченный материал поступает в бункер экструдера 4. Экструдат в виде жгута или ленты после охлаждения в ванне 5 режется в грануляторе 6 на гранулы.

Установки для переработки отходов экструзионным методом, например линия ЛГВТ9Х120, имеет производительность до 200 кг/ч.

При измельчении пленочных отходов, обрезков пенопластов, имеющих низкую насыпную плотность, их предварительно уплотняют.

Для этой цели применяются, например, дисковые уплотнители, представляющие собой грануляторы с фрикционными дисками, один из которых вращается, а другой установлен неподвижно.

Спекание и уплотнение отходов происходят за счет теплоты трения, выделяющейся при вращении диска. После спекания полученная масса в виде жгута с потоком холодного воздуха подается в ножевую дробилку.

Для переработки отходов полиэтиленовой пленки применяется комплексная линия производительностью П5 кг/ч, в состав которой входят узлы измельчения отходов, их уплотнения и последующей грануляции.

Технологическая схема переработки от.ходон полиэтиленовой пленки; 1 — гранулятор; 2 — охлаждающая ванна, 3 – экструдер: 4 —клинкер; 5 – измельчитель отходов

Измельчение осуществляется в ножевой роторной дробилке с трехсекционным ротором, после чего измельченные отходы пневмотранспортером через дозирующий питатель подаются в уплотняющий конусно-шнековый экструдер с гранулирующей головкой и далее после охлаждения режутся на гранулы размером 3X4 мм.

Переработка отходов вальцово-каландровым методом.

Этим способом перерабатывают отходы термопластов без их предварительного разделения. Метод заключается в вальцевании и каландровании материала и получении плит и листов, которые могут быть использованы для изготовления линолеума, тары, мебели.

Хорошие пластикация и гомогенизация материала обеспечивают получение изделий с достаточно высокими прочностными показателями. В качестве примера можно привести переработку отходов производства шлангов и различных прокладок (уплотнители дверей домашних холодильников и т. п.) из пластифицированного ПВХ.

Образцы изделий поступают на вальцы, на которых происходит их пластикация и гомогенизация в течение 20—30 мин. При переработке нпзкопластифицированных отходов температура рабочего валка 160°С, холостого 150°С, для высокопластифицированных соответственно 120 п 115°С; коэффициент фрикции 1,25—1,30.

Полученные листы поступают на изготовление плиток для пола.

Автоклавный метод переработки отходов.

Этот метод применяется для переработки изношенных изделий из полиамидов, а также путанки, лоскута и других отходов прядильного, трикотажного и швейного производств, использующих полиамидные волокна и ткани.

По этому методу загрязненные изделия (в основном рыболовные сети) загружают в специальную стиральную машину с объемом бака 700 л и промывают горячим растворе,м кальцинированной соды в течение 20 мин.

Далее сети отмываются от щелочи горячей и холодной водой, отжимаются в центрифуге и сушатся до содержания влаги не более 3% Подготовленные таким образом изделия поступают в автоклав на переплавку.

Автоклав представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой для теплоносителя — смеси днфенила с дифенилоксидом, позволяющего поддерживать температуру расплава около 250 °С. Во избежание деструкции полиамида плавление проводится под азотом.

Расплав полиамида собирается в коническом днище автоклава и через фильеру выпускается в охлаждающую ванну длиной 8—10 м в виде ленты. Затвердевшая лента поступает в дробилку, в которой режется на крошку 10X 5 мм.

Полученный вторичный полиамид можно перерабатывать в изделия без смешения с исходным материалом. Принципиальная схема узла плавления отходов показана на рис. 8.4.

Композиционные материалы с использованием отходов пластмасс.

Композиции на основе смесей отходов термопластов в качестве связующего и различных наполнителей (отходов деревообрабатывающей промышленности, бумажно-слоистых пластиков, стеклопластиков и др.) находят широкое применение в промышленности.

Смешением отходов полистирольных пластиков с отходами деревообрабатывающей промышленности с последующим прессованием получают плиты, используемые в строительстве и в производстве деталей мебели.

