Рециклинг полимерных смесей

16.08.2015

Существует растущее политическое и экономическое осознание необходимости рассматривать рециклинг как составную часть более крупной задачи по осуществлению разработок и производства в контексте экологической перспективы. Термины рециклинг, повторно использованный, допускающий повторное использование (хотя они, в основном, применяются по отношению к утилизации для использования отходов материалов) принимают различный смысл в зависимости от контекста, в котором они употребляются. Например, имеются административные определения, основанные на критерии состава, которые позволяют называть материал повторно использованным, если он содержит как минимум 25% по весу отходов использованных изделий, тогда как остальная его доля состоит из непереработанного, первичного, материала. Подобным образом допускающий повторное использование материал был определен Федеральной комиссией по торговле США как материал, который должен допускать переработку, которая в настоящее время осуществляется и широко доступна; то есть фактический рециклинг материала должен быть устоявшейся промышленной технологией. Однако повторное использование полимерного мусора, который обычно называют «обрезки», то есть возникающего как побочный продукт литья или экструзионного процесса, не классифицируется как рециклинг, если обрезки возвращаются непосредственно в загружаемый материал. Также материалы этого сорта не классифицируются как допускающие повторное использование согласно тому, что считается хорошей практикой ведения хозяйства.
К несчастью, ни одно из этих более точных определений не отвечает требованиям материаловедения по способности к восстановлению. Это касается рециклинга как основного предмета этой статьи и, следовательно, любое упоминание здесь способности к восстановлению подразумевает целостность материала, которая упрощает выделение материала из потока отходов, например, со свалки, в практическое применение. Касаясь ряда положений, которые могут способствовать этому извлечению, в нескольких недавних книгах представлены превосходные отчеты о возможных способах и успехах рециклинга пластических материалов как из относительно чистых, так и случайно перемешанных потоках отходов неизвестного содержания и состава, включая материалы, относящиеся к твердому городскому мусору. Однако эта глава ограничивается рассмотрением рециклинга промышленных термопластических смесей и сплавов, а также неразделимых полимерных смесей, производимых переработкой расплава и сборочными операциями, то есть изготовленных по предварительному замыслу или сконструированных.
Восстановленный материал не должен обладать свойствами, присущими исходному полимеру. Свойства восстановленных смесей должны отвечать лишь требованиям для выбранного применения. Наконец, случайные и неконтролируемые смеси полимеров обычно имеют плохие механические, оптические и поверхностные свойства по сравнению с их чистыми составляющими, и их обычно описывают как несовместимые. Совместимость часто плохо определена в количественных выражениях, что, порой, приводит к разночтениям; однако здесь мы будем подразумевать под совместимостью способность двух и более полимеров быть переработанными с помощью доступной ныне технологии в единый материал, набор свойств которого считается приемлемым для нормального использования. Хотя слово несовместимость обычно оставляют для обозначения взаимонерастворимых смесей, совместимость в этом смысле может иметь место как во взаиморастворимых, так и во взаимонерастворимых смесях.
Многие из термодинамических и технологических проблем, которые приходиться рассматривать при создании смеси или сплава, имеют равным образом отношение к рециклингу полимерных смесей; однако существуют дополнительные трудности, которые следует принимать во внимание при рециклинге. Если не делать различия между рециклингом по истечении срока службы (ИСС) и восстановлением или утилизацией во время производства, то наиболее важным вопросом который определяет рециклинг термопластов и их смесей, является выносливость составляющих и морфология, необходимая для устойчивости к термической, окислительной и механо-химической деструкции во время повторяющихся операции переработки. Следует учесть дополнительное влияние долговременной деградации в рабочей среде и загрязнение другими материалами, такими как покрытия, краски и поглощенные жидкости; эти факторы имеют такое же отношение к способности к восстановлению однокомпонентных материалов.