165960 (Совершенствование технологии изготовления вкладыш-пустотообразователя на основе полипропилена), страница 4

Проблема утилизации полимерных отходов является одной из важнейших, однако хранение их переработки целесообразен лишь тогда, когда существует действительная технология и высокопроизводительное оборудование. Между тем в настоящее время нет четких путей эффективной переработки полимерных отходов, особенно "мягких", а также определение производительности и мощности установок, учитывающих конструктивные параметры режущих узлов и свойств перерабатываемых материалов, в том числе высокоэластичных. К "мягким" относятся: полиэтилен высокого, среднего, низкого давлений, полипропилен пластифицированные и полужесткие материалы на основе поливинилхлорида, резины.

Предлагаются универсальные технологии, позволяющие перерабатывать широкий спектр полимерных отходов, в том числе "мягких", отличающиеся достаточно высокой производительностью при относительной простоте конструктивного оформления энергосбережения.

Техническая и экономическая эффективность использования универсальной установки для измельчения "мягких" полимерных отходов состоит в заметном расширении сырьевой базы за счет возврата в производства "мягких" отходов и соответственно улучшить экологическую обстановку благодаря исключению вывоза этого вида полимерных отходов на свалку. [12]

Вообще проблема утилизации отходов в России за рубежом весьма актуальны и поскольку в современном мире существует свыше четырехсот видов пластмассовых отходов. Учитывая специфические свойства полимерных материалов - они не подвергаются гниению, коррозии, проблема их утилизации носит прежде всего экологический характер. Универсального решения экологической проблемы даже в экологически-развитых странах не найдено.

Комплексных линий по производству оборудования для переработки отходов в России нет. Только завод "Кузполимермаш" изготавливает отдельные узлы технологической линии переработки отходов: агломираторы, дробилки, сушки, линии грануляции термопластов.

Ориентировочная стоимость оборудования для линии грануляции отходов мощностью до 600 тонн/год без стадии отмывки составляет от 25тыс. долларов США.

Анализ европейского и мирового опыта показал, что экологические производства, т.е. производства касающиеся восстановления и улучшения окружающей среды, которые включают в себе процессы повторного использования материала дают выручку в размере более 300млрд. Евро/год в одном европейском союзе.

Однако решение проблемы утилизации отходов полипропилена связана не только с организацией дробления, мойки и перегрануляции, но и с обеспечением вторичному сырью физико-механических свойств, максимально приближенных к свойствам полимера, так как полипропилен претерпевает изменения, негативно влияющие на их структуру. [13]

Основным способом борьбы с термоокислительной деструкцией полипропилена является введение в них антиоксидантов или стабилизаторов. В настоящее время некоторые зарубежные фирмы, в частности, Швейцарская фирма "Сиба", выпускает рецептуры стабилизаторов, содержащих еще и ряд ингредиентов, позволяющих не только предотвратить дальнейшую деструкцию полимеров, но и в некоторой степени, восстановить их свойства. Эти комплексные рецептуры получили название рециклизаторов. Их вводят в количестве от 0,2-0,4% от массы полимера. Наиболее рациональным способом введения рециклизаторов в полимеры, является использование их концентратов, особенно многофункциональных концентратов, содержащих несколько аддитивов, каждый из которых выполняет в полимере свою конкретную функцию.

Уже в течении многих лет очень хорошо зарекомендовали себя установки по переработки отходов термопластов, представляющие собой комбинацию из узла разрывания, экструдера с гранулирующей головкой.

Технические преимущества этих установок:

прямая комбинация узла разрывания и одношнекового экструдера означает экономию промежуточного транспортирования и складирования материала;

загрузка экструдера подогретым уплотненным материалом приводит к тому, что можно использовать более короткий экструдер, обеспечить меньший износ шнека и цилиндра и снять термическую нагрузку и окисление материала;

возможность переработки материалов с влажностью до 4%, а на установках с вакуумом и двойной дегазацией до 8%.

Экономические преимущества:

очень хорошее соотношение цены и производительности;

экономия до 40% энергии по сравнению с многоступенчатой переработкой;

компактное незанимающее много места исполнение;

пластифицированный, великолепно отфильтрованный в расплавленном состоянии гомогенный гранулят, мало уступающий по своим качествам первичному.

Производительность установок такого типа от 100 кг/г до 2000 кг/г.

Основная задача при проектировании и изготовлении оборудования для переработки отходов является исключение по мере материала при изготовлении изделия и обеспечение максимального возврата материалов в процесс.