Кроме того, широко применяются композиции из отходов АБС-пластиков и бумажно-слоистых пластиков, которые получают путем холодного смешения компонентов в скоростных смесителях с дальнейшей экструзией. Гранулы перерабатываются литьем под давлением или прессованием в изделия неответственного назначения.

Источник: http://MirZnanii.com/a/329040/obezvrezhivanie-i-utilizatsiya-otkhodov-v-proizvodstve-plastmass

Гранулы полиэтилена

Гранулирование – завершающая стадия технологического процесса производства полимеров этилена. Большая часть полиэтилена используется в виде гранул – плотных частиц определенного размера.

Гранулирование решает несколько задач:

  • «доводка» полимера после синтеза (дегазация, удаление остатков растворителей и примесей, гомогенизация по молекулярному весу, повышение механических характеристик),
  • придание товарных качеств для рационального использования в производстве изделий,
  • получение композиций с различными добавками.

Особенности полимерных материалов, полученных разными способами

Современные способы производства полимеров этилена отличаются разнообразием по типу и параметрам процесса синтеза, аппаратурному оформлению, состоянию конечного продукта.

На выходе из технологической цепочки получают полимеры в виде расплавов, растворов, с включениями газообразных, жидких и твердых примесей.

Производственные линии оснащаются оборудованием для дегазации, отмывки от растворителя, центрифугами, виброситами, сушилками.

Полиэтилен, получаемый способами высокого давления, – расплав с растворенными в нем низкомолекулярными продуктами и этиленом.

Полимеры, полученные методами низкого давления, содержат воскообразные низкомолекулярные фракции, остатки катализаторов Циглера-Натта, воды, растворителей (гексана, бензола, хлорбензола), промывных жидкостей (метилового и этилового спирта, высших спиртов, кислот).

Примеси ухудшают химическую стойкость, оптические, диэлектрические и прочностные свойства полиэтилена.

Преимущества товарного гранулированного полиэтилена

По сравнению с порошкообразным или чешуйчатым, гранулированный полиэтилен имеет существенные технико-экономические преимущества за счет:

  • уменьшения объема более, чем в 2 раза (насыпная плотность порошка и гранул полиэтилена –0,20-0,25 г/см3 и 0,5-0,6 г/см3 соответственно), что сокращает затраты на тару, складирование, транспортировку;
  • высокой сыпучести: гранулы не вызывают трудностей при дозировании, фасовке и перемещении, не электризуются, не налипают на стенки оборудования, не скапливаются в узлах агрегатов, не образуют «мертвые зоны» – своды, – приводящие к нестабильности процессов и остановам оборудования;
  • минимизации потерь – гранула полностью извлекается из тарных мешков и загрузочных устройств;
  • меньшей подверженности деструкции и фотостарению;
  • исключения пылеобразования и улучшения условий труда.

Технологические принципы гранулирования

Гранулятор полиэтилена работает как экструдер. Полимер непрерывно перемещается вращающимся шнеком через несколько обогреваемых зон с разными температурами, расплавляется под действием сил трения и тепла.

Расплав дегазируется, гомогенизируется, сжимается, нагнетается в формующую обогреваемую фильеру и продавливается через ее отверстия в виде жгутов заданного диаметра.

Для предотвращения слипания жгуты орошаются водой и рубятся вращающимися ножами на отрезки установленной длины – гранулы.

Горячие гранулы охлаждаются водой в кольцевом патрубке, перемещаются в вертикальную центрифугу для отжима воды, затем – на вибросито, в сушильную камеру, и, через магнитный сепаратор и шлюзовый затвор, транспортируются сжатым воздухом в расфасовочные устройства.

Технологические параметры гранулирования (температура по зонам гранулятора, скорость вращения шнека, степень сжатия, режим охлаждения) устанавливаются в зависимости от вида и физико-механических свойств полиэтилена: плотности, температур фазовых переходов, показателя текучести расплава. Температурные режимы гранулирования для разных марок полиэтилена сильно различаются: в загрузочной воронке поддерживается температура в диапазоне 60-115 °С, в зоне формующей фильеры – 180-260 °С.

