Hdpe, pet, pp5 и другие виды пищевого пластика

Отличительные признаки пластиков при горении:

ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности).
Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании
между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.

ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности).
Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок.
Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.

Полипропилен.
При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но
запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании
— мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у
ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.

Полиэтилентерафталат (ПЭТ).
Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей  термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от — 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени гаснет.

Полистирол.
При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол).

Поливинилхлорид (ПВХ).
Структура эластичная. С трудом загорается, а при удалении из пламени гаснет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.
Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в
сажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.

Сдача пластика на переработку – утилизация его без вреда для экологии: из 1 кг переработанного сырья получают 0,8 кг готового к дальнейшему использованию вторичного пластика.

Получение

Вплоть до середины 1960-х годов ПЭТФ промышленно получали переэтерификацией диметилтерефталата этиленгликолем с получением дигликольтерефталата, и последующей поликонденсацией последнего. Несмотря на недостаток этой технологии, заключавшийся в её многостадийности, диметилтерефталат был единственным мономером для получения ПЭТФ, поскольку существовавшие в то время промышленные процессы не позволяли обеспечить необходимую степень чистоты терефталевой кислоты. Диметилтерефталат же, имея более низкую температуру кипения, легко подвергался очистке методом дистилляции и кристаллизации.

В 1965 году Аmoco Соrporation смогла усовершенствовать технологию, в результате чего широкое распространение получил одностадийный синтез ПЭТФ из этиленгликоля и терефталевой кислоты (PTA) по непрерывной схеме.

Проблемы при переработке ПЭТ

Вторичным ПЭТ-полимерам при переработке свойственны те же проблемы, что и исходной ПЭТ-основе: низкий порог неньютоновского поведения (когда скорость сдвига сказывается на изменении вязкости полимера), чувствительность к нагреву и, наконец, необходимость просушки.

Более того, в процессе сушки и переработки вторичный материал претерпевает некоторую потерю вязкости, что вызвано не только температурными и деформирующими воздействиями в процессе пластикации полимера, но и присутствием загрязнителей (влаги, клея, красителей и т. д.). Эти факторы приводят к снижению молекулярной массы полимера.

Недостаточная сушка может значительно ухудшить свойства как первичного, так и вторичного материала.

Другая проблема переработки ПЭТ-отходов связана с вероятным присутствием в них ПВХ. Даже при тщательной сортировке ПЭТ-бутылок есть вероятность попадания ПВХ и ПЭ примесей в состав вторичного материала. При температуре переработки ПЭТ ПВХ разлагается, выделяя соляную кислоту, которая вызывает интенсивную деструкцию полимера. Поэтому нужно максимально снизить присутствие ПВХ в составе ПЭТ-отходов. Допустимое содержание ПВХ не превышает 50 промилле.

Что нужно для переработки в домашних условиях?

Промышленные аппараты, перерабатывающие пластик, дорогие и требуют больших площадей. Безусловно, такие агрегаты не подходят для реализации идеи переработки пластмассовых отходов в домашних условиях. Чтобы получать из ненужной пластмассы новые изделия кустарным способом, потребуется самостоятельно сконструировать несколько специальных машин.

Следуя проекту Precious Plastic

Для переработки пластика «своими руками» понадобятся следующие устройства (или одно из них в зависимости от поставленной цели):

1. Шредер. Измельчает полимерные отходы с получением крошки заданного размера, которая затем подвергается дальнейшей обработке. Аппарат включает несколько основных компонентов: измельчающую часть, загрузочную воронку, станину и источник тока. Наиболее трудоемким этапом в изготовлении устройства является производство измельчающего элемента, состоящего из вала с «нанизанными» на него лезвиями. Загрузочный бункер делается из листового металла (здесь также могут идти в ход отходы, например, старые автомобильные части). Нужный размер получаемой пластиковой фракции задается с помощью сетки, установленной под измельчающую часть.
2. Устройство для сжатия (пресс). На пластиковую крошку, загружаемую в аппарат, воздействуют большое давление и высокая температура, результатом процесса является получение новых спрессованных пластмассовых изделий самых разных форм. Основные элементы устройства: печь, станина, пресс и электроника.
3. Инжектор («впрыскиватель»). Принцип работы данного устройства заключается в том, что под воздействием высокой температуры пластиковая крошка плавится до текучей массы, которая затем впрыскивается в какую-либо форму. После того, как пластмассовая масса остывает, получаются новые твердые предметы небольших размеров.
4. Экструдер. Нагретая пластиковая масса подвергается продавливанию через канал устройства, в результате процесса пластик выходит из аппарата в форме нитей. С помощью экструдера можно получать пластиковые гранулы.

