Диссертация (1091354)
Текст из файла
Акционерное общество «Институт пластмасс имени Г. С. Петрова»На правах рукописиВеселова Екатерина ВладимировнаТЕХНОЛОГИЯ МОДИФИКАЦИИ ВТОРИЧНОГОПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА В ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОЦЕССАХПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С УЛУЧШЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ СВОЙСТВ05.17.06 - «Технология и переработка полимеров и композитов»ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук,профессор,Симонов-Емельянов И. Д.Москва - 20162СодержаниеВведение ...........................................................................................................................
4Глава 1. Литературный обзор ....................................................................................... 121.1Получениеисвойстваполиэтилентерефталатадляпроизводствабутылочной тары........................................................................................................ 121.2Деструкцияипутистабилизациимолекулярныхсвойствполиэтилентерефталата ............................................................................................. 151.3Способыповышениямолекулярноймассывторичногополиэтилентерефталата .............................................................................................
22Глава 2. Объекты и методы исследования.................................................................. 352.1Объекты исследования .................................................................................... 352.2.Методы исследования ..................................................................................... 392.2.1Физико-химические характеристики ...................................................... 392.2.2Молекулярно-массовые характеристики ...............................................
402.2.3Реологические характеристики ............................................................... 412.2.4Теплофизические свойства ...................................................................... 422.2.5Физико-механические характеристики .................................................. 442.2.6Изучение процесса химической модификации полимерной цепивторичногополиэтилентерефталатавприсутствиифосфорсодержащихсоединений и влаги в температурных условиях экструзии.
.............................. 452.2.7Изучениевлияниямодифицированногоитемпературынапроцесстермостабилизированногокристаллизациивторичногополиэтилентерефталата методом ИК – Фурье - спектроскопии ....................... 46Глава 3.3.1Результаты и их обсуждение ................................................................... 49Исследование влияния содержания влаги на свойства вторичногополиэтилентерефталата в температурных условиях экструзионного процесса . 493.2Изучениепроцессахимическоймодификациивторичногополиэтилентерефталата с повышенной влажностью при экструзии ................... 6233.3Изучение термостабилизации модифицированных материалов на основевторичногополиэтилентерефталатасвысокимсодержаниемвлагифосфорсодержащими соединениями в процессе экструзии .................................
853.4Разработка технологии получения экструзионной ленты из вторичногополиэтилентерефталата с повышенной влажностью ........................................... 109Выводы ......................................................................................................................... 115Список литературы ..................................................................................................... 117Приложения .................................................................................................................
1334ВведениеТемпы роста производства, переработки и потребления полимеров в Россииодни из самых высоких в мире (до 25% в год), что неминуемо ведет кобразованию большого количества отходов. По данным исследовательскихкомпаний Reserch Techer и «Экомеханика» в России в 2009 г. суммарный объемобразования пластиковых отходов составил порядка 3,3 млн. т [1]; в 2012 г. –около 4 млн. т, а к концу 2014 г. - 6 млн. т [2]. Причем их большая частьприходится на муниципальные отходы (66%) (рисунок 1.1) [3]. Это связано с тем,чтозначительнуюдолюобъемовпотреблениясоставляетпродукциякратковременного использования (упаковка пищевых продуктов, напитков и др.).Все это приводит к дальнейшему обострению экологических и экономическихпроблем.3%2%4%Муниципальные отходы5%ДругиеАвтопром20%Сельское хозяйство66%СтроительствоЭлектроника иэлектротехникаРисунок 1.1 Структура источников образования пластиковых отходовЭксперты различных организаций считают, что применение в качествесырьявторичныхполимерныхматериаловоченьперспективноввидуужесточения экологических требований.
Однако, из-за того, что в России неразвита система раздельного сбора мусора, позволяющая не допустить смешения5и загрязнения вторичных ресурсов, не более 27% от общего объема образованияпластиковых отходов могут подлежать вторичной переработке, а на практике этацифра не превышает 10 - 14% [1, 2, 4]. Для решения проблемы проектируются истроятся мусоросортировочные станции и мусороперерабатывающие заводы, трииз которых введены в эксплуатацию в 2010 году [4].
На сегодняшний день ихколичество мало (не более 40), вследствие чего, стоимость вторичныхполимерных материалов в России в 1,5 - 2 раза выше, чем в большинстве другихстран [2, 5].В структуре пластиковых отходов полиэтилентерефталат (ПЭТФ) занимаетвторое место (~20%) (рисунок 1.2) [1]. Это связано с ростом мощностейпроизводства первичного бутылочного ПЭТФ в России (95% от общегоколичества) на ~450 тыс.
тонн в год: за период с 2007 - 2012 гг. в 3,5 раза,производство – в 2,8 раза, экспорт – в 11 раз, а импорт снизился в 2,3 раза.Особенно это заметно в мегаполисах, таких как Москва и Санкт - Петербург, гдеотмечен ежегодный рост его потребления на 4 - 5% и по итогам 2012 г. равен 570тыс. тонн. [5]. В перспективе намечается увеличение доли производстваотечественного ПЭТФ за счет ввода новых мощностей в размере 1506 тыс.тонн/год [6].7%8%34%ПолиэтиленПолиэтилентерефталат14%Ламинированная бумагаПоливинилхлоридПолистиролПолипропилен17%20%Рисунок 1.2 Структура образования отходов по материалам6В мире разрабатываются и осваиваются различные методы сбора,измельчения и вторичной переработки упаковки из ПЭТФ.
С 2005 г. наблюдаетсяОбъем производства, тыс.тинтенсивный рост мощностей, который продолжается и сейчас (рисунок 1.3).7064.25605036.214030205.35107.99.91200620070200520082009Рисунок 1.3 Динамика переработки упаковки из ПЭТФ в России в 2005-2009 гг.Выпускомвторичногополиэтилентерефталата(ВПЭТФ)и/илипереработкой промышленных и бытовых отходов ПЭТФ в России занимаетсяоколо 20 предприятий, наиболее крупными из которых являются ООО «Пларус»,ЗАО «РБ Групп», ОАО «Сибур-ПЭТФ» и ООО «Эко-ПЭТ», чья совокупная доляна рынке составляет около 75% (таблица 1.1). В территориальном отношении57,8% - приходится на Москву и Московскую область, 19,1% - на Тверскуюобласть.
При переработке механическим способом 75 - 85% готового продуктасоставляют флексы (измельченные частицы бутылок размером 3 - 10 мм), 15 25% - вторичный гранулят, который выпускают только 4 предприятия ООО«Пларус»,ООО«ПЭТтехнология»,ЗАО«ЭкоТехнология»иООО«Пластсервис». Средний уровень загрузки производственных мощностей поотрасли составляет 56,8 %.
Существующие мощности позволяют перерабатывать100 - 130 тыс. т отходов [4].7Таблица 1.1 - Основные производители ВПЭТФ в России в 2009 г.ПредприятиеООО «Пларус»(Солнечногорск, Московскойобласти)ЗАО «РБ Групп» (Москва)ОАО «Сибур-ПЭТФ» (Тверь)ООО «ЭкоПЭТ» (Казань)ООО «ПЭТ технология»(Москва)ЗАО «ЭкоТехнология»(Тверь)ООО «Пластсервис»(Новосибирск)ООО «Полифлекс»(Новокуйбышевск, Самарскойобласти)ООО «Юни-ПЭТ» (Клин,Московской области)ООО «Селена-Химволокно»(Карачаево-Черкесия)ОАО «Косулинскийабразивный завод» (ВерхнееДубово, Свердловскойобласти)ПрочиеВсегоОбъемпроизводства,тыс. тДолявпроизводстве,%Производственныемощности,тыс.
тУровеньзагрузкимощностей,%17,5-18,027,728,0-30,061,214,0-14,58,0-10,06,5-7,022,214,010,516,0-20,014,0-16,08,5-9,079,260,077,13,5-4,56,26,066,73,0-3,55,110,0-12,029,51,8-2,23,14,0-6,040,01,5-2,02,73,058,31,0-1,21,71,5-2,062,91,0-1,21,65,020,00,8-1,01,43,625,02,564,33,9100,07,0113,135,756,8По данным компании Polyester Technology в России перерабатывается неболее 5 - 15% ВПЭТФ в отличие от стран Европы, Ближнего Востока, Азии иЮжной Америки, где наблюдаются интенсивные темпы роста: с 4 - 22,7% в 2006году до 28 - 33% в 2010 году, сейчас около 35%.
Китайские неофициальныеисточники заявляют о сборе более 90% ВПЭТФ, средний показатель по миру –около 50% (8,1 млн. тонн) [2, 4, 7]. Эксперты ООО «Инфомайн» полагают, чтопринятие в России Федерального закона «О вторичных материальных ресурсах»может увеличить производство ВПЭТФ в 2 раза. Тормозом является и тот факт,чтоприегоповторнойпереработкенастандартномтехнологическом8оборудовании в результате процессов деструкций комплекс свойств полимераснижается, что делает невозможным изготовление из него качественных изделий.Ряд иностранных производителей (Луиджи Бандера, Амут, Берсторфф,Вернер-Пфляйдер)выпускаютспециальныетехнологическиелиниидляпереработки флексов в гранулы, но их влажность - φв не должна превышать 0,2масс.% [8]. Фактическая влажность флексов выше (~ 0,5 масс.%), что делаетнеобходимым включение в технологический процесс энергоемкую операцию попредварительнойподготовкематериала.Крометого,стоимостьтакогооборудования очень высока и требует отдельных производственных мощностейдля организации производства.Очевидно, что существует необходимость в разработке непрерывнойэкструзионной технологии по переработки флексов ВПЭТФ с исходнойповышенной влажностью на стандартном технологическом оборудовании с цельюполучения материалов и изделий с комплексом свойств на уровне первичногоПЭТФ (ППЭТФ).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
