ПЛАСТИК, КАК ГЛОБАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА СОВРЕМЕННОСТИ

Пластмассы − это недорогие, легкие и долговечные материалы, которые легко могут быть отлиты в различные продукты, которые находят применение в самых разных областях. Производство пластмасс заметно увеличилось за последние 60 лет. Однако нынешние уровни их использования и утилизации порождают ряд экологических проблем. Около 4 процентов мировой добычи нефти и газа, невозобновляемого ресурса, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3-4 % расходуется на обеспечение энергией для их производства. Основная часть пластмассы, производимой каждый год, используется для изготовления одноразовых упаковочных изделий или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Эти два наблюдения показывают, что наше текущее использование пластмасс не является устойчивым.

Переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамичных областей в индустрии пластмасс сегодня. Здесь мы кратко рассмотрим рециркуляцию в контексте других стратегий по сокращению отходов, а именно: сокращение использования материалов за счет сокращения или повторного использования продукта, использование альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперация энергии в качестве топлива.

За последние десятилетия в ряде стран наблюдается повторное использование упаковочных материалов. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки вторсырья создают новые возможности для переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно было бы перевести большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку следующие десятилетия.

Система переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и легкость переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть подвергнуты механической переработке, за исключением возможности их повторного использования в качестве наполнителей после того, как они были уменьшены в размере или измельчены в мелкие частицы или порошки. Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиты при изготовлении и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы.

Основная проблема для производства переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к обработке в макроуровне. Следовательно, зачастую технически невозможно добавить восстановленный пластик к первичному полимеру без снижения, по меньшей мере, некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость.

Возможность замены переработанного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластикового продукта, который должен быть изготовлен. Это привело к существующим схемам утилизации отходов, предназначенных для конечного потребителя, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как ПЭТ - бутылки для безалкогольных напитков и воды и молочные бутылки из ПЭНД, которые могут быть точно идентифицированы и отсортированы из смешанного потока отходов. И наоборот, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку они приводят к загрязнению между типами полимеров. Поэтому вторичная переработка потребителя включает в себя несколько ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение, и / или совместимость для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

Сбор

Сбор пластиковых отходов может быть осуществлен по «схемам привоза» или с помощью сбора на боковой поверхности. Схемы привнесения, как правило, приводят к низким показателям сбора средств в отсутствие либо высококвалифицированного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые создают прямой экономический стимул для участия. Следовательно, общая тенденция заключается в сборе перерабатываемых материалов путем сбора ТБО. Чтобы максимизировать экономическую эффективность этих программ, большинство сборок с бордюром представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, сталь и пластиковые контейнеры). Несмотря на то, что схемы сбора были очень успешными для извлечения упаковки из пластиковых бутылок из дома, с точки зрения общего потребления, как правило, извлекается только 30–40 % пластиковых бутылок после потребления, так как большая часть этого вида упаковки производится из продуктов питания и напитков потребляется вдали от дома. По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора «на ходу» и «вторичная переработка офисов».

Сортировка

Сортировка смешанного жесткого вторсырья происходит как автоматическими, так и ручными методами. Автоматическая предварительная сортировка обычно достаточна для того, чтобы получить поток пластмассы, отделенный от стекла, металлов и бумаги. Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами перерабатывающих предприятий, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию ближнего инфракрасного диапазона (FT-NIR) с Фурье-преобразованием для анализа полимерного типа, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков по прозрачным и цветным фракциям.

Также вполне возможно, что один и тот же полимер может проходить через несколько стадий, например производство в контейнере многократного использования, который после попадания в поток отходов собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы и восстанавливается для получения энергии.

Заключение

Таким образом, утилизация отходов является одной из стратегий управления отходами пластмассовых изделий с истекшим сроком эксплуатации. Это имеет все большее значение как в экономическом, так и в экологическом отношении, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но некоторые существенные проблемы все еще существуют как из-за технологических факторов, так и из-за экономических или социальных проблем поведения, связанных со сбором вторсырья и заменой первичного материала.

Список литературы:

1. Aguado J., Serrano D. P., San Miguel G. 2007European trends in the feedstock recycling of plastic wastes. Global NEST J. 9, 12–19
2. Andrady A. 2003An environmental primer. In Plastics and the environment (ed. Andrady A., editor. ), pp. 3–76 Hoboken, NJ: Wiley Interscience
3. ASTM Standard D5033 2000 Standard guide to development of ASTM standards relating to recycling and use of recycled plastics West Conshohocken, PA: ASTM International
4. British Plastics Federation. Oil consumption. 2008. See http://www.bpf.co.uk/Oil_Consumption.aspx. (20 October 2008)
5. Andrady A. 1994Assessment of environmental biodegradation of synthetic polymers. Polym. Rev. 34, 25–76.