Линия по переработке пластика от проекта Precious Plastic.

на сайте preciousplastic.com. Там же можно просмотреть видео-инструкции, в которых наглядно и доступно рассказывают о технологиях создания аппаратов, необходимых материалах и последовательности действий.

Проект Precious Plastic является международным. Его создатель Дейв Хаккенс усовершенствовал найденные в Интернете чертежи устройств по переработке полимеров и, применив свои знания, сконструировал эффективные аппараты, позволяющие легко получать новые изделия из пластмассовых отходов. Проект помогает простому человеку создавать машины, перерабатывающие пластик, и с их помощью извлекать выгоду не только для себя, но и для окружающей среды.

Также рекомендуем почитать интересную статью про виды оборудования для переработки пластмасс в промышленных масштабах. В статье подробно рассмотрены все основные типы оборудования, от дробилок и шредеров до целых линий по переработке пластика в гранулы. А также раскрыт такой важный вопрос, как выбор необходимого оборудования для начала бизнеса на пластиковых отходах.

Простой механизм для резки бутылок из пластика

Суть работы данного резака заключается в том, что он отрезает от края пластиковой бутылки (по ее окружности) нити, имеющие определенную толщину. Результат достигается благодаря зафиксированному лезвию, скользящему по изделию из пластика. Процесс не требует электрической энергии, устройство состоит лишь из держателя и непосредственно резака.

Из полученных своими руками пластиковых нитей можно создавать различные предметы интерьера, корзинки и иные объекты, на которые у человека хватит фантазии.

Применение

В России полиэтилентерефталат используют главным образом для изготовления пластиковых ёмкостей различного вида и назначения (в первую очередь, пластиковых бутылок). В меньшей степени применяется для переработки в волокна (см. Полиэфирное волокно), плёнки, а также литьём в различные изделия. В мире ситуация обратная: большая часть ПЭТФ идет на производство нитей и волокон.
Многообразно применение полиэтилентерефталата в машиностроении, химической промышленности, пищевом оборудовании, транспортных и конвейерных технологиях, медицинской промышленности, приборостроении и бытовой технике. Для обеспечения лучших механических, физических, электрических свойств ПЭТФ наполняется различными добавками (стекловолокно, дисульфид молибдена, фторопласт).

Полиэтилентерефталат относится к группе алифатически-ароматических полиэфиров, которые используются для производства волокон, пищевых плёнок и пластиков, представляющих одно из важнейших направлений в полимерной индустрии и смежных отраслях.

Область применения полиэфиров:

• самое массовое из всех видов химических волокон для бытовых целей (одежда) и техники;
• ёмкости для жидких продуктов питания, особенно ёмкости (бутылки) для различных напитков;
• основной материал для армирования автомобильных шин, транспортерных лент, шлангов высокого давления и других резинотехнических изделий;
• в недавнем прошлом чрезвычайно важный материал для носителей информации — основа некоторых современных фото-, кино- и рентгеновских плёнок (в качестве подложки фото-киноматериалов большей частью используется триацетат целлюлозы); основа носителей информации в компьютерной технике (гибкие диски — дискеты), основа магнитных лент для аудио-, видео- и другой записывающей техники;
• материал для ответственных видов изделий в различных отраслях машиностроения, электро- и радиотехнике, например, применяется в качестве изолятора в электрических конденсаторах;
• листовой материал, прозрачный для солнечных лучей (в том числе и УФ) и устойчивый к воздействиям окружающей среды, используемый в сельском хозяйстве и строительстве;
• металлизированная плёнка широко используется в качестве декоративного, термоизоляционного, светоотражающего, архитектурно-строительного материала.
• применяется в качестве материала для вкладышей подшипников и втулок скольжения.
• электроизоляционные материалы, в частности в композициях обмоточных изоляционных лент для электрических машин, литцендратов.
• в пищевой индустрии, скребки, направляющие.

По итогам 2015 года производство полиэтилентерефталата в первичных формах составило 388,8 тыс. тонн, что на 4,8 % больше, чем по итогам 2014 года (370,9 тыс. тонн).

