Гранулированный полиэтилен: переработка и производство гранул из полиэтилена, гранулятор вторичного полиэтилена

Преимущества «вторички»

Использование переработанных синтетических материалов имеет много преимуществ перед сырьем:

• финансовое преимущество – на производство затрачивается меньше финансовых ресурсов, что существенно влияет на конечную стоимость продукта;
• охрана окружающей среды – сырьем для производства в основном является мусор;
• простота технологии – нет необходимости в сложных технологических процессах и оборудовании.

По физико-химическим параметрам вторичные гранулы практически не отличаются от первичных. За счет использования различных присадок и присадок эти свойства можно улучшить.

Вторичные гранулы обеспечили:

• размеры;
• цвет;
• открытость.

В зависимости от типа используемого для производства полимера определяется дальнейшее назначение материала. Качество гранул во многом зависит от степени очистки полимерного сырья от примесей.

Есть и другие преимущества использования:

• рыхлые гранулы занимают мало места;
• имеют постоянный объем и вес, так как не впитывают воду;
• не деформируется – устойчив к механическим воздействиям;
• устойчив к перепадам температуры;
• их легко хранить и транспортировать;
• широкий ассортимент продукции.

Заменяя дорогое первичное сырье, вторичное сырье радикально решает экологическую проблему пластиковых отходов. Преимущество такого лечения заключается в других аспектах:

• не требуется организация полигонов для захоронения полимерных отходов;
• нет необходимости строить мусоросжигательные заводы;
• снижается расход минерального сырья, используемого для производства первичных полимеров.

Переработка пластиковых отходов становится все более прибыльным бизнесом.

Виды вторичных гранул

Вид гранул, а также их свойства и назначение зависят от того, какой пластик перерабатывался.

Большинство из этих продуктов:

• HDPE HDPE — полиэтилен низкого давления;
• LDPE LDPE — полиэтилен высокого давления;
• ПЭТ ПЭТ — полиэтилентерефталат;
• Полипропилен ПП;
• ПВХ ПВХ — поливинилхлорид.

Но и другие виды «вторички» также все более востребованы»:

• эластичный ЛПЭНП;
• АБС-пластик;
• полистирол ПС;
• поликарбонат.

Каждый материал имеет свои свойства.

ПНД — полиэтилен низкого давления

Для производства используются неликвиды и отходы полиэтилена низкого давления. Имеют высокую плотность.

По этой причине затраты на их переработку несколько выше, чем у других пластиков.

ПВД

Обработка полиэтилена высоким давлением придает ему особые свойства:

• эластичность – обладает хорошей эластичностью и пластичностью, что отлично подходит для производства пленок различного назначения;
• без запаха и не выделяет токсинов;
• хорошая морозостойкость изделий из ПВД;
• не проводит электричество;
• имеет водо- и газонепроницаемость;
• хорошо сохраняет тепло;
• имеет отличную светопропускную способность;
• устойчивы к химическим воздействиям.

ПЭТ

Отходы ПЭТ проще всего перерабатывать.

Вторичные гранулы могут быть добавлены к первичному сырью или сплавлены вместе с другими видами пластика.

Читайте также: Полиэтиленовый воск:свойства и особенности

Полипропилен

Сырьем для производства «вторички» являются пленки, а также отходы и отходы производства полипропиленовой тары и упаковки.

Вторичный материал имеет:

• устойчивость к высоким температурам;
• механическая сила;
• электроизоляция и водонепроницаемость;
• устойчивость к химическим веществам, кислотам и спиртам.

А вот пропилен не обладает морозостойкостью. Специальные компоненты помогают устранить этот момент.

Полипропиленовые гранулы в основном используются для дальнейшей переработки методом литья под давлением.

ПВХ

Благодаря своим особым свойствам эти гранулы используются во многих областях.

