Особенности переработки поликарбоната

Поликарбонат – долговечный и прочный полимер, который отличается экологичностью и безопасностью. Он относится к категории полностью перерабатываемых материалов. И для его переработки используется несколько способов.

Виды отходов поликарбоната

Поликарбонат используется для обустройства навесов, остекления балконов, террас и обшивки теплиц. Из него изготавливаются дорожные шумовые заграждения. Этот материал также применяется для обустройства кровли оранжерей, бассейнов, офисных и производственных помещений.

Спрос на поликарбонат, его использование для решения различных задач обуславливает образование большого количества отходов из него. Они делятся на следующие типы:

• производственные обрезки, бракованные изделия;
• изделия с вышедшим сроком эксплуатации;
• упаковочные материалы.

Поликарбонат не разлагается естественным путем, поэтому его нельзя выбрасывать на свалку. Существуют безопасные способы переработки полимерного материала, которые не наносят вреда окружающей среде и здоровью человека.

Методы переработки поликарбоната

В 2011 году объем потребления поликарбоната на территории РФ достиг 92 000 тонн. С каждым годом он увеличивается на 10%-12%, что превышает рост потребления других полимеров. Если отходы производства поликарбоната перерабатываются и используются вторично, то бытовые отходы, в которые попадает полимер, утилизируются на полигонах ТБО. Процент переработки и вторичного использования полимерных отходов низкий, что обусловлено отсутствием системы его селективного сбора.

Поликарбонат – термопластичный полимер, который перерабатывают на стандартном оборудовании для производства изделий из термопластов. Для этого используют следующие методы: растворение, экструзия и расплавление.

Растворение поликарбоната

Метод растворения – специфический химический процесс, который используют для переработки качественного технического поликарбоната. Он очищается для последующего применения.

Процесс переработки поликарбоната включает следующие этапы:

• измельчение отходов на специальном оборудовании;
• растворение с помощью дихлорметана, хлороформа, тетрагидрофурана (ТГФ);
• фильтрация для удаления примесей;
• осаждение чистого поликарбоната;
• сушка, переработка восстановленного материала.

Метод растворения не подходит для переработки больших партий поликарбоната. Причина – технологический процесс отличается сложностью, он требует использования растворителей, представляющих опасность для здоровья человека.

Преимущества метода растворения:

• высокая чистота получаемого материала;
• возможность удаления примесей и добавок;
• сохранение молекулярной структуры полимера;
• возможность переработки сложных композитных материалов.

К недостаткам этого метода относят высокую стоимость оборудования, затраты на растворители и их регенерацию.

Метод растворения актуален, когда необходимо получить чистый поликарбонат или другие способы переработки неэффективны из-за наличия примесей или сложной структуры отходов.

Экструзия поликарбоната

Метод экструзии – один из наиболее распространенных способов переработки поликарбоната. Он состоит из следующих технологических процессов:

• измельчение отходов;
• сушка материала для удаления влаги;
• плавление и гомогенизация в экструдере при температуре +2800-3200 C;
• фильтрация расплава;
• формование через экструзионную головку;
• охлаждение, нарезка на гранулы или формование изделий.

Технологический процесс требует постоянного контроля по зонам экструдера и скорости вращения шнека. При необходимости в переработанный полимер добавляют стабилизаторы для предотвращения деградации и модификаторы для повышения прочности, а также красители и пигменты, антипирены.

Преимущества метода:

• высокая производительность снижает затраты на переработку;
• возможность непрерывной переработки больших объемов отходов;
• универсальность – метод используется для переработки различных типов отходов;
• относительно низкие затраты на единицу продукции при массовом производстве различных изделий.

Переработанный поликарбонат используется для производства листов и пленок, гранул, литья под давлением, изготовления профилей и труб, компаундирования с другими полимерами.

Экструзия является эффективным методом переработки поликарбоната. Она позволяет перерабатывать различные виды отходов, получать материал, пригодный для изготовления различной продукции.

Расплавление поликарбоната

Расплавление поликарбоната – сложный технологический процесс вторичной переработки полимерного материала, который протекает при температуре от +2200 до +2800 C. Для плавления и смешивания полимера используют одношнековые или двухшнековые экструдеры. Этот метод требует контроля температуры для предотвращения деградации перерабатываемого материала.

Основные этапы расплавления поликарбоната:

• сбор и сортировка отходов;
• очистка в стандартной моечной установке;
• измельчение материала в дробилке;
• сушка гранул или хлопьев в специальных сушильных камерах;
• плавление материала в экструдере или печи;
• гомогенизация с последующей фильтрацией расплава;
• формование нового продукта (гранулирование).

Процесс переработки протекает в инертной среде или вакууме. Это необходимо для предупреждения окисления. При расплавлении полимерных отходов происходит потеря механических свойств, поэтому в состав добавляются модификаторы.

Преимущества метода расплавления:

• сохранение свойств исходного материала;
• возможность переработки различных отходов – листы, бутылки, обрезки;
• высокий выход материала после переработки отходов;
• относительно низкие затраты на оборудование по сравнению с химическим методом переработки;
• возможность переработки больших объемов материала.

Расправленный материал проверяют на вязкость. Также определяется содержание в нем примесей. После чего его используют для производства непищевой упаковки и строительных материалов, деталей.

Расплавление – один из наиболее распространенных способов переработки поликарбоната. Это обусловлено его высокой эффективностью и относительной простотой. При этом для получения качественного вторичного материала необходим тщательный контроль на всех этапах процесса переработки.

Преимущества переработки поликарбоната

Переработка поликарбоната имеет ряд преимуществ, как с экологической, так и с экономической точки зрения. К экологическим аспектам относится снижение количества пластика, попадающего на свалки и в окружающую среду. К экономическим – сокращение потребления ресурсов, необходимых для производства полимеров.

Помимо этого, к преимуществам переработки поликарбоната относят:

• сокращение выбросов углекислого газа – производство вторичного поликарбоната требует меньше энергии, чем изготовление нового;
• снижение степени загрязнения почвы и водоемов пластиковыми отходами;
• сохранение физико-химических свойств материала – в результате переработки поликарбоната получают качественный полимер, из которого можно изготавливать различные изделия;
• возможность многократной переработки;

Переработка поликарбоната – это эффективный способ снижения нагрузки на экосистему. При правильном подходе он дает положительный экономический эффект.