Гранулирование превращает объемный порошок полимера в плотные и прочные образования, однородные по составу, свойствам, с одинаковыми формой и размерами. При гранулировании контролируются качество и однородность гранул (форма, прочность, насыпная масса) и выход кондиционной фракции.

Оборудование линий гранулирования

Гранулирование полиэтилена – многостадийный высокоавтоматизированный процесс: подготовка сырья, смещение компонентов, собственно гранулирование и расфасовка готового продукта

Аппаратурное оформление линий грануляции может различаться в соответствии с назначением и видом перерабатываемого сырья.

Технологическая цепочка может состоять из одного или нескольких экструдеров-грануляторов (с зонами дегазации или без них), устройств для резки, вакуумных загрузчиков непрерывного действия, насосов с фильтрами для расплава, вибросит, ванн охлаждения, транспортеров, бункеров для подачи сырья, мельниц.

Читайте также:  Модульное пластиковое покрытие для дачи на землю, для дома, садовых дорожек, уличных спортивных и детских площадок, газона и других открытых территорий

Наиболее распространенные модели экструдеров для линий грануляции – с четырьмя зонами нагрева. Для интенсификации процесса используют восьми секционные аппараты или аппараты с несколькими вертикальными шнеками.

Приемные устройства грануляторов полиэтилена могут быть оборудованы обогреваемыми или охлаждаемыми загрузочными воронками с магнитными сепараторами и мешалками для предотвращения образования сводов.

Гранулирование позволяет получать композиции полиэтилена с различными добавками (красителями, пластификаторами, осветлителями, восками для придания блеска) высокой степени однородности для переработки в изделия конкретного назначения.

Вторичная гранула

В последние годы возрастает спрос на вторичную гранулу полиэтилена – из бытовых и промышленных отходов. Вторичный полиэтилен используется как добавка для снижения себестоимости изделий, как сырье для производства малоответственной продукции.

Технология и оборудование для гранулирования вторичного полиэтилена сложнее, чем для обычного. Специальные линии по переработке отходов (бутылок, тары, пушонки, порошка) в гранулы дополнительно комплектуются ножевыми мельницами, шредерами, линиями отмывки, установками и резервуарами для очистки и регенерации воды.

Упаковка и маркировка гранулированного полиэтилена

После сушки и испытаний на качество, гранула полиэтилена расфасовывается в мешки по 20-25 кг и маркируется.

По стандарту, гранулы полиэтилена одной партии должны иметь одинаковые цвет, геометрическую форму и размеры в любых направлениях – 2-5 мм. В одной партии полимера первого сорта допускается наличие гранул с размерами 5-8 мм и 1-2 мм (не более 0,25 % и 0,5 % соответственно).

Гранулы с дефектами: огрубленной поверхностью, посторонними включениями из-за деструкции полимера – отбраковываются.

При маркировке полиэтилена базовых марок указываются:

  • способ производства (высокое или низкое давление);
  • метод производства (автоклавный или газофазный синтез, синтез в трубчатом реакторе);
  • способ усреднения (в расплаве или холодным смешением гранул);
  • группа плотности (для полиэтилена таких групп шесть);
  • показатель текучести расплава;
  • назначение (для литья, экструзии, трубный, пленочный).

Источник: https://propolyethylene.ru/vidu/granulirovanniy.html

Способы утилизации полимерных отходов

 

Утилизация полимерных материалов, используемых в строительстве

Технологические отходы полимерных строительных материалов из термопластов используются непосредственно после дробления и измельчения бракованных изделий. При этом получаются отходы размером 4-5 мм и менее.

Кроме того, эти отходы можно добавлять в исходные полимерные материалы, используемые в виде смесей. Для рационального их использования и транспортирования к месту получения полимерных изделий вторичное сырье после дробления гранулируют.

Основные стадии технологического процесса переработки технологических отходов приведены на рис. 1.