Они просты в использовании, потому что:

• при производстве не образуется пыль;
• их легко красить, ламинировать и ламинировать;
• просто выполните дальнейшую обработку.

Универсальность гранул ПВХ заключается в том, что их можно перерабатывать на любом оборудовании.

Стрейч

Стретч-гранулы в основном используются для производства упаковочной пленки, которая имеет:

• хорошая гибкость и расширяемость;
• отличная фиксация;
• прозрачность;
• плотность воздуха.

Материал нетоксичен, без запаха. Стрейч обладает хорошей химической стойкостью.

ABS-пластик

АБС-пластик широко используется во многих сферах жизни и производства. Он состоит из трех основных компонентов, каждый из которых придает ему определенные свойства.

Полистирол

Важнейшими техническими параметрами пенопласта можно назвать:

1. Оптимальное сочетание гибкости и жесткости материала.
2. Хорошая прочность и устойчивость к механическим воздействиям.
3. Инертны к химическим веществам.
4. Хорошая светорассеивающая способность.
5. Материал не проводит электричество.

Это экологически чистый продукт. Сырьем для переработки может быть как вспененный, так и монолитный полистирол.

Поликарбонат

Вторичный поликарбонат практически ничем не отличается от органического. Сырьем здесь являются отходы различных продуктов из него.

Он характеризуется следующими показателями:

• высокая прочность;
• отличные оптические характеристики;
• хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства;
• эластичность;
• не пропускает влагу;
• легко обрабатывается;
• не токсичен.

Может использоваться при отрицательных температурах.

Добавление в материал стабилизаторов позволяет защитить его от ультрафиолетовых лучей Добавки для производства пластикового регранулята

При производстве вторичных гранул часто используют различные добавки. Они улучшают физические и химические свойства полимеров, а также их эксплуатационные характеристики. Для этого используются следующие компоненты:

• красители;
• вкусы;
• добавки;
• сушилка для белья;
• антистатические средства.

Они могут придавать гранулам разнообразные цвета, запахи, повышать морозостойкость, прочность, стойкость к химическому воздействию.

Метод грануляции пластмасс

Технология достаточно проста и не очень затратна в финансовом плане.

Наиболее выгодно перерабатывать производственные ошибки и отходы, не подвергавшиеся интенсивной эксплуатации.

Сложнее производство «вторички» из отсортированного пластика. Здесь самой большой сложностью будет его качественная очистка от примесей. Использование в качестве сырья несортированных и сильно загрязненных отходов зачастую не только невыгодно, но и очень затруднительно.

Переработка пластика осуществляется двумя основными способами:

1. Простое измельчение отходов позволяет использовать их в качестве добавки к первичному сырью при производстве продукции.
2. Дробление с последующим получением гранул, которые можно использовать для изготовления товаров.

Рассмотрим подробнее технологию получения вторичных гранул из пластика.

Общая технология процесса:

1. Сырье предварительно сортируется по типу и цвету. Эта операция в основном выполняется вручную.
2. Кроме того, однородные отходы измельчаются в специальной дробилке. Размер полученного материала зависит от дальнейшей обработки.
3. Дробилку тщательно промывают и очищают от инородных тел и загрязнений.
4. Смесь тщательно высушивается.

Суть метода пластической грануляции:

• масса нагревается до определенной температуры (в зависимости от типа полимера);
• при экструзии выталкивается через отверстия в виде нитей;
• их сразу помещают в воду для охлаждения;
• после этого пряди разрезают на гранулы.

Альтернативой является метод горячей резки, при котором этап водяного охлаждения отсутствует.

Здесь также возможен ряд промежуточных действий, связанных со свойствами пластического типа. Из готовых гранул можно производить пластмассовые изделия методом литья под давлением или экструзией.

Оборудование

Для переработки пластика используются стационарные или мобильные установки. Они выполняют отдельные функции, либо являются универсальными.