В настоящее время на заводе ЗАО "Атлант" (Беларусь) изготавливаются серии дробилок:

1. дробилка передвижная БЗС 0090М.

2. дробилка БЗС 0131.

3. дробилка БЗС 0139.

Эти дробилки относятся к типу малооборотистых.

Особенность этих дробилок - низкий уровень шума (менее 70 дБ), незначительное содержание пыли, что обеспечивается низкой скоростью вращения инструмента (28 об. /мин), самозатачивающиеся инструменты, который гарантирует продолжительную эксплуатацию дробилки без переточки инструмента. [14]

За рубежом проблема утилизации отходов является одной из наиболее острых проблем современной цивилизации. С целью ее решения в последнее время предпочтительное развитие получает производство биоразлагаемых полимеров: Biopol, Bioceta, Eco Plato, Bioplast, Bionolle, Ecoflex и другие. Также важным направлением в США и Европе является рециклирование отходов пластмасс и получения материалов, продуктов или изделий пригодных к дальнейшему использованию. [15]

Ассортимент термопластавтоматов, выпускаемых в России, также постоянно обновляется например, Красноярский машиностроительный завод наладил выпуск термопластавтоматов моделей ДК 160-01, ДК 250, ДК 400. ТПА традиционно выполнены в горизонтальной компоновке со встроенным гидроприводом механизмами запирания, впрыска и узлом пластикации. Технические характеристики и параметру соответствуют лучшим аналогам известных зарубежных фирм, а стоимость существенно ниже. С 2001 года ТПА комплектуются системой управления, разработанной НПК "Кранавтоматика" (Красноярск). На СУ ТПА осуществляется цифровая индикация диагноза неполадок, отображающая не сработавший элемент, а также обеспечивается функционирование блокирующих устройств, повышающих безопасность обслуживающего персонала и безаварийную работу ТПА. [16]

Исходя из выше сказанного, при изготовлении вкладышей для придания антистатических свойств вводится концентрат антистатической добавки марки Т 0021/01, ТУ 2243-001-231-24265-2000.

Для уменьшения продолжительности цикла литья под давлением вкладышей ТПА KuASY, а соответственно уменьшение энергоемкости процесса, увеличение производительности ТПА, уменьшение себестоимости изделия рекомендуется применение бункера с устройством загрузки материала в токе горячего воздуха, которое состоит из нагревательного элемента и вентилятора, подающего горячий воздух противотоком в загрузочный бункер ТПА.

Для организации линии по переработки отходов используется: установка универсальная для измельчения полимерных отходов, экструдер ZSK-57, водокольцевой гранулятор WRG-230, барабанная сушилка. Линия обеспечивает необходимую производительность, энергоемкость, качество получаемого гранулята, который подается в технологический процесс.

Для обеспечения автоматизации процесса при транспортировки материала применяется пневмотранспортная установка.

Совершенствование технологии переработки прогрессивных термопластов необходимо вследствие широкомасштабного их внедрения и расширяющегося применения, поскольку они обладают комплексом ценных механических, тепло-физических и диэлектрических характеристик. [10]

1.3 Характеристика исходного сырья и материалов

Сырьем для производства вкладышей служит полипропилен низкого давления марки 21020-06 или пропилен среднего давления марки 01020-06, со светостабилизирующей, термостабилизирующей и антикоррозионной добавкой, слабоокрашенный для изделий народного потребления и технического назначения первого сорта. [17]

Полипропилен поступает на производство в виде гранул одного цвета размером 2-5 мм. Допускаются гранулы размером свыше 5 до 8 мм и менее 2 мм, массовая доля которых не должна превышать 3% от массы партии, для полипропилена среднего давления - 5% от массы партии.

Характеристика полипропилена марки 21020-06 (высший сорт) представлена в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика полипропилена марки 01020-06 (первый сорт) представлена в таблице 4.

Таблица 4

Свойства полипропилена (готовой продукции) представлены в таблице 5.

Таблица 5

Для окрашивания вкладышей применяется концентрат "Баско" марки Т 1910 цвет черный ТУ 2243-001-23124265-2000 партия 237-00, 25.01.2000, для модификации применяется концентрат антистатической добавки "Баско" марки Т 0021 ТУ 2243-001-231-24265-2000 партия 8-00 25.01.2000. [5]

Характеристики концентратов "Баско".