Рис.1. Схема технологического процесса переработки полимерных технологических отходов

Технологические отходы полистирола (ПС) и его сополимеров по своим физико-механическим и технологическим свойствам не отличаются от первичного сырья Эти отходы являются возвратными и в основном используются на тех предприятиях где они образуются. Их можно добавлять к первичному ПС или использовать в качестве самостоятельного сырья при производстве различных изделий.

Значительное количество технологических отходов (до 50%) образуется в процессе переработки полистирольных пластиков литьем под давлением, экструзией и вакуум-формованием и их возврат в технологические процессы переработки позволяет значительно повысить эффективность использования полимерных материалов и создавать безотходные производства в промышленности переработки пластмасс.

АБС-пластики широко применяются в автомобилестроении для изготовления крупных деталей автомобилей, при производстве сантехнического оборудования, труб, товаров народного потребления и т. д.

Утилизация отходов бывших в употреблении полимерных строительных материалов

К бывшим в употреблении полимерным строительным материалам относятся полимерные пленки, используемые для накрытия парников, для упаковки строительных материалов и изделий, настилы полов коровников, бывшие в употреблении рулонные и плиточные полимерные материалы для полов, отделочные материалы для стен и потолков; теплозвукоизоляционные полимерные материалы; емкости, трубы, кабели, погонажные и профильные изделия и т. д.

В процессе сбора и утилизации вторичного полимерного сырья применяются различные методы идентификации полимеров. Среди множества методов наиболее распространены:

• ИК-спектроскопия (сравнение спектров известных полимеров с утилизируемыми);

• ультразвук (УЗ). В основу положено затухание УЗ. Определяется индексHL по отношению затухания звуковой волны к частоте. УЗ-прибор подключается к компьютеру и устанавливается на технологическую линию утилизации отходов. Например, индекс HL ПЭНП 2,003-106 с отклонением 1,0%, a HL ПА-66 – 0,465-106 с отклонением ± 1,5%;

• рентгеновские лучи;

• лазерно-пиролизная спектроскопия.

Разделение смешанных (бытовых) отходов термопластов по видам проводят следующими основными способами: флотационным, разделением в жидких средах, аэро-, электросепарацией, химическими методами и методами глубокого охлаждения.

Наибольшее распространение получил метод флотации, который позволяет разделять смеси таких промышленных термопластов, как ПЭ, ПП, ПС и ПВХ. Разделение пластмасс производится при добавлении в воду поверхностно-активных веществ, которые избирательно изменяют их гидрофильные свойства.

В некоторых случаях эффективным способом разделения полимеров может оказаться растворение их в общем растворителе или в смеси растворителей. Обрабатывая раствор паром, выделяют ПВХ, ПС и смесь полиолефинов; чистота продуктов — не менее 96%.

Методы флотации и разделения в тяжелых средах являются наиболее эффективными и экономически целесообразными из всех перечисленных выше. Типичная схема основных стадий переработки бывших в употреблении пластмасс приведена на рис. 2.

 

Рис. 2. Схема технологического процесса переработки полимерных термопластичных отходов, бывших в употреблении

Отходы сельскохозяйственной ПЭ пленки, мешков из-под удобрений, трубы различного назначения, вышедшие из эксплуатации, отходы других источников, а также смешанные отходы подлежат утилизации с последующим их использованием.

Для этого применяют специальные экструзионные установки для их переработки. При поступлении полимерных отходов на переработку исходное сырье на входном контроле должно соответствовать характеристикам, приведенным в табл. 1, а показатель текучести расплава должен быть не менее 0,1 г/10 мин.

 

Таблица 1. Некоторые показатели полиэтиленов перед использованием сырья в производстве

Перед тем как начать переработку, производят грубое разделение 1 отходов, учитывая их отличительные признаки.

После чего материал подвергается механическому измельчению 2, которое может быть как при нормальной (комнатной) температуре или при криогенном способе (в среде хладоагентов, например, жидкого азота). Измельченные отходы подают на отмывку в моечную машину 3.