1. Линии очистки и мойки полимерных отходов.
2. Выдавить.
3. Полимерные агломераторы.
4. Линии грануляции вторичных полимеров.
5. Линии по переработке ПЭТ-бутылок.
6. Модули для сухой очистки полимеров – предназначены для очистки сыпучих полимеров от сухих загрязнений различных объектов.
7. Перфораторы для прокалывания ПЭТ-бутылок.
8. Прессы для полимеров.
9. Дробильное оборудование.

Мини-агрегаты помещаются в специальный контейнер, который представляет собой уже готовую установку. Для его активации требуется электричество, вода и канализация.

Гранулирование пластиковых бутылок

Пластиковые бутылки, в которые расфасовывают различные напитки, практически вытеснили из обращения стеклянную тару. Утилизация очень дорогая, так как пластик долго не разрушается.

Сжигание наносит значительный ущерб окружающей среде и требует больших финансовых вложений.

Автоматизированные линии позволяют:

• мытье бутылок;
• удаление посторонних предметов, особенно бумажных этикеток;
• измельчение ПЭТ;
• упаковка хлопьев и гранул.

В ручном режиме бутылки сортируются по цвету и удаляются с них пробки, ручки и другие предметы из ПВХ и посторонних материалов.

В линейку входят:

1. Конвейерная лента — лента для кормления бутылочек.
2. Барабан — здесь этикетки расходятся.
3. Металлоискатель – при обнаружении посторонних металлических предметов они удаляются из отходов.
4. Разрушитель бутылок.
5. Банный сепаратор — используется для отделения ПЭТФ от ПП.
6. Промывочный бак — здесь сырье промывается горячей водой.
7. Мойка центробежного типа.
8. Душ – используется для окончательного ополаскивания.
9. Центрифуги.
10. Сушильная машина.
11. Управление посторонних предметов.
12. Складские сваи.
13. Панель управления линией.

Конвейерная лента проходит между металлоискателем и измельчителем, после чего сырье подвергается визуальному осмотру.

Но бутылки — это специфическое сырье, поэтому мы отдельно описали технологию их переработки и используемое оборудование.

Крышки также перерабатываются отдельно, потому что они состоят из других полимеров. Обложкам также посвящен отдельный раздел.

Универсальные линии грануляторов

Различные виды полимерных отходов можно перерабатывать на универсальном оборудовании. Это могут быть как первичные полимеры, так и вторичное сырье и полимерные отходы.

Компоненты в линейке:

• основной экструдер;
• боковая подача;
• дополнительный экструдер;
• сушилка для белья;
• ванны водяного охлаждения;
• дробилка;
• дистанционное управление.

Такие линии компактны, не требуют большого количества обслуживающего персонала.

Агломерация

Агломераторы предназначены для переработки мягких полимерных отходов. Обычно это разные фильмы. Полученный агломерат подвергается дальнейшей обработке в экструдерах или термопластавтоматах. Одни и те же фильмы снимают по ним.

Агломератор может использоваться как самостоятельное оборудование, так и в сочетании с модулями для сухой очистки полимеров.

Принцип работы:

1. Отходы пленки помещаются в камеру измельчителя.
2. После измельчения в него подается холодная вода.
3. Водяной пар удаляется вентилятором.
4. Охлажденные гранулы выгружаются из резервуара.

Для переработки отходов ПВХ используется оборудование:

• дробилка;
• смеситель с двумя ступенями обработки — холодной и горячей;
• гранулятор.

Дробленка ПНД

Вторичный полиэтилен низкого давления является высококачественным сырьем для производства труб, различных видов пленки, ДПК и другой продукции. Фракции имеют размерные параметры от 4 до 8 мм, не слипаются, не подвергаются негативному влиянию бактерий и внешних факторов. Щебень нашего производства характеризуется низкой адгезией (склейкой), чистотой, сухостью, отсутствием дефектов.

