Работа над проблемами утилизации полимерных материалов идет полным ходом, появляются новые, более совершенные технологии. Достаточно простая и недорогая технология электроспекания позволяет одновременно решить две проблемы — утилизации пластиковой упаковки и энергосбережения. Упаковка в виде полимерной пленки может быть утилизирована методом электроспекания с образованием утеплителей для теплопроводов.

Недавние «газовые» события, произошедшие в Украине, очертили ряд проблем в области энергоснабжения и рационального использования энергоносителей. Многие открыли для себя поразительные истины: энергоносители могут стоить дорого, и их может не хватать; зима может наступить внезапно; и, оказывается, есть какие-то энергосберегающие технологии.
Последняя сентенция и вправду для многих стала откровением. Действительно, есть энергосберегающие технологии, и их можно использовать: такие технологии давно предлагаются к внедрению украинскими учеными.
Действительно, до тех пор, пока энергоносители были недорогими, потребность в энергосберегающих технологиях отсутствовала. В этом был здравый смысл — для того, чтобы сэкономить какое-либо количество дешевого газа, нужно вложить определенную сумму, а экономический эффект от этой инвестиции можно получить только через несколько лет. Поскольку газ дешевый, его можно жечь сколько угодно, не заботясь об экономии. Однако человеку с течением времени свойственно пересматривать свои жизненные позиции и убеждения. И вот сейчас наступает тот самый период для изменения взглядов на энергоносители и на все, что с ними связано.
В современном обществе проблема утилизации продуктов деятельности человека стоит на одном из первых мест, так как отходов образуется намного больше, чем их возможно перерабатывать. Это прописные истины, известные всем. Среди продуктов деятельности значительную часть занимают пластики, поэтому утилизации пластиковых отходов уделяется достаточно внимания со стороны научных, общественных, политических и прочих организаций, а также средств массовой информации. Однако проблема не решена до сих пор, поскольку это сложная задача, имеющая множество особенностей.
Пластиковые отходы могут быть совершенно разными. Наиболее сложными для утилизации являются упаковочные пленки. В настоящее время практически все они выпускаются многослойными, к тому же упаковка несет на себе многокрасочную печать. Трудно представить стандартную технологию рециклинга, включающую в себя сбор вторичного сырья, сортировку, измельчение, очистку, переработку и получение на выходе гранул полимера. Переработать пленку в какое-либо монолитное изделие особенно сложно, так как ее нужно отсортировать, очистить от продуктов загрязнения и краски.
К другой, не менее важной проблеме современного общества можно отнести возрастающие потребности в энергоносителях. Виной тому отнюдь не развитие инфраструктуры, производства и быта, а использование устаревших, неоправданно энергоемких технологий. Простой пример: какое значение коэффициента полезного действия котельной, построенной во второй половине прошлого века, снабжающей теплом цепочку домов посредством подачи горячей воды по теплопроводу того же возраста, что и котельная, утепленная стекловатой в конце прошлого или начале нынешнего века? Ведь в большинстве развитых стран теплопроводы никто стекловатой не утепляет, для этого есть вспененный полиуретан.
Таковы в общих чертах две проблемы, частичное решение которых предлагается в данной статье.
Упаковка в виде полимерной пленки может быть утилизирована методом электроспекания с образованием утеплителей для теплопроводов. Это возможно осуществить практически без какой бы то ни было предварительной обработки. Таким образом, отчасти будет решена проблема утилизации пластиковых отходов, а также повышен КПД теплопроводов, что приведет к экономии дорогостоящих энергоносителей.

Электроспекание
Технология электроспекания состоит в следующем. Предварительно отсортированный пластиковый мусор, преимущественно в виде пленок, запрессовывается при небольшом давлении в специальные формы. Затем в них вставляются электроды таким образом, чтобы образовать контур, который под воздействием определенной силы тока, разогревшись, приведет к тому, что пластик, находящийся в форме, начнет плавиться. В форме с подключенными электродами через определенное время произойдет так называемое электроспекание смеси полимеров, в результате чего она обретет некоторую целостность.