Отмывку ведут в несколько приемов специальными моющими смесями. Отжатую в центрифуге 4 массу с влажностью 10-15% подают на окончательное обезвоживание в сушильную установку 5, до остаточного содержания влаги 0,2 %, а затем в экструдер 6 (рис. 3).

Расплав полимера подается шнеком экструдера через фильтр 7 в стренговую головку 8. На фильтре 7 производится очистка расплава полимера от различных примесей. Фильтры могут быть кассетного или перемоточного типа.

Очищенный расплав продавливается через стренговые отверстия головки 8, на выходе из которой происходит обрезка стренг ножами 9 на гранулы определенного размера, которые затем падают в охлаждающую камеру. Проходя специальную установку, гранулы обезвоживаются, сушатся и затариваются в мешки. Если необходимо переработать тонкие ПО пленки, то вместо экструдера 6 применяют агломератор.

Рис. 3. Схема технологического процесса переработки полиолефинов, бывших в употреблении: 1 — узел сортировки отходов; 2 — дробилка; 3 — моечная машина; 4 — центрифуга; 5 — сушильная установка; 6 — экструдер; 7— фильтр; 8 — головка; 9 — гранулирующие ножи

Сушку отходов производят различными методами, применяя полочные, ленточные, ковшовые, с «кипящим» слоем, вихревые сушилки и т. д., производительность которых достигает 500 кг/ч. Из-за низкой плотности пленка всплывает, а грязь оседает на дне.

Обезвоживание и сушку пленки осуществляют на вибросите и в вихревом сепараторе, ее остаточная влажность составляет не более 0,1%. Для удобства транспортировки и последующей переработки в изделия производят грануляцию пленки.

В процессе гранулирования происходит уплотнение материала, облегчается его дальнейшая переработка, усредняются характеристики вторичного сырья, в результате чего получают материал, который можно перерабатывать на стандартном оборудовании.

Для пластикации измельченных и очищенных отходов полиолефинов применяют одношнековые экструдеры с длиной шнека (25-33) D, оснащенные фильтром непрерывного действия для очистки расплава и имеющие зону дегазации, позволяющие получать гранулы без пор и включений.

При переработке загрязненных и смешанных отходов используют дисковые экструдеры специальной конструкции, с короткими многозаходными шнеками длиной (3,5-5) D, имеющими цилиндрическую насадку в зоне выдавливания. Материал плавится за короткий промежуток времени, причем обеспечивается быстрая гомогенизация расплава.

Изменяя зазор между конусной насадкой и кожухом, можно регулировать усилие сдвига и силу трения, изменяя при этом режим плавления и гомогенизации переработки. Экструдер снабжен узлом дегазации.

Получение гранул производится в основном двумя способами: грануляцией на головке и подводным гранулированием. Выбор способа гранулирования зависит от свойств перерабатываемого термопласта, и особенно от вязкости его расплава и адгезии к металлу.

При грануляции на головке расплав полимера выдавливается через отверстие в виде стренг, которые отрезаются скользящими по фильерной плите ножами.

Полученные гранулы размером 4-5 мм (по длине и диаметру) ножом отбрасываются от головки в камеру охлаждения, а затем подаются в устройство отжима влаги.

При использовании оборудования с большой единичной мощностью применяют подводное гранулирование. При этом способе расплав полимера выдавливается в виде стренг через отверстия фильерной плиты на головке. Пройдя ванну охлаждения с водой, стренги поступают на устройство резки, где они режутся на гранулы вращающимися фрезами.

Температура охлаждающей воды, поступающей в ванну по противотоку движения стренг, поддерживается в пределах 40-60 °С, а количество воды составляет 20-40 м3 на 1 т гранулята.

В зависимости от типоразмера экструдера (величины диаметра шнека и его длины) варьируется производительность, зависящая от реологических характеристик полимера. Число выходных отверстий в головке может быть в пределах 20-300.

Из гранулята получают упаковки для товаров бытовой химии, вешалки, детали строительного назначения, поддоны для транспортировки грузов, вытяжные трубы, облицовку дренажных каналов, безнапорные трубы для мелиорации и другие изделия, которые характеризуются пониженной долговечностью в сравнении с изделиями, полученными из первичного полимера. Исследования механизма процессов деструкции, протекающих при эксплуатации и переработке ПО, их количественное описание позволяют сделать вывод о том, что получаемые изделия из вторичного сырья должны обладать воспроизводимыми физико-механическими и технологическими показателями.