Особенности

Грануляция является последней стадией любой технологической стадии производства полимеров этилена. Подавляющее большинство всего полиэтилена выпускается в виде гранул, т.е прочных частиц определенных размеров.

Техника грануляции помогает решить сразу три задачи:

• приведение полимеров — удаление остатков добавок и химических растворителей, улучшение механических свойств материала, дегазация и гомогенизация;
• обеспечить эксплуатационные характеристики продукции, необходимые для более рационального использования полиэтилена в производстве пластмассовых изделий;
• создание материалов с различными добавками, способными изменять параметры химической стойкости, плотности, оптических и диэлектрических свойств полиэтиленов.

Полиэтилен в виде гранул имеет существенные преимущества по сравнению с хлопьями и порошком.

• Уменьшить объем вдвое (плотность сыпучего полиэтилена в виде порошка и гранулированного — соответственно 0,20-0,25 г/куб.см и 0,5-0,6 г/куб.см.). Это позволяет значительно снизить затраты на хранение, перемещение и упаковку продукта.
• Высокая сыпучесть – использование гранул не создает проблем при упаковке, а также транспортировке. Пластиковые гранулы не налипают на стенки оборудования, не скапливаются в узлах транспортных механизмов, не электризуются и не образуют «мертвых зон», вызывающих нестабильность производственных процессов и остановку технологического оборудования.
• Сводит к минимуму потерю товарного вида – полиэтиленовые гранулы высыпаются из тары и загрузочных механизмов целиком.
• Низкая подверженность фотостарению и деструкции. Отсутствие образования пыли в производственном процессе и, как следствие, улучшение условий труда.

После сушки и всех испытаний на соответствие требованиям качества продукции гранулированный полиэтилен упаковывается в мешки по 25 кг и маркируется. В соответствии с ГОСТами гранулы из партии должны иметь единую геометрию и размеры по всем направлениям в пределах 2–5 мм, иметь одинаковую окраску. В каждой партии возможно наличие гранул размером 5–8 мм и 1–2 мм в объеме, не превышающем 0,25 % и 0,5 % соответственно. Изделия с выраженными дефектами (посторонние включения и шероховатость поверхности из-за деструкции полимера) отбраковываются.

Сферы использования

Область применения гранулированного полиэтилена охватывает более 80% всех областей применения полиэтилена в целом. Перечислим самые распространенные направления.

• Производство пленок различных форм и размеров. Для этого гранулы загружаются в специальный бункер, нагреваются и перемешиваются. В результате всех манипуляций получается расплавленная масса. Из него методом экструзии изготавливают пленку заданной толщины. Экструдер с круглой головкой пользуется большим спросом в промышленности. Этот способ позволяет получить рукав, который можно использовать для дальнейшего изготовления мешков.
• Производство контейнеров. Литье и другие методы литья используются для производства упаковочных материалов, таких как горшки, банки, бутылки и аналогичные изделия. В этом случае гранулированный полиэтилен подвергают вакуумной формовке – этот способ считается наиболее экономичным и практичным.
• Создание электроизоляции из полиэтилена специальных кабельных качеств. Этот способ аналогичен первому: гранулы расплавляются и размешиваются до однородного состояния. Затем методом экструзии изготавливается изоляционный материал нужной формы.
• Производство вспененного полиэтилена (пенополиэтилена). Это один из самых популярных теплоизоляционных материалов. Для выпуска также используется расплав гранулированных полимеров.
• Производство деталей кузова для автомобилей и других изделий, требующих высокой прочности. Для этого с помощью литья под давлением отливают гранулы полиэтилена особого качества.

Грануляторы и другое оборудование

Производство гранулированного полиэтилена включает несколько этапов.

Для начала сырье проходит подготовку, то есть измельчение. В зависимости от категории, к которой относится перерабатываемый материал, существует несколько видов измельчителей:

• образцы для полимерных пленок – оптимальны для остатков полипропилена, акрила, а также нейлона, ПВХ и других подобных изделий в пленочном виде;
• мельницы – подходят для обработки тонких пластиковых изделий, например ПЭТ-бутылок;
• дробилки – необходимы для дробления массивных изделий, например, ПВХ балкона и других вышестоящих конструкций.

Подготовленное сырье промывают, для этого используют «мокрые дробилки»,

Функционально они могут совмещать измельчение сырья с промывкой.

Удаление лишней влаги осуществляется с помощью сушильных агрегатов, как правило, применяются:

• центрифуги;
• сушка подогретым воздухом;
• сушка сжатым воздухом;
• центробежные прессы;
• водоотделители винтового типа.

Измельченный, очищенный и высушенный пластик может содержать остатки полимера, так как первоначальная ручная сортировка не обеспечивает 100% разделения. Для того, чтобы удалить все лишние элементы, в структуру производственных линий по переработке пластика вводят специализированные сепарационные механизмы.

Опишем наиболее распространенные технологии отделения пластиковой стружки.

• Флотационная сепарация. Метод основан на различии параметров смачивания разделяемых материалов. Для проведения разделения подготовленная смесь поступает в емкость с водой, обогащенной кислородом. Частицы гидрофобного материала сразу покрываются пузырьками воздуха и всплывают. Гидрофильные материалы собираются на дне резервуара.
• Электростатическая сепарация. Этот метод основан на различии электропроводности материалов и предрасположенности к накоплению статической электризации поверхности. В процессе обработки частицы материала подвергаются интенсивному перемешиванию, в результате трения их поверхность сильно электризуется и таким образом получает электрический заряд определенной величины. Разделение позволяет разделять материалы с разными свойствами в электрическом поле.
• Фотометрическое разделение. Работа этого механизма основана на разделении пластиков по оптическим свойствам, т.е по отражательной способности и цвету.

Установки этого типа оснащены специальными излучателями электромагнитных сигналов, а также высокочувствительными датчиками.

Завершающей стадией любого процесса производства гранулированного пластика является собственно грануляция, для которой используется гранулятор полиэтилена. Данное оборудование позволяет решить сразу несколько задач:

• придать готовым изделиям товарный вид;
• получать композиционные материалы с различными добавками.

Гранулятор полиэтилена работает так же, как экструдер. Пластиковые заготовки в нем подвергаются перемешиванию с помощью специальных подвижных шнеков, а также проходят зоны, отличающиеся по температуре нагрева. Под действием его повышенных значений и от трения, возникшего при перемешивании, масса начинает плавиться, а на выходе получаются волокна с заданными параметрами поперечного сечения. Чтобы они не слипались, поливайте их водой. После того, как их обрезают специальным приспособлением, они приклеиваются на определенную длину. Эти сегменты называются гранулами. Для охлаждения нагретые гранулы помещаются в кольцевую трубку, заполненную водой, оттуда они перемещаются в центрифугу, где масса избавляется от жидкой составляющей. Затем сырье поступает в сушильную камеру, а на заключительном этапе высушенный материал транспортируется в упаковочный блок.

Гранулятор полиэтилена позволяет превратить сыпучий полимер в прочный и плотный материал. Гранулы на выходе имеют однородную форму и размер, однородную структуру.

На каждом этапе грануляции обязателен контроль качества получаемого материала.

Процесс переработки

В последние годы заметно увеличилось количество компаний-производителей, занимающихся переработкой пластика. И дело тут не только в экологических проблемах, но и в перспективности такого бизнеса. Полиэтилен становится идеальной основой для изготовления мусорных контейнеров, всевозможных бытовых контейнеров, пластиковых панелей и других предметов.

Переработка пленок и пакетов практически не представляет сложности, так как их структура не меняется. Но этого нельзя сказать о качестве получаемого продукта – с каждым циклом обработки параметры прозрачности и цвет гранул значительно ухудшаются.