"Многослойные полимерные и комбинированные пленки. Исследование по разработке методов переработки смешанных отходов"

Проанализировано информацию по выпуску пленок для упаковывания продукции. Наиболее широко применяются ПП пленки, при производстве которых на разных стадиях технологического процесса образуются отходы. Выбран наиболее приемлемый метод переработки отходов. Разработана технология агломерирования отходов многослойных пленок, проведен анализ полученного вторичного сырья. Разработаны технические условия на вторичное сырье на основе полипропилена.

Проаналізовано інформацію з випуску плівок для пакування продукції. Найбільш широко застосовуються ПП плівки, під час виробництва яких на різних стадіях технолопчного процесу утворюються відходи. Вибрано найбшьш прийнятний метод переробки відходів. Розроблено технологію агломерування відходів багатошарових плівок, проведено аналіз отриманої вторинної сировини. Розроблено технічні умови на вторинну сировину на основі поліпропілену.

Анализ научно-технической патентной информации показывает, что для упаковывания пищевой продукции (хлебобулочных изделий, мороженого, шоколадных конфет, карамели, картофельных чипсов и т.д.), а также как основа липких лент и этикеток для бутылок, применяется широкий ассортимент пленочных материалов. До последнего времени отечественные производители широко использовали пленки, которые ввозились из Турции, Израиля, Бельгии, Германии.

Для упаковывания пищевой продукции лидирующее положение занимают полипропиленовые (ПП) пленки, которые по основным показателям практически не уступают целлофановым, и имеют в сравнении с ними ряд ценных преимуществ (более высокие механические свойства, низкую плотность, нетоксичность, стерилизуемость), что дает возможность использовать их не только для замены пленок из целлофана, но и других традиционных пленочных материалов и является предпосылкой стремительного роста их производства и потребления.

Этому оказывает содействие также высокий выход ПП пленки, если оценивать ее количество в м2 одинаковой толщины, например — 25 мкм, которое можно получить с 1 кг материала:
• лакированный целлофан — 27,8 м2;

• ПВХ — 29 м2; ПП — 44 м2.

Для изготовления пленок используются разные методы. Широкое распространение получил метод изготовления многослойных пленок соэкструзией тонких слоев полимеров с более толстой основой из ПП, ПЭ или ПЭТФ с последующей ориентацией. Такой подход позволяет создавать на поверхности пленок функциональные слои толщиной от 1 до 3 мкм, которые обеспечивают термбсвариваемость, глянец или матовость, восприимчивость к печати, металлизации, ламинированию и т.д.

Структура слоев многослойной пленки

1 Внешняя сторона
Полиэфир, ОПП, полиамид, полиимид Клея-расплавы, дисперсные или на растворителях
Алюминиевая фольга, металлизаты, поливинилиденхлорид, поливиниловый спирт, полиакрилонитрил, полиамид Клея-расплавы, дисперсные или на растворителях Сополимеры ПЭ/ПП, ПЭ/ВА, полиэтилен

2 Внутренняя сторона
В последние годы в Украине организовано производство многослойных пленок на основе ПП в ОАО "Укрпластик" и открыто ряд предприятий по производству тканых мешков из чистого и ламинированного ПП (в городах Киев, Житомир, Днепропетровск и др.).

При изготовлении таких материалов образуется значительное количество отходов производства на стадиях запуска и остановки оборудования, разрезание полотен, а также обработки на печатных машинах. Использование отходов — это важный фактор расширения сырьевой базы промышленности, снижения потребности в первичном сырье, экономии денежных ресурсов.

Очистка и разделение многослойных пленок на отдельные полимерные и др. упаковочные материалы являются трудоемким, а иногда и невозможным процессом, и в результате не рентабельным, потому что требует дорогих методов химической обработки.

Повторная переработка более выгодна с экономической точки зрения перед другими способами, но не всегда возможна из-за технических препятствий. Химическая переработка более дорогостоящая, чем механическая, и с точки зрения экологии менее желательная, но применима к фракциям, для которых механическая переработка невозможна.

Захоронение приводит к загрязнению окружающей среды, так как полимеры не разрушаются на протяжении десятилетий, сжигание многослойных пленок связано с образованием газообразных продуктов вредных для живых организмов, кроме того может вызвать интенсификацию парникового эффекта, а иногда — формирование озоновых дыр, но основное — это то, что уничтожается драгоценное полимерное сырье. Исходя из этого наиболее рациональным направлением использования отходов производства многослойных пленок следует считать их применение в качестве композиционных материалов, которые в дальнейшем могут использоваться для производства изделий строительного назначения, товаров широкого потребления, изделий садово-паркового хозяйства, столбов, свай и др.

Как уже отмечалось, одним из наиболее крупных предприятий, производящих многослойные пленки в Украине, является ОАО "Укр-пластик". Только на этом предприятии ежегодно образуется порядка 700 т отходов в год.

Вторичная переработка отходов пленки довольно трудоемкий процесс, который имеет свои особенности. Это связано с тем, что загрузка отходов пленки в бункер любой машины для дальнейшей переработки сложная задача, так как в такой форме (большие куски в виде полотен, тонкие ленты, отдельные небольшие куски) отходы не имеют сыпучести, кроме того они накапливают статическое электричество, вследствие чего прилипают к стенкам бункера. С целью придания необходимой формы отходам, их следует перевести в гранулы. Этот процесс (агломерирования) достаточно известен для пленочных материалов, состоящих из отдельных полимеров. Для многослойных пленок, которые в своем составе могут иметь от 3 до 11 слоев, представляющих собой различные полимеры, адгезивы, металлы, он не применялся.

В АО "ВНИИХИМПРОЕКТ" разработано технологию гранулирования (агломерирования) отходов пленок. Отработана технология и составлена технологическая карта этого процесса. Полученный гранулированный продукт характеризуется высокими физико-механическими показателями.

Полученные результаты физико-механических и санитарно-гигиенических исследований позвилили разработать технические условия ТУ В 24.1-00209651.310-2002 г. "Сырье вторичное на основе полипропилена", которые согласованы с изготовителем вторичного сырья, потребителем, МОЗ Украины и прошли регистрацию в УкрЦСМ.

Таким образом, предприятия Украины могут использовать дополнительно к исходному полимерному сырью, вторичное сырье, тем самым экономить энергетические, сырьевые ресурсы, а также уменьшить нагрузку на окружающую среду, сократив объемы отходов, выбрасываемых в мусор.