Более приемлемым является добавление вторичного сырья к первичному в количестве 20-30%, а также введение в полимерную композицию пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей до 40-50%. Химическая модификация вторичных полимеров, а также создание высоконаполпенных вторичных полимерных материалов позволяет еще шире использовать полиолефины, бывшие в употреблении.

Методы модификации вторичного ПО сырья можно разделить на химические (сшивание, введение различных добавок, главным образом органического происхождения, обработка кремнийорганическими жидкостями и др.) и физико-механические (наполнение минеральными и органическими наполнителями).

Читайте также:  Уборка снега трактором, погрузчиком и вручную: цены на услуги, где лучше заказать

Например, максимальное содержание гель-фракции (до 80%) и наиболее высокие физико-механические показатели сшитого ВПЭНП достигаются при введении 2-2,5% пероксида дикумила на вальцах при 130 °С в течение 10 мин.

Относительное удлинение при разрыве такого материала — 210%, показатель текучести расплава составляет 0,1-0,3 г/10 мин.

Степень сшивания уменьшается с повышением температуры и увеличением продолжительности вальцевания в результате протекания конкурирующего процесса деструкции.

Это позволяет регулировать степень сшивания, физико-механические и технологические характеристики модифицированного материала. Разработан метод формования изделий из ВПЭНП путем введения пероксида дикумила непосредственно в процессе переработки и получены опытные образцы труб и литьевых изделий, содержащих 70-80 % гель-фракции.

Введение воска и эластопласта (до 5 масс, ч.) значительно улучшает перерабатываемость ВПЭ, повышает показатели физико-механических свойств (особенно относительное удлинение при разрыве и стойкость к растрескиванию — на 10% и с 1 до 320 ч соответственно) и уменьшают их разброс, что свидетельствует о повышении однородности материала.

Модификация ВПЭНП малеиновым ангидридом в дисковом экструдере также приводит к повышению его прочности, теплостойкости, адгезионной способности и стойкости к фотостарению.

При этом модифицирующий эффект достигается при меньшей концентрации модификатора и меньшей продолжительности процесса, чем при введении эластопласта. Перспективным способом повышения качества полимерных материалов из вторичных ПО является термомеханическая обработка кремнийорганическими соединениями.

Этот способ позволяет получать изделия из вторичного сырья с повышенными прочностью, эластичностью и стойкостью к старению.

Механизм модификации заключается в образовании химических связей между силоксановыми группами кремнийорганической жидкости и непредельными связями и кислородосодержащими группами вторичных ПО.

Технологический процесс получения модифицированного материала включает следующие стадии: сортировка, дробление и отмывка отходов; обработка отходов кремнийорганической жидкостью при 90 ± 10 °С в течение 4-6 ч; сушка модифицированных отходов методом центрифугирования; перегрануляция модифицированных отходов.

Помимо твердофазного способа модификации предложен способ модификации ВПЭ в растворе, который позволяет получать порошок ВПЭНП с размером частиц не более 20 мкм. Этот порошок может быть использован для переработки в изделия методом ротационного формования и для нанесения покрытий методом электростатического напыления.

Большой научный и практический интерес представляет создание наполненных полимерных материалов на основе вторичного полиэтиленового сырья.

Использование полимерных материалов из вторичного сырья, содержащих до 30% наполнителя, позволит высвободить до 40% первичного сырья и направить его на производство изделий, которые нельзя получать из вторичного (напорные трубы, упаковочные пленки, транспортная многооборотная тара и др.). Это в значительной степени сократит дефицит первичного полимерного сырья.

Для получения наполненных полимерных материалов из вторичного сырья можно использовать дисперсные и армирующие наполнители минерального и органического происхождения, а также наполнители, которые можно получать из полимерных отходов (измельченные отходы реактопластов и резиновая крошка). Наполнению можно подвергать практически все отходы термопластов, а также смешанные отходы, которые для этой цели использовать предпочтительней и с экономической точки зрения.