Производство волокна (лавсан, полиэстер)

Около двух третей вторичного ПЭТ используется для изготовления волокна широкой номенклатуры. Это обусловлено тем, что в процессе переработки вязкость ПЭТФ существенно снижается (с 0,8-0,7 дл/г до 0,4-0,6 дл/г) из-за гидролиза, т.к. достаточно трудно осушить материал до необходимого уровня. Волокна из вторичного ПЭТФ находят самое различное применение. 

Некоторые производители изготавливают геотекстильное полотно полностью из вторичного ПЭТ.

Другие применения волокна включают изготовление автомобильных частей (ковры, обивка), а также ковровые покрытия для жилых и офисных помещений.

Компания «Johnson Controls Automotiv-Sist.» — поставщик автомобильных сидений использует ПЭТФ-волокно из использованных бутылок из-под напитков. Получают подушки для авто-, трамвайных сидений, подушки для диванов, которые имеют ряд преимуществ перед пенополиуретановыми. Они легче, дышащие, лучше подвергаются вторичной переработке, их можно использовать как различные уплотнители. Набивка из регенерированных волокон не выделяет летучих продуктов в процессе переработки, химически неопасная, не требует приклеивания. Мощность по вторичной переработке ПЭТФ 16 тыс.т./год. Подушки из регенерированного волокна выпускаются по фирменным, Европейским и США стандартам.

Приблизительно 70 % всего вторичного европейского ПЭТФ используются для производства волокон полиэстера и флиса (2002 год). 

Волокна большого диаметра используются как утеплитель спортивной одежды, спальных мешков и как наполнитель для мягких игрушек.

Вторичный ПЭТФ также используется для изготовления волокон меньшего диаметра. Из них получают искусственную шерсть, используемую для трикотажных рубашек, жакетов и шарфов. Такие ткани могут содержать до 100 % вторичного материала (теплый жакет из искусственной шерсти использует 25 переработанных ПЭТФ бутылок!).

Гомельким СКТБ «Металлополимер» разработана технология и оборудование для получения из вторичного полиэтилентерефталата волокнистых материалов. В основе работы оборудования заложен модернизированный аэродинамический способ. Формирование волокна осуществляется закрученным по винтовой линии потоком разогретого воздуха. Регулируя технологические параметры ведения процесса (температуру и скорость воздушного потока, температуру и скорость истечения расплава ПЭТФ, расстояние между фильерой и формообразующей поверхностью) можно изменять диаметр волокон и плотность их укладки. Таким образом можно получать волокнистый материал с различными характеристиками, как постоянными, так и переменными по толщине: плотностью, пористостью, диаметром волокон. Оборудование состоит из генератора волокон на основе экструдера с системой термостабилизации и гомогенизации расплава полиэтилентерефталата и манипулятора с пультом управления.

Волокнистый материал, полученный из вторичного полиэтилентерефталата можно использовать в качестве сорбента на очистных сооружениях АЗС, в качестве утеплителя или наполнителя.

Фирмы «Kobe Steel Ltd.» и «Chori Co. Ltd.» разработали и успешно реализовали технологию превращения бутылок из ПЭТФ в нетканый материал. Пластиковые бутылки расплавляют и расплавленный полимер вытягивают нить. Нити укладывают и прокатывают под давлением при повышенной температуре в листы нетканого материала, из которого изготавливают торговую тару, оберточную бумагу и мешки для мусора. Этот материал находит также применение для защиты почвы от эрозии в строительстве.

Нетканый материал из вторичного ПЭТФ можно получить методом раздува расплава в нити, которые под действием высокоскоростного потока воздуха приобретают толщину в 15 микрон. В этом случае низкая вязкость вторичного ПЭТФ оказывается необходимым свойством, которое обеспечивает легкость раздува и минимальную толщину нитей. Далее полученные волокна формируют в нетканый материал на вращающемся коллекторе.

Определение вида пластика по горению:

Структура потребления

Полиэтилен, температура плавления которого определяет область его применения, во всем мире пользуется большим спросом. Структура потребления материала довольно интересна. 60-70% полиэтилена используется для изготовления листов и пленок.

Также довольно большую часть в общем объеме производства занимают изделия, полученные литьем под давлением или при помощи экструзии. Более незначительно производство изоляции для электрических проводов, труб и фитингов. Также полиэтилен применяется для получения изделий путем выдувания и прочего.

