Переработка полиамида в гранулы, крошку, волокна и другое вторичное сырье из отходов, изготовление и применение вторсырья

Для чего применяется ткань

Гигроскопические свойства материала позволяют изготавливать комбинезоны, куртки и комбинезоны, обладающие способностью удерживать влагу. Помимо производства верхней одежды полиамидная ткань используется для производства концертных костюмов. Нейлон из полиамидных волокон используется для изготовления прозрачных чулок и колготок. Из этой ткани шьют некоторые модели сумок, кошельков, иногда обувь и другие изделия из кожи.

Ткани из полиамида часто используются в сочетании с другими волокнами. Они незаменимы для плоских прокладок и покрытий зубчатых ремней. Плоские зубчатые ремни изготавливаются из тканей с эластичным переплетением, что означает повышенное растяжение поперек. Эти вещества упрощают технологию изготовления зубчатых ремней. Эластичное плетение позволяет правильно, эстетично формировать зуб ремня, не выполняя операцию размещения изделия на пресс-форме.

Историческая справка

1932 год, США. У DuPont есть тонкие, прочные и очень гибкие нити, которые идеально подходят для армирования шин. Материал назывался нейлон.

1939 г. Всемирная выставка в Нью-Йорке. Впервые публике представлены нейлоновые чулки.

1939-1945 гг., Великая Отечественная война. Быстро возрастал спрос на легкие, прочные ткани для парашютов, палаток, обмундирования, снаряжения.

Послевоенные годы. Стремительное развитие производства привело к использованию синтетических материалов, в том числе полиамида.

Способы изготовления

С помощью специальной огнезащитной обработки ткань можно сделать огнезащитной. В производстве используются хлорированные бензолы, фосфонитрилхлорид. Иногда применяют тетрахлорфталевый ангидрид и хлорендиевую кислоту, получаемые конденсацией гексахлорциклопентадиена с малеиновым ангидридом.

Стало возможным производить чистую полиамидную ткань, которая сейчас используется для обрезиненных конвейерных лент. Материал пропитан клеевыми составами, что необходимо для увеличения их модуля. Всегда подлежит горячей экстракции и нормализации.

Ткани из полиамидных волокон можно сделать водонепроницаемыми. При их производстве необходимо пропитывать полотно хлоридом стеарата пиридина метиламида.

Каучук легко прикрепляется к полиамидной ткани кордового типа безпропиточным методом. Выпускается в новых высококачественных рукавах.

Минусы

• Ткань при носке электризуется.
• Глубокие жирные загрязнения трудно отмыть. Пот и масла иногда невозможно очистить.
• Потливость проявляется из-за слишком низкой гигроскопичности полиамидных волокон, что снижает уровень их гигиенических свойств.
• Для правильной стирки полиамидных тканей необходимо следить, чтобы температура воды не превышала 40-50°С, в отличие от хлопка, где для качественной обработки необходима вода выше 90°С.
• Гладить вещи из этой ткани нужно без использования пара, а утюг ставить на самую низкую температуру.

Некоторые люди после ношения одежды из полиамидной ткани отмечают покраснение, раздражение на коже, ощущают зуд. Аллергическая реакция возникает из-за водных вытяжек из этих тканей. Существуют вещества, которые действуют как раздражители и сенсибилизаторы кожи.

Из-за использования одежды из полиамидной ткани может возникнуть дерматит. В синтезе полиамидов используют капролактам, гексаметилендиамин и другие вещества, способные раздражать кожу. При длительной носке вещей из этого материала отмечается повышенная потливость, повышается температура тела и нарушается приятное самочувствие.

Особенности вторичной переработки полиамидных тканей

Некоторые отходы, такие как чулки, резиновые шнуры, содержат неполиамидные компоненты, поэтому для их обработки применяются дополнительные методы. Изношенные предметы часто сильно загрязняются, некоторые требуют длительной очистки из-за условий эксплуатации.

При переработке учитывается молекулярная масса отходов. Это влияет на прочностные и технологические свойства вторичной продукции. Для того чтобы готовый материал был более прочным и термостабильным, необходимо высокое содержание низкомолекулярных соединений в сырье.

Как перерабатывают и во что

Методы переработки полиамидной ткани делятся на две группы: механические, не предусматривающие использования химических реакций, и физико-химические, в которых используют химические реакции.

При использовании механического способа обработки ткани применяют измельчение изделия и другие известные в текстильной промышленности приемы обработки, позволяющие получить изделие с волокнистой структурой.

Измельчение сопровождает многие технологические процессы, используется как начальный этап обработки многих видов отходов полиамидной ткани. Он помогает получить порошок или крошку для последующего формования новых изделий. Этот метод незаменим, когда невозможно изменить физико-химические свойства сырья. Для получения порошка материала часто практикуется криогенное измельчение.

Наиболее известной отраслью, требующей механической обработки ткани, является производство напольных покрытий. Также востребованы штапельные ткани. Для механических способов переработки отходы полиамидного волокна представляют особую ценность, так как легко перерабатываются и окрашиваются.

Физико-химические методы переработки используются для деполимеризации отходов и получения мономеров, из которых на следующих стадиях получают волокна и олигомеры. Иногда исходный материал переплавляют для получения новых изделий методом экструзии, можно использовать литье под давлением.

Читайте также: 5 класс опасности отходов: перечень того, что к ним относится, классификация, хранение, транспортировка, размещение утилизация порядок подтверждения к категории

Насколько удобна вторичная переработка

Сегодня обработка высокопрочных полиамидных тканей требует использования крупного, функционального и дорогостоящего оборудования.

Отработанные волокна полиамидной ткани после переработки используются для производства лески, мочалок, сумок, но процессы еще недостаточно усовершенствованы, поэтому требуются большие затраты ручного труда.

Широко применяется переплав в вертикальных аппаратах продолжительностью 2-3 часа или на экструзионных установках, так как он считается наиболее быстрым и качественным методом. Плавление в перегретом паре или в вакууме, смачивание может улучшить свойства полимера, но не может дать высокомолекулярных продуктов.

Полиамидная ткань занимает лидирующие позиции в текстильной промышленности. Благодаря разработке и внедрению новых технологий в процесс переработки материала появляется возможность использовать ткань во всех сферах производства.

Основные виды полиамидов

На российском рынке, как и во всем мире, полимеры представлены основными группами с разными свойствами:

• полиамид-6;
• полиамид-66;
• полиамид-610;
• полиамид-12;
• полиамид-11.

Распространены также литые сополимеры и композиции различных типов.

Наиболее обширными группами являются ПА-6 и вторичные ПА-6-12.

Свойства

Разные виды материалов обладают схожими свойствами – жесткостью, износостойкостью.

1. Высокое водопоглощение. Свойства восстанавливаются после высыхания.
2. Эластичность. Хранить при низких температурах.
3. Смягчающее. Предельная температура составляет ок. 140°С, что позволяет стерилизовать пластик паром.
4. Удар и сила удара.
5. Легкая свариваемость высокочастотной сваркой.
6. Высокая паро- и низкая газопроницаемость. Имущество используется для изготовления вакуумной упаковки.
7. Полотна слегка окрашены, на них набивка.

С изобретением способов получения вторичного сырья из отходов переработка полиамида стала прибыльным бизнесом.

Многие компании покупают старые продукты и утилизируют их, а бракованные первичные продукты также перерабатываются.

В результате получают полиамидные гранулы, из которых снова изготавливают товары того же назначения.

Виды отходов

Отходы полиамида делятся на первичные и вторичные.

1. Первичные — это технологические остатки при производстве волокон (11-13%) и их переработке в изделия (ок. 3%).
2. Вторичные – это морально устаревшие товары (изношенная одежда, предметы быта). Обращение с этой группой отходов осложняется повышенной влажностью.

Виды ПА (и их отходы) обладают разными свойствами, поэтому для каждой группы применяются специальные методы очистки.

Создание постоянно новых технологий расширяет возможности переработки большего количества продуктов. Для материала с наиболее стабильными характеристиками созданы универсальные методы.

Методы переработки

Существующие методы утилизации делятся на группы: механические и физико-химические.

Механический

Данная технология подходит для слитков и отходов литья, брака при производстве волокна. Основу технологического процесса составляет измельчение.

Результат:

• крошка и порошок для производства ленты, слитков, щетины методом литья под давлением;
• волокнистое сырье для текстильной промышленности.

Механический метод не снижает физические параметры и химические свойства исходного продукта.

Перспективными считаются процессы получения из него напольных покрытий, нетканых материалов и штапельных тканей.

Практичнее и эффективнее использовать для этих целей отходы волокна, так как они легко поддаются переработке и окрашиванию.

Физико-химические

Эти методы различны и делятся на виды по принципу воздействия на материал.

1. Деполимеризация с получением моно- и олигомеров. Первый идет на производство волокон, второй – на производство лака, клея. Метод используется в промышленности для получения технических волокон. Для технологии подходит только чистое сырье.
2. Переплавка и получение гранул, агломератов. Оснащение производственной линии дополнительным оборудованием позволяет производить продукцию методом литья и экструзии.
3. Переосаждение вещества из растворов с образованием порошкового покрытия.
4. Модификация и получение материалов с новыми химическими свойствами.
5. Создание композиционных материалов.

Из всех известных методов второй метод наиболее распространен как в России, так и за рубежом.

Отработанный полиамид переплавляют в течение 2-3 часов перегретым паром или экструзией с электронагревом.

Используя ту или иную технологию, получают регенерированный полимер с определенными свойствами.

Оборудование для плавления

Обычно грануляторы работают в составе производственной линии с узлами:

• приемная свая;
• экструдер с нагревательными элементами;
• умирающая голова;
• ножи для нарезки кусочков (гранул);
• агрегаты охлаждения (водяные или воздушные);
• бункеры для приема продуктов;
• вибрационный стол.

С пульта управления запускаются электроприводы агрегатов. В мощных установках (производительностью более 1000 кг/ч) измельчители устанавливаются в начале цепи.

Применение вторичных гранул

Вторичное сырье:

• устойчивы к химическим и механическим воздействиям;
• является диэлектриком;
• не пропитывается влагой;
• неустойчив к солнечному излучению.

Регенерированный материал может храниться длительное время (несколько лет) в сухих помещениях и использоваться во многих областях.

1. ПА-6 (капрон) используется для производства ковров, искусственного меха, чулок, одежды.
2. Гранулы повторно используются в автомобилестроении, пищевой и сельскохозяйственной промышленности.

Вторичные гранулы используются для производства:

• конструкционные детали, т.к могут нести большие нагрузки;
• бруски, профили, трубы;
• упаковочная пленка;
• строительные материалы; напольные покрытия;
• композиты и др.

Материал нетоксичен, термостойкий, является хорошим звуко- и виброизолятором. Низкая стоимость сочетается с высокими потребительскими характеристиками.

Помимо простых, выпускаются и модифицированные гранулы, получаемые путем обогащения сырья различными добавками.

Они приобретают необходимые свойства для изготовления запасных частей, оболочек, различной тары, антикоррозийных покрытий и искусственных протезов.

Полиамид можно перерабатывать четыре или более раз без существенной потери характеристик.