Например, целесообразность применения лигнина связана с наличием в нем фенольных соединений, способствующих стабилизации ВПЭН при эксплуатации; слюды — с получением изделий, обладающих низкой ползучестью, повышеннойтепло- и атмосферостойкостью, а также характеризующихся небольшим износом перерабатывающего оборудования и низкой стоимостью. Каолин, известняк, сланцевая зола, угольные сферы и железо применяются как дешевые инертные наполнители.

При введении в ВПЭ мелкодисперсного фосфогипса, гранулированного в полиэтиленовом воске, получены композиции, имеющие повышенное удлинение при разрыве. Этот эффект можно объяснить пластифицирующим действием полиэтиленового воска.

Так, прочность при разрыве ВПЭ, наполненного фосфогипсом, на 25% выше, чем у ВПЭ, а модуль упругости при растяжении больше на 250%.

Усиливающий эффект при введении во ВПЭ слюды связан с особенностями кристаллического строения наполнителя, высоким характеристическим отношением (отношением диаметра чешуйки к толщине), причем применение измельченного, порошкообразного ВПЭ позволяет сохранить строение чешуек при минимальном разрушении.

Среди полиолефинов наряду с полиэтиленом значительные объемы приходятся на производство изделий из полипропилена (ПП). Повышенные прочностные свойства ПП в сравнении с полиэтиленом и стойкость его по отношению к окружающей среде свидетельствует об актуальности его рециклинга.

У вторичного ПП содержится ряд примесей, таких как Са, Fe, Ti, Zn, которые способствуют зародышам кристаллообразования и созданию кристаллической структуры, что приводит к повышению жесткости полимера и большим значениям как исходного модуля упругости, так и квазиравновесного.

Для оценки механической работоспособности полимеров используют метод релаксационных напряжений при различных температурах.

Вторичный ПП в одних и тех же условиях (в диапазоне температур 20-120 °С) выдерживает гораздо большие механические напряжения без разрушения, чем первичный, что позволяет использовать его для изготовления жестких конструкций.



Источник: http://biofile.ru/geo/23960.html

Выбираем оборудование для переработки пластиковых отходов

Сейчас бизнес по переработке вторичного полимерного сырья актуален как никогда. Такого количества использованного пластика, которое удалось накопить всем миром, хватит очень надолго.

Поэтому в данном случае решаются сразу две задачи: в глобальном смысле – элементарно делаем планету чуть чище, а в локальном – неплохо зарабатываем на этом. О нюансах самой бизнес-идеи говорить не будем. Это отдельная тема. Расскажем о том, какое оборудование понадобится для организации такого предприятия.

Мойка отходов

Первый этап переработки старых полимеров – мойка отходов от грязи. Касается это абсолютно всех типов сырья: ПЭТ-тары, пленок, пластиковых контейнеров, бочек и пр. От степени очистки зависит конечное качество будущего продукта.

К примеру, в производстве бытовой техники используется только высокоочищенная полимерная смесь.

Чтобы данную процедуру можно было выполнять с любыми пластиковыми отходами идеальным вариантом является приобретение не отдельных моющих машин для каждого типа, а специальной линии.

Одну из последних разработок в этой области предлагает российская компания «Эксимпак» (Санкт-Петербург).

Двухстадийная мойка для отходов ПЭ, ПП пленок и биг-бегов – это линия, способная качественно очищать как умеренно загрязненные пленки с паллет, так и сильно загрязненные (полигонные) пленочные отходы.

Оснащается: 1-3 флотационными ваннами и 1-2 моющими дробилками (и в том и другом случае это зависит от необходимой производительности); горячей мойкой для химической очистки; высокоскоростными мойками трением и высокоскоростной центрифугой.

Двухстадийная линия имеет два основных конкурентных преимущества, выделяющих её перед аналогичными моделями. Во-первых, в данной мойке внедрена инновационная японская система сушки материала (влажность на выходе не превышает 5%). Во-вторых, линия не просто очищает отходы, но и выпускает полностью готовое сырье для последующего гранулирования. Производительность мойки – 400-500 кг/ч.

Измельчение отходов

Вторая стадия переработки полимеров – тонкое измельчение отходов (сухих очищенных продуктов). Данный процесс позволяет изготавливать сырье различных фракций для его последующего гранулирования.

То есть, на этом этапе создается материал, впоследствии становящийся основой в производстве новых пластиковых изделий. Решается задача с помощью универсальной молотковой дробилки.

Почему универсальной? Да просто потому, что выпускать измельчитель лишь для одного вида материала – нецелесообразно. И, обычно, подобные машины способны дробить несколько десятков различных продуктов.

Одним из таких универсальных аппаратов новейшей разработки является молотковая дробилка Molot 400 челябинского завода пищевого оборудования «ИНФЕЛ». Эта высокопроизводительная установка может измельчать до 70 видов различных отходов: от пищевого брака до старого кирпича.

Естественно, легко справится она и с ПЭТ бутылками. За час данная модель способная истереть в порошок или изрезать в щепу до 400 кг сырья.

К слову, ресурса изнашиваемых контактных частей хватает аж на 5000 часов работы, а по потребляемой мощности, массе и габаритам дробилки на единицу производительности она почти в 5 раз выгоднее, чем аналогичные щековые и конусные машины.

Просеивание отходов

Третий этап – просеивание измельченного полимерного сырья. Цель этой процедуры заключается в получении фракций точного размера. Как уже упоминалось выше, в ряде высокотехнологичных производств, где применяется пластик, требуется очень качественный полимерный продукт.

Дело в том, что для получения однородной консистенции при смешивании расплавленного материала все частицы должны быть одинаковыми. В противном случае отлитые делали имеют неоднородный цвет или деформируются.

Для осуществления процесса просеивания используются специальные вибросита.

Сегодня одним из лидеров в производстве такого оборудования является шведская SWECO. Компанией представлен широкий модельный ряд установок на все случаи жизни. Более универсальными считаются круглые вибрационные просеиватели серий MX и Super MX.

Они работают с очень многими продуктами: влажными, сухими, тяжелыми, легкими, грубо-, тонко измельченными, холодными или горячими. Не возникает у них проблем и с полимерами. Машины могут фильтровать до пяти фракций одновременно (минимальный размер – 30 мкм).

В целом, установки этого производителя отличают не только высокое качество работы, но и долговечность всех узлов, а также инновационный дизайн.

Плавка и гранулирование отходов

Наконец, последним этапом в переработке пластиковых отходов является производство из очищенного и отфильтрованного сырья готового продукта для дальнейшего изготовления из него новых изделий. В зависимости от надобностей этот продукт может иметь вид твердых гранул или расплавленной смеси. В первом случае используются специальные грануляторы.

С их помощью выпускают гранулированный полиэтилен. Он применяется в производстве бытовых и промышленных плёнок, ёмкостей, канистр, пробок, труб и пр. Во втором случае – это плавильно-нагревательные агрегаты (АПН). Они предназначены для приготовления однородной полимерпесчаной смеси.

Из неё отливают черепицу, тротуарную плитку, люки и другие изделия.

Новейшая китайская линия по переработке PE и PP пленки и последующему гранулированию получаемого сырья (с производительностью 1000 кг/ч) включает в себя измельчающий и экструзионный участки. На данное оборудование распространяется гарантия производителя.

А вот современный АПН можно приобрести в Ижевске у производственной компании «ПОЛИМЕРСТРОЙ 18». Установка имеет оригинальную конструкцию, обеспечивающую эффективную плавку и смешивание жидкого пластика с песком. Диапазон регулировки температур: от 50 до 450 °С (погрешность 0,10 °С).

Производительность – 600 кг/ч.

Владислав Пермин, специально для Equipnet.ru

Источник: https://www.equipnet.ru/articles/tech/tech_1518.html

Ссылка на основную публикацию