Transcript Plastikų atliekų perdirbimas
Slide 1
Plastiko atliekų
perdirbimas
ATLIEKŲ TVARKYMAS
Slide 2
Plastikų atliekų perdirbimas
Polimeras – stambiamolekulinis organinis
junginys
Į polimerus pridėjus įvairių priedų gaunami
plastikai
Užpildai (anglis, medienos pjuvenos, tekstilė) – atpigina,
pagerina mechanines savybes
Dažikliai – suteikia polimerui spalvą
Antioksidantai, inhibitoriai – lėtina senėjimo procesus
Plastifikatoriai – padidina plastiškumą
Slide 3
Plastikų atliekų perdirbimas
Nors naudojamos labai plačiai - bendrame sraute sudaro tik 5-10% visų KKA
bendros masės
Yra paskaičiuota, kad atsisakius plastikų, susidarančių KKA tūris išaugtų 2
kartus, nes plastikams pakeisti prireiktų daug kitų medžiagų (medienos,
metalo, stiklo ir tt)
ES perdirbama apie 30% visų plastikų atliekų (2000 m – 1,5 mln.t); vis auga
Svarbiausia savybė – didelis cheminis inertiškumas; šalinimo vietoje
nekeičia savo cheminės sudėties - labai sunkiai biodegraduojančios
Atliekos išsaugo savo naudingas savybes, todėl labai tinka perdirbimui
Daug plastikų atliekų yra KK atliekose, tačiau jų perdirbimą apsunkina tai,
kad jos yra užterštos, sumaišytos su kitomis, ne plastikų, atliekomis
Taip pat gana sunku išskirstyti plastikus pagal polimerinių medžiagų tipus
Slide 4
Plastikų atliekų perdirbimas
Pagrindiniai reikalavimai perdirbamiems plastikams:
plastiko molekulinė sandara (polimerų ilgis, šakotumas) turi
tenkinti perdirbimo proceso reikalavimus
pakartotiniam perdirbimui skirtos plastikų atliekos turi turėti
perdirbimui tinkamą fizinę formą (pvz., granulės)
Nekokybiškų, užterštų kitais polimerais atliekų perdirbimas, taip pat
pakartotinio perdirbimo metu vykstanti destrukcija, lemia polimero
fizinių ir cheminių savybių pablogėjimą
Dėl to dažnai pasikeičia plastikų vartojimo sritys
Slide 5
Plastikų atliekų perdirbimas
Plastikų atliekų apdorojimo procesai:
• Mechaninis apdorojimas
• Cheminis apdorojimas
• Terminis apdorojimas
Slide 6
Plastikų atliekų mechaninis
apdorojimas
Mechaninis apdorojimas skirstomas:
• Smulkinimas (pjaustymas, malimas)
• Rūšiavimas/plovimas
• Presavimas/granuliavimas
Šie procesai nekelia problemų, kai perdirbamos plastikų gamybos
atliekos
Gamybinės atliekos maišomos su pirmine polimerine žaliava
(10%), todėl gaminamos produkcijos rūšys gali likti tos pačios
Gauto plastiko dirbinių charakteristikos tokios pačios, kaip gaminant
iš pirminių žaliavų
Slide 7
Plastikų atliekų cheminis
apdorojimas
Cheminio apdorojimo metu - polimerai skaidomi į
pirminius monomerus bei kitus naudingus junginius
Monomerai vėl gali būti panaudoti polimerų gamybai
Kiti junginiai panaudojami chemijos pramonėje
Cheminio perdirbimo metodų yra daug:
• Hidrolizė
• Metanolizė
• Depolimerizacija
• Glikolizė
Slide 8
Plastikų atliekų terminis
apdorojimas
Terminis apdorojimas pirolizė - tai plastikų terminė destrukcija
dažniausiai inertinėje (be O2) aplinkoje
Gali būti vykdoma vienos rūšies arba plastikų mišinio pirolizė
Susidarančių produktų struktūrą ir kiekius nulemia:
1) Temperatūra
2) Slėgis
3) Polimerų tipas
Paprastai susidaro 3 frakcijos:
- dujos (H2, CH4, monomerai CH2=CH2)
- lakieji skysčiai (aromatiniai angliav., parafinai)
- suodžiai (C)
Žemas slėgis skatina monomerų susidarymą
Aukštas slėgis – sudėtingų skystų frakcijų susidarymą
Suodžiai sunaudojami poligrafijos pramonėje.
Slide 9
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polietilenas (PE)
Polipropilenas (PP)
PE skirstomas į:
HDPE (didelio tankio)
LDPE (mažo tankio)
PE ir PP mažai keičiasi perdirbimo metu, todėl labai
tinkamas daugkartiniam perdirbimui - iš jų vėl
galima gaminti plėveles, vamzdžius, butelius ir kt.
Slide 10
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polistirenas (PS)
Iš PS gaminama - buitinių prietaisų detalės, statybos
apdailos medžiagos, maisto produktų pakavimo
medžiagos, termoizoliacinė medžiaga
Perdirbus PS savybės pablogėja – naudojamas
pakuotėms maisto produktams greito maisto
restoranuose, daržovių, vaisių tarai, kaip termo- ir
garso izoliacinės medžiagos statybose
Pirolizės metu iš polistireno galima gauti didelį kiekį
monomerų, todėl galima vėl polimerizuoti
Slide 11
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polivinilchloridas (V)
Dar žymimas PVCh arba PVC
Dirbiniai gali būti tiek minkšti, tiek ir kieti; gaminama dirbtinė oda
Nedegus – 850-10000C
Perdirbus - gaminiai, kuriems nereikia ypatingos kokybės, nėra
griežtų eksploatacinių reikalavimų (PVC vamzdžiai)
PVC terminės pirolizės atveju skiriasi HCl – agresyvios, nuodingos,
koroziją sukeliančios dujos
Slide 12
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polietilentereftalatas (PET)
PET arba PETE privalumai – skaidrumas ir mechaninis atsparumas
Tačiau gana brangus - brangiausias iš masiškai naudojamų plastikų
Perdirbant dėl destrukcijos sumažėja molekulinis svoris, prarandamas
skaidrumas; naudojamas, kur nereikalingos pirminės optinės savybės
Didžiausią buitinių PET atliekų dalį sudaro maisto pramonės, parfumerijos
bei buitinės chemijos produkcijos tara iš PET (buteliai)
Didelę neigiamą įtaką šios rūšies polimerams perdirbti turi net maži kiekiai
kitų pašalinių medžiagų: kamščiai iš polietileno, etiketės, joms klijuoti
naudojami klijai, dažai (tekstui spausdinti) - visa tai reikia pašalinti
PET ypač jautrus PVCh priemaišoms – vyksta PET hidrolizė, sumažėja
tąsumas, molekulinis svoris
PET butelių perdirbimo stadijos: smulkinimas, plovimas ir skystinė
floatacinė separacija (atskiriamas popierius, metalas, PE, PVC, PP).
Slide 13
Dažniausiai perdirbami plastikai
PU ir kitos KP
Poliuretanas (PU) - chemiškai sunkiai perdirbamas dėl
tinklinės struktūros
Konstrukcinės plastmasės (KP):
•
•
•
•
akrilonitril/butadien/stirolinis kopolimeras (ABS)
Poliamidas, kapronas (PA)
polimetilmetakrilatas (PM) – organinis stiklas
politetrafluoretilenas (PTFE) – atsparus aukštai temp.
Perdirbimas pageidautinas dėl labai gerų savybių ir
aukštų kainų
Slide 14
Dažniausiai perdirbami plastikai
Įvairiarūšių plastikų mišiniai
Dėl labai skirtingų savybių gaunamas nevienalytės struktūros
mišinys – vienos plastmasės dar nesilydo, o kitos jau termiškai
skyla
Naudojami suderinimo reagentai, kurie chemiškai sujungia
įvairiarūšius polimerus
Taip pat dedami įvairūs užpildai, pagerinantys mechanines savybes
Gali būti gaminami gaminiai pakeičiantys medį, betoną, metalą;
pasižymintys geromis eksploatacinėmis savybėmis - atsparūs
korozijai, atmosferos ir cheminių medžiagų poveikiui
Gaminiai nereikalaujantys aukštos kokybės - atliekų konteineriai,
parkų suolai, kelio ženklai, užtvarų elementai, triukšmo barjerai,
padėklai ir kiti gaminiai.
Slide 15
Perdirbamų plastikų ženklinimas
Slide 16
Perdirbamų plastikų ženklinimas
Slide 17
Perdirbamų plastikų ženklinimas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
PET (PETE) – polietilentereftalatas
PE-HD (HDPE) – polietilenas, polietenas (didelio tankio)
V (PVC) – polivinilchloridas, vinilas
PE-LD (LDPE) – polietilenas (mažo tankio)
PP - polipropilenas
PS – polistirenas, polistirolas
OTHER – kiti plastikai, plastikų mišinys, keli sluoksniai
•
•
•
•
•
•
•
•
PTFE – politetrafluoretenas, fluoroplastas
ABS – akrilonitril/butadien/stirolinis kopolimeras
PET (PET6) – poliesteris
PMMA, PM – akrilas, polimetilmetakrilatas
PT – politekstolitas
PC – polikarbonatas
POM – poliacetalis
PA - poliamidas, kapronas
Slide 18
Plastiko butelių atliekos
Slide 19
BIOIRŪS POLIMERAI
• Iš iškastinių žaliavų – sintetiniai polimerai
PVA – PoliViniloAlkoholis (bioirus)
PVA – PoliVinilAcetatas
Iš atsinaujinančių žaliavų – BIOPOLIMERAI
iš biomasės arba bioatliekų
krakmolo, baltymų pagrindu
Iš biopolimerų gaminami BIOPLASTIKAI arba
BIOKOMPOZITAI
Plastiko atliekų
perdirbimas
ATLIEKŲ TVARKYMAS
Slide 2
Plastikų atliekų perdirbimas
Polimeras – stambiamolekulinis organinis
junginys
Į polimerus pridėjus įvairių priedų gaunami
plastikai
Užpildai (anglis, medienos pjuvenos, tekstilė) – atpigina,
pagerina mechanines savybes
Dažikliai – suteikia polimerui spalvą
Antioksidantai, inhibitoriai – lėtina senėjimo procesus
Plastifikatoriai – padidina plastiškumą
Slide 3
Plastikų atliekų perdirbimas
Nors naudojamos labai plačiai - bendrame sraute sudaro tik 5-10% visų KKA
bendros masės
Yra paskaičiuota, kad atsisakius plastikų, susidarančių KKA tūris išaugtų 2
kartus, nes plastikams pakeisti prireiktų daug kitų medžiagų (medienos,
metalo, stiklo ir tt)
ES perdirbama apie 30% visų plastikų atliekų (2000 m – 1,5 mln.t); vis auga
Svarbiausia savybė – didelis cheminis inertiškumas; šalinimo vietoje
nekeičia savo cheminės sudėties - labai sunkiai biodegraduojančios
Atliekos išsaugo savo naudingas savybes, todėl labai tinka perdirbimui
Daug plastikų atliekų yra KK atliekose, tačiau jų perdirbimą apsunkina tai,
kad jos yra užterštos, sumaišytos su kitomis, ne plastikų, atliekomis
Taip pat gana sunku išskirstyti plastikus pagal polimerinių medžiagų tipus
Slide 4
Plastikų atliekų perdirbimas
Pagrindiniai reikalavimai perdirbamiems plastikams:
plastiko molekulinė sandara (polimerų ilgis, šakotumas) turi
tenkinti perdirbimo proceso reikalavimus
pakartotiniam perdirbimui skirtos plastikų atliekos turi turėti
perdirbimui tinkamą fizinę formą (pvz., granulės)
Nekokybiškų, užterštų kitais polimerais atliekų perdirbimas, taip pat
pakartotinio perdirbimo metu vykstanti destrukcija, lemia polimero
fizinių ir cheminių savybių pablogėjimą
Dėl to dažnai pasikeičia plastikų vartojimo sritys
Slide 5
Plastikų atliekų perdirbimas
Plastikų atliekų apdorojimo procesai:
• Mechaninis apdorojimas
• Cheminis apdorojimas
• Terminis apdorojimas
Slide 6
Plastikų atliekų mechaninis
apdorojimas
Mechaninis apdorojimas skirstomas:
• Smulkinimas (pjaustymas, malimas)
• Rūšiavimas/plovimas
• Presavimas/granuliavimas
Šie procesai nekelia problemų, kai perdirbamos plastikų gamybos
atliekos
Gamybinės atliekos maišomos su pirmine polimerine žaliava
(10%), todėl gaminamos produkcijos rūšys gali likti tos pačios
Gauto plastiko dirbinių charakteristikos tokios pačios, kaip gaminant
iš pirminių žaliavų
Slide 7
Plastikų atliekų cheminis
apdorojimas
Cheminio apdorojimo metu - polimerai skaidomi į
pirminius monomerus bei kitus naudingus junginius
Monomerai vėl gali būti panaudoti polimerų gamybai
Kiti junginiai panaudojami chemijos pramonėje
Cheminio perdirbimo metodų yra daug:
• Hidrolizė
• Metanolizė
• Depolimerizacija
• Glikolizė
Slide 8
Plastikų atliekų terminis
apdorojimas
Terminis apdorojimas pirolizė - tai plastikų terminė destrukcija
dažniausiai inertinėje (be O2) aplinkoje
Gali būti vykdoma vienos rūšies arba plastikų mišinio pirolizė
Susidarančių produktų struktūrą ir kiekius nulemia:
1) Temperatūra
2) Slėgis
3) Polimerų tipas
Paprastai susidaro 3 frakcijos:
- dujos (H2, CH4, monomerai CH2=CH2)
- lakieji skysčiai (aromatiniai angliav., parafinai)
- suodžiai (C)
Žemas slėgis skatina monomerų susidarymą
Aukštas slėgis – sudėtingų skystų frakcijų susidarymą
Suodžiai sunaudojami poligrafijos pramonėje.
Slide 9
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polietilenas (PE)
Polipropilenas (PP)
PE skirstomas į:
HDPE (didelio tankio)
LDPE (mažo tankio)
PE ir PP mažai keičiasi perdirbimo metu, todėl labai
tinkamas daugkartiniam perdirbimui - iš jų vėl
galima gaminti plėveles, vamzdžius, butelius ir kt.
Slide 10
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polistirenas (PS)
Iš PS gaminama - buitinių prietaisų detalės, statybos
apdailos medžiagos, maisto produktų pakavimo
medžiagos, termoizoliacinė medžiaga
Perdirbus PS savybės pablogėja – naudojamas
pakuotėms maisto produktams greito maisto
restoranuose, daržovių, vaisių tarai, kaip termo- ir
garso izoliacinės medžiagos statybose
Pirolizės metu iš polistireno galima gauti didelį kiekį
monomerų, todėl galima vėl polimerizuoti
Slide 11
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polivinilchloridas (V)
Dar žymimas PVCh arba PVC
Dirbiniai gali būti tiek minkšti, tiek ir kieti; gaminama dirbtinė oda
Nedegus – 850-10000C
Perdirbus - gaminiai, kuriems nereikia ypatingos kokybės, nėra
griežtų eksploatacinių reikalavimų (PVC vamzdžiai)
PVC terminės pirolizės atveju skiriasi HCl – agresyvios, nuodingos,
koroziją sukeliančios dujos
Slide 12
Dažniausiai perdirbami plastikai
Polietilentereftalatas (PET)
PET arba PETE privalumai – skaidrumas ir mechaninis atsparumas
Tačiau gana brangus - brangiausias iš masiškai naudojamų plastikų
Perdirbant dėl destrukcijos sumažėja molekulinis svoris, prarandamas
skaidrumas; naudojamas, kur nereikalingos pirminės optinės savybės
Didžiausią buitinių PET atliekų dalį sudaro maisto pramonės, parfumerijos
bei buitinės chemijos produkcijos tara iš PET (buteliai)
Didelę neigiamą įtaką šios rūšies polimerams perdirbti turi net maži kiekiai
kitų pašalinių medžiagų: kamščiai iš polietileno, etiketės, joms klijuoti
naudojami klijai, dažai (tekstui spausdinti) - visa tai reikia pašalinti
PET ypač jautrus PVCh priemaišoms – vyksta PET hidrolizė, sumažėja
tąsumas, molekulinis svoris
PET butelių perdirbimo stadijos: smulkinimas, plovimas ir skystinė
floatacinė separacija (atskiriamas popierius, metalas, PE, PVC, PP).
Slide 13
Dažniausiai perdirbami plastikai
PU ir kitos KP
Poliuretanas (PU) - chemiškai sunkiai perdirbamas dėl
tinklinės struktūros
Konstrukcinės plastmasės (KP):
•
•
•
•
akrilonitril/butadien/stirolinis kopolimeras (ABS)
Poliamidas, kapronas (PA)
polimetilmetakrilatas (PM) – organinis stiklas
politetrafluoretilenas (PTFE) – atsparus aukštai temp.
Perdirbimas pageidautinas dėl labai gerų savybių ir
aukštų kainų
Slide 14
Dažniausiai perdirbami plastikai
Įvairiarūšių plastikų mišiniai
Dėl labai skirtingų savybių gaunamas nevienalytės struktūros
mišinys – vienos plastmasės dar nesilydo, o kitos jau termiškai
skyla
Naudojami suderinimo reagentai, kurie chemiškai sujungia
įvairiarūšius polimerus
Taip pat dedami įvairūs užpildai, pagerinantys mechanines savybes
Gali būti gaminami gaminiai pakeičiantys medį, betoną, metalą;
pasižymintys geromis eksploatacinėmis savybėmis - atsparūs
korozijai, atmosferos ir cheminių medžiagų poveikiui
Gaminiai nereikalaujantys aukštos kokybės - atliekų konteineriai,
parkų suolai, kelio ženklai, užtvarų elementai, triukšmo barjerai,
padėklai ir kiti gaminiai.
Slide 15
Perdirbamų plastikų ženklinimas
Slide 16
Perdirbamų plastikų ženklinimas
Slide 17
Perdirbamų plastikų ženklinimas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
PET (PETE) – polietilentereftalatas
PE-HD (HDPE) – polietilenas, polietenas (didelio tankio)
V (PVC) – polivinilchloridas, vinilas
PE-LD (LDPE) – polietilenas (mažo tankio)
PP - polipropilenas
PS – polistirenas, polistirolas
OTHER – kiti plastikai, plastikų mišinys, keli sluoksniai
•
•
•
•
•
•
•
•
PTFE – politetrafluoretenas, fluoroplastas
ABS – akrilonitril/butadien/stirolinis kopolimeras
PET (PET6) – poliesteris
PMMA, PM – akrilas, polimetilmetakrilatas
PT – politekstolitas
PC – polikarbonatas
POM – poliacetalis
PA - poliamidas, kapronas
Slide 18
Plastiko butelių atliekos
Slide 19
BIOIRŪS POLIMERAI
• Iš iškastinių žaliavų – sintetiniai polimerai
PVA – PoliViniloAlkoholis (bioirus)
PVA – PoliVinilAcetatas
Iš atsinaujinančių žaliavų – BIOPOLIMERAI
iš biomasės arba bioatliekų
krakmolo, baltymų pagrindu
Iš biopolimerų gaminami BIOPLASTIKAI arba
BIOKOMPOZITAI