Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Переработка пластиков. Часть 5

Спектроскопические методы комбинационного рассеяния исторически не позволяли разделить различные черные смолы. Однако уже пару десятков лет производятся приборы на основе комбинационного рассеяния света, используемые для идентификации материалов. Портативный блок RP-1 хорошо известен в сообществе переработчиков и в некоторой степени преодолевает ограничение, с которым сталкиваются другие рамановские спектрометры при разделении черного пластика. Хотя этот метод не является быстрым и занимает около 30 секунд, чтобы определить тип смолы черного пластика, он всё же может быть полезен для определения материала крупных деталей. Следует отметить, что способность правильно определить тип смолы, используемой для изготовления черных деталей, имеет большое значение, поскольку большинство смешанных рециркулируемых потоков в конечном итоге имеют черный цвет. Существуют и другие спектроскопические методы, которые могут найти применение в индустрии вторичной переработки. Сообщалось о лазерной акустике, спектральном анализе лазерного излучения, плазменной эмиссионной спектроскопии, поляризованном свете, фазово-контрастном освещении, УФ-подсветке и флуоресцентной маркировке.

Электростатические сепараторы изначально были разработаны для металлургической промышленности, но уже много десятилетий используются для разделения пластмасс. Этот метод обычно используется для разделения двух разных пластмасс, а не для отделения одного пластика от смешанного источника отходов, но он также нашел применение в последней сфере. Пластмассы заряжаются ионной бомбардировкой: легкий положительный или отрицательный статический заряд сообщается хлопьям различных смол, когда они сталкиваются друг с другом и со стенками загрузочной камеры. Электростатическое поле применяется к падающему потоку измельченного материала для разделения пластмассы по типу смолы. Этот метод использовался для отделения HDPE от LDPE до чистоты более 90%. Из других техник отметим, например, «пенную» флотацию – это относительно дорогостоящий процесс, который получил существенное финансирование со стороны правительств нескольких стран, чтобы определить его эффективность для отрасли переработки. Этот процесс используется для селективного отделения гидрофобных материалов от гидрофильных. Переработанный пластик измельчается и обрабатывается реагентом, который придает определенные заряды поверхности различных смол в смеси.

Проблема чаще всего заключается в том, что первичный пластик может стоить дешевле, чем его вторично переработанные аналоги. Кроме того, потребители отказываются платить надбавку за переработанные детали или не соглашаются на переработанные детали со свойствами или качеством ниже тех, которые сделаны из первичных смол. Один из способов улучшить экономические показатели переработки пластмасс — снизить необходимость в разделении пластмасс и непосредственно производить смеси пластмасс. Эти смеси должны быть достаточно качественными, чтобы их можно было использовать в качестве прямой замены первичных пластмасс. Кроме того, можно создавать смеси с улучшенными свойствами, комбинируя более одного пластика. Текущая деятельность, используемая в индустрии вторичной переработки для обращения со смешанными пластиками или смесями, эффективно ограничивается следующим. Во-первых, это использование сложных и дорогостоящих технологий обработки, таких как совместное литье под давлением или соэкструзия и ламинирование. Также проблему составляет определение совместимых пластиков по таблицам совместимости. Немногочисленные существующие пластиковые смеси перерабатываются, за заметным исключением в виде TPO, SMA и некоторых потоков ABS. Более сложные смеси вторичной переработки пока не оказали существенного влияния на рынок. Использование вторичных материалов из сложных смесей в настоящее время ограничивается недорогими приложениями, такими как напольная плитка и пластмассовые пиломатериалы.

Поиск в патентной литературе показывает, что существует множество предлагаемых решений проблемы переработки смесей. Они терпят неудачу в коммерциализации в том, что они: слишком дороги и в результате могут получаться материалы с несовместимыми свойствами. Также приходится использовать потоки пластикового лома, которые слишком малы по количеству или слишком непоследовательны по своему составу, в результате чего они проявляют плохие механические свойства и / или используются только в недорогих приложениях и поэтому могут требовать только низкой цены на смешанные переработанные пластмассы. Знание совместимости материалов полезно при осознанном выборе материалов, связанных с возможностью вторичной переработки. Другие важные факторы, такие как пакеты присадок, история смолы, загрязнение, диапазон изменчивости в пределах семейства, термическая и экологическая история, а также любые химические изменения в переработанных материалах, также будут влиять на способность расплавлять материалы смеси. Совместимость пар первичных материалов может на самом деле сильно отличаться от совместимости одной и той же пары материалов после того, как каждый из них был изготовлен, модифицирован, подвергнут использованию, переработан и переплавлен. Поэтому даже в пределах одного семейства смол (полиэтилен, полипропилен, ПВХ, АБС и т. д.) должны быть идентифицированы разные марки, чтобы правильно определить совместимость.