В производстве листов и пленок практически всегда применяют полиэтилен высокого давления (низкой плотности). Они изготавливаются разными способами. Толщина пленок находится в пределах 0,03-0,3 мм, а листов – 1-6 мм.

Помимо упаковки, из такого материала могут производить мешки, сумки, облицовки для ящиков, коробки и прочую тару. Свойства, которыми должно обладать изделие, определяют способ производства полиэтилена. В конце производства каждому типу материала присваивается марочность. Она помогает подобрать правильную разновидность материала для любой отрасли.

Экологические аспекты бутылок ПЭТФ

Каждую секунду в мире производят 20 тыс. ПЭТ бутылок, а покупают каждую минуту около 1 млн. По прогнозам, к 2021 году это число вырастет примерно на 20 %.

Сравнение ПЭТФ с другими материалами

По результатам отчета Franklin Associates, в котором были приведены результаты измерений выбросов CO2, потребления энергии и получаемых отходов при производстве разной упаковки на всех этапах жизненного цикла, ПЭТ-бутылка показала наилучший результат, с точки зрения экологии.

С точки зрения углеродного следа, ПЭТ-бутылка является самым экологичным вариантом упаковки для напитков из исследуемых. Наиболее экологичным методом производства является производство ПЭТ-бутылки с содержанием вторичного ПЭТФ.

По заявлению компании Coca-Cola, она не собирается отказываться от одноразовых пластиковых бутылок, так как использование только алюминиевой и стеклянной тары приведет к увеличению углеродного следа. Представители компании также сообщили, что к 2030 году Coca-Cola планирует перерабатывать весь пластик, используемый для упаковки. Для реализации компания собирается использовать при производстве упаковки не менее 50 % переработанного материала.

Обзор видов

На основе полиэтилентерефталата производится широкое разнообразие пленочных изделий, которые могут отличаться своим структурным устройством и, соответственно, эксплуатационными характеристиками.

Упаковочные

Упаковка представляет собой базовый сегмент, в котором пленочные покрытия были представлены изначально. Сегодня из ПЭТ-плёнки выполняют оболочки для косметики, бытовой химии, а также кормов. В зависимости от структуры материала выделяют следующие разновидности упаковочной пленки:

БОПЭТ – характеризуется высокой устойчивостью к проколам, оптимальна для создания гибкой пластичной упаковки, поэтому активно применяется для расфасовки вязких и жидких изделий;

В последние годы большое распространение получила многослойная упаковочная емкость, состоящая из трёхслойной плёнки, картонной основы, металлизированного напыления и наружного бумажного покрытия.

При выпуске этого упаковочного материала обычно используют несколько технологических приемов:

• соэкструзию – ламинирование;
• каширование – экструзию и т. п.

В упаковке этого типа полимер становится важным элементом, поскольку именно он создает защиту продукта от протекания и порчи. Лавсановая пленка защищает упаковку от попадания на готовый продукт патогенной микрофлоры, от действия ультрафиолета, тепла и влаги. Широко применяется для расфасовки соков детского питания и кисломолочных продуктов.

Из ПЭТ-пленки создают упаковку нескольких типов:

• двусторонняя — состоит из двух слоев, соединенных между собой при помощи замка, каждая часть имеет выступы и углубления, повторяющие форму содержимого тары;
• блистер с загибом краев — предполагает размещение основы из картона или пластика;
• туба — практичная и оригинальная тара, довольно универсальна;
• вырубка — визуально напоминает коробку, оптимальна для хранения косметики, канцтоваров, игрушек и сувенирной продукции;
• коррексы — используются для фасовки штучных изделий;
• ПЭТ-витрины — простые и удобные в использовании демонстрационные приспособления, оптимальны для оформления точек продажи товаров.

Полиграфические

Материал имеет жесткую конструкцию, поэтому чаще всего используется для наружного ламинирования. К этой категории относят ПЭТ-плёнку в листах, ею покрывают всевозможные полиграфические изделия для их защиты от неблагоприятных механических повреждений.

Изоляционные

Отдельная модификация лавсановых плёнок, используемая для создания эффективной электротехнической защиты электронных приборов и машин без снижения их функциональных характеристик. Некоторой версии нашли применение при создании кабельных оболочек.

Металлизированные

Эти плёнки относятся к строительной области применения.

Плёнку часто используют на окошках из металлопластика. Кроме того, изделия получили широкое распространение в качестве теплосберегающего покрытия.