Сбор вторичного полимерного сырья становится прибыльным видом деятельности

Как известно, пластики плохо проводят тепло. Благодаря этому свойству возможно их вспенивание, а затем использование в качестве теплоизоляционного материала. В данном случае материал вспенивать нет необходимости, так как за счет невысокого давления при уплотнении пленки так или иначе образуются пустоты, кроме того, при спекании материал не сможет расплавиться полностью и гомогенизироваться. Смысл спекания заключается в том, чтобы придать массе пластиковых пленочных отходов форму. Безусловно, в местах, наиболее близко расположенных к контуру, полимер полностью расплавится, а кое¬где даже частично деструктируется, в то время как в местах, удаленных от контура, температура не позволит полимеру проплавиться. Это не проблема, так как в конечном итоге на выходе будет получен теплоизоляционный пористый материал определенной формы и прочности.
Если речь идет об изоляционном материале для теплотрасс, то на выходе после спекания будут получены два полуцилиндра с внутренним радиусом, соответствующим радиусу трубы, которую необходимо изолировать. Полуцилиндры имеют пазы и захваты для крепления друг относительно друга при монтаже без дополнительных крепежных материалов. Их конфигурация будет определяться той из форм, куда пленка будет запрессована. Формы могут быть изготовлены даже из материала, не обладающего диэлектрическими свойствами: ввиду того, что технологический процесс проводится при высоком давлении и высокой температуре, формы могут быть тонкостенными, выполненными из листовой стали, покрытой электроизоляционным материалом, или даже пластмассовыми. В данном случае, при прессовании материала для его уплотнения достаточно усилий оператора, а потребность в прессах отсутствует. Процесс спекания не требует сверхвысоких напряжений, и кроме того, для организации процесса переработки пленки в утеплитель не нужны большие производственные площади. Это говорит о простоте технологии и возможности применения недорогого оборудования.
При подготовке материала его достаточно лишь отсортировать, а затем без очистки от загрязнений подвергнуть электроспеканию. Загрязнение пленочной упаковки не помешает процессу спекания, ведь в данном случае не преследуется цель получить материал прочный и монолитный. Возможный неприятный запах изоляционного материала тоже не является проблемой, ведь он используется для утепления теплотрасс, а не жилых помещений.
Таким образом, достаточно простая недорогая технология позволяет одновременно решать две проблемы — утилизации пластиковой упаковки и энергосбережения.

Реализация идеи
Вариантов решения проблемы может быть несколько, но самым прогрессивным и желательным является следующий. Наиболее логичным было бы реализовать проект в свете некой государственной программы. Сама технология практически ничего не стоит. Все затраты сводятся к тому, чтобы изготовить комплект форм, электроды, собрать и отсортировать пластиковый мусор, оплатить электроэнергию и труд рабочих, которые будут делать теплоизоляцию. Главный вопрос состоит в том, кому нужна теплоизоляция. Ответ казалось бы, логичен и прост: дешевая и эффективная теплоизоляция нужна тем, кто прокладывает теплотрассы и их обслуживает. Зная как, эти теплотрассы прокладываются, и тем более, как они «обслуживаются», напрашивается вывод о необходимости реализация идеи в рамках государственной программы. Если на такого рода материал и технологию будет сделан государственный заказ, будут выделены средства, и за реализацию проекта возьмутся добросовестные люди, то эффект будет. И пусть никого не смущают словосочетание «государственная программа» и выражение «выделены определенные средства». Давайте вспомним, что за всем этим стоит частичное решение экологической проблемы и проблемы экономии энергоресурсов.

Технология электроспекания позволяет одновременно решать две проблемы — утилизации пластиковой упаковки и энергосбережения.

Еще один вариант реализации идеи проекта — это получение прибыли от утилизации пластикового мусора путем продажи теплоизоляционных материалов. Он может быть интересен в первую очередь тем, кто занимается проблемами переработки мусора, в том числе пластикового. Отчасти на решение написать эту статью меня натолкнуло письмо одного из читателей журнала. Человек, занимающийся утилизацией пластиков, задал вопрос относительно того, какие существуют варианты и технологии, связанные с рециклингом полимеров. Предлагаемая идея — один из способов ее решить. В данном случае необходимо учесть, насколько успешной может быть реализация продукции, получаемой методом электроспекания. Это вопрос достаточно сложный и выходит далеко за рамки идеи.

Упаковка в виде полимерной пленки может быть утилизирована методом электроспекания с образованием утеплителей для теплопроводов. Это возможно осуществить практически без какой бы то ни было предварительной обработки.

В заключение хотелось бы сказать, что было бы очень интересно перенести лабораторные разработки технологии электроспекания на производственный уровень. Особенно приятно было бы убедиться в том, что технология вместе с предлагаемой идеей действительно способна частично решить такие важные проблемы, как экологическая безопасность и энергосбережение.
В статье не приводятся расчеты и глубокий экономический анализ в связи с тем, что идея при ее реализации может принять абсолютно иной облик, нежели вышеописанный.
Говоря об утилизации пленочной упаковки, следует указать на то, что до 40% спекаемой композиции могут занимать и другие пластики, не относящиеся к категории пленок. Главное, чтобы материалу можно было придать определенную форму.

Автор: Артем ТРЕТЬЯКОВ, к. т. н.
Источник: Полимеры-Деньги

Подробнее с анализом рынка конкретных видов пленок – оценкой спроса, географией размещения производство, анализом конкурентной среды. Возможностями замещения импортных поставок, - можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок полимерных пленок в России».