Перспективы дальнейшего развития в области утилизации отходов

Объемы потребления полимеров, производимых из нефтехимического сырья, постоянно растут. Пластмассы теснят бумагу, металл, картон, стекло. Но одновременно увеличиваются и объемы изделий из пластмасс (в первую очередь, упаковки), попадающих после использования на свалки. Как известно, сроки разложения традиционных пластмасс составляют десятки и сотни лет, а площади для свалок ограничены. Поэтому проблема пластмассового мусора становится все более актуальной. В ряде стран – Тайвань, Германия, Ирландия, Южная Африка – вводятся запрещения или ограничения на употребление пластиковых пакетов. Доля пластмасс в твердых бытовых отходах в развитых странах доходит до 11…12 %. В США – крупнейшим потребителем пластмасс – ежегодно на муниципальных свалках "оседает" около 22 млн. тонн пластиковых отходов, из которых 17 % сжигается, 28 % - подвергается вторичной переработке и компостированию, а 55 % - остается на свалках, то есть количество неразлагаемого пластмассового "мусора" каждый год увеличивается на 12 млн. тонн.

Еще одна серьезная проблемы пластиковых отходов связана с присутствием в них различных стабилизаторов, красителей, пластификаторов, специальных добавок, содержащих тяжелые металлы – кадмий, свинец, ртуть. Сжигание таких отходов не исключает попадания тяжелых металлов в золу.

Один из путей решения проблемы пластмассового "мусора" - вторичная переработка использованных пластмассовых изделий и отходов промышленного производства – рециклинг, конечным продуктом которой являются вторичные полимеры в виде флека – измельченных и очищенных хлопьев. Дополнительная причина, стимулирующая рециклинг и особенно актуальная сегодня, связана с уменьшением зависимости индустрии пластмасс от нефти, как источника сырья. Основные сырьевые источники рециклинга – отходы производства пластмасс (промышленные отходы) и бытовые отходы (в основном, использованная упаковка). Переработка промышленных отходов, являющихся постоянным источником "условно чистого" сырья, не представляет затруднений. В Европе, США и Японии рециклингу подвергается 90…95 % промышленных отходов. Однако, возможности роста рынка "вторички" за счет "условно чистых" промышленных отходов, по крайней мере, на развитых рынках, ограничены. Существующие технологии переработки полимеров позволяют поддерживать примерно постоянный уровень промышленных отходов, поэтому дальнейший рост объемов производства вторичных полимеров зависит от того, насколько эффективно будет организован рециклинг пластмассового "мусора", где доминируют отходы потребления, и от качества перерабатываемых пластмасс. Решить эту проблему, одним из основных побудителей мотивов которой остается борьба с загрязнением окружающей среды, без вмешательства государства, понимания важности проблемы население, принятия соответствующих законов и создания инфраструктуры сбора отходов, нельзя.

Следует отметить, что с экономической точки зрения пластмассы – наиболее дорогой материал для рециклинга. В такой промышленно развитой стране, как Великобритания, вторичной переработке подвергается немногим менее 50 % стали и алюминия, около 40 % бумаги, 30 % стекла и только 10 % пластмасс.

Характерная черта рециклируемых пластмасс заключается в том, что по характеристикам они чаще всего уступают своим первичным аналогам и поэтому используются, большей частью, в других секторах. Из вторичного ЛПЭВД изготавливают мешки для мусора и мульчирующие агропленки; из вторичного ПЭНД – дренажные трубы для мелиорации и различную фурнитуру, в том числе с использование различных наполнителей, например ПЭФ волокон; рециклированные термоусадочные пленки служат сырьем для производства изоляционных пленок.

Главными поставщиками отходов потребления остаются бытовая и транспортная упаковка и, в первую очередь, наиболее однородные и легко собираемые отходы. Наличие законодательной базы на уровне ЕС, развитая инфраструктура, понимание европейцами важности борьбы с загрязнениями окружающей среды сделали Европу ведущим регионы мировой индустрии рециклинга. Объемы производства вторичных полимеров, в том числе из использованной упаковки, постоянно растут.

В 2003 году общий объем вторичных полимеров, полученных путем механического рециклинга пластиковых отходов в флек и гранулят, составил 3130 тыс. тонн. Количество "вторички" растет главным образом, за счет переработки упаковочных отходов. Затраты на переработку имеют выраженную понижающую тенденцию. В Италии средняя стоимость рециклинга одной тонны отходов составила в 2003 году около 200 евро, а в 2006 году в Германии она составила 150 евро. Сдерживающим фактором остается рост цен на отходы переработки в отдельные периоды в странах Западной Европы и Китае, когда растет экспорт и поставки сырья на внутренние рынки снижаются.

Уровень цен регранулят ряда полимеров летом 2005 года составил: ПЭНД и ПЭВД – 800 евро за тонну, ПЭТФ – 600…670 долларов за тонну, ПВХ – 470…500 долларов за тонну. Кроме европейских компаний, свои материалы предлагают производители из стран Юго-Восточной Азии, причем по более низким ценам, обостряя и без того непростую ситуацию на рынке. Индустрия "вторички" в США является более "рыночной" и носит циклических характер, испытывая периоды подъема и спада. Цены на вторичные полимеры зависят от цен на полимеры первичные, но не в меньшей степени их уровень определяется балансом спроса и предложения.

Сегодня в России перерабатывается лишь незначительная часть пластиковых отходов, причем 70…80 % российской "вторички" приходится на долю промышленных отходов. Доля бытовых отходов, по самым оптимистичным оценкам, не превышает 20…25 %. Причин несколько и главная – отсутствие ориентированной государственной политики в сфере утилизации пластиковых отходов. Как следствие, нет пакета соответствующих федеральных законов и программ, отсутствует финансовая поддержка бизнеса, занятого в этом секторе, и совершенно не развита инфраструктура сборов отходов (одним из основных аспектов которой должна быть работа с населением, потребителями пластиковой упаковки), без организации которой нельзя ожидать серьезного прогресса в борьбе с пластмассовым "мусором". Нет статистики производства и потребления "вторички", без которой невозможен серьезный анализ существующего положения дел и выработка стратегии дальнейшей деятельности. Существует ряд инициатив на региональных уровнях, многие производители первичных полимеров, в частности, ОАО "Узловский пластик", активно работают в области рециклинга отходов собственного производства. В Москве, Санкт-Петербурге, Сибири, Поволжье ряд предприятий рециклирует использованные ПЭ пленку, ПЭТФ бутылки, другие отходы, как это делает, например, подмосковное "Росутильсырье", производящее качественный ВПЭТФ в виде флека и регранулята, или "Полимер" в г. Набережные Челны, выпускающий кухонную и садовую фурнитуру из бытовых ПЭ отходов. Москва при поддержке японских фирм планирует открыть производство по вторичной переработке пластмасс. На рынке предлагается регранулят ПЭВД, ПЭНД и ПП, ВПЭТФ в виде флека и регранулята. Но этого явно недостаточно. Чтобы отрасль динамично развивалась, необходимо внимание и поддержка. В противном случает горы пластикового мусора будут расти.

Индустрия рециклинга пластмассовых отходов развивается очень динамично. Хотя в общем мировом объеме потребления полимеров процент "вторички" и мало заметен, на развитых рынках, которые являются ориентиром для остальных, доля рециклированных полимеров в потреблении постоянно растет. В Японии и Европе она составляет около 10 %, а это уже немало.

Потребление пластмасс в мире продолжает увеличиваться и, соответственно, проблемы переработки отходов становится более актуальной. Важнейшим ее аспектом остается квалифицированный и хорошо организованный сбор отходов. На сегодняшний день доминирующий способ переработки "условно чистых" и однородных отходов – механический рециклинг. Низкокачественные отходы будут, как это и сейчас делают в Японии, преимущественно сжигать.

С точки зрения ассортимента "вторички" следует ожидать дальнейшего роста объемов ВПЭТФ (здесь основные надежды на – Восточную Европу и страны постсоветского пространства) и конструкционных пластмасс (за счет развития новых и совершенствования существующих технологий рециклинга в секторах автопрома, электроники и электротехники). Основным направлением роста темпов производства вторичных полимеров будет переработка отходов упаковки.

Работы по оздоровлению окружающей среды активно продолжаются, ученые ведут новые изыскания, так как чистые воздух, вода, почва – это залог здоровья людей, растительного и животного мира. А так как мы живем в век технического прогресса, то эта проблема весьма актуальна.

ЛЕКЦИЯ 10

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕЗИНЫ.

План лекции.

1. История открытия натурального каучука.

2. Получение синтетического каучука.

3. Состав резин.

4. Свойства и виды технических резин.

5. Применение резин.

6. Изготовления резиновых технических деталей.

6.1. Производство резиновых материалов с порошкообразным наполнителем.

6.2. Производство резиновых изделий с армирующими материалами.

6.3. Производство эбонитов.

6.4. Технологические методы формообразования деталей из резины.

7. Объемы производства резины.

 

Резина является одним из важнейших конструкционных материалов, который находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства и в быту.

Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы с различными добавками. Резина как технический материал отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку - главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает 1000 %), которые почти полностью обратимы. При нормальной температуре резина находится в высокоэластическом состоянии, и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур.

Модуль упругости лежит в пределах 1…10 МПа, то есть он в тысячи и десятки тысяч раз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой). Другой особенностью резины как технического материала является релаксационный характер деформации. При нормальной температуре время релаксации может составлять 10-4 с и более. При работе резины в условиях многократных механических напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутреннее трение (в самом каучуке и между молекулами каучука и частицами добавок); это трение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. При эксплуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкой теплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ее работоспособность.

Кроме отмеченных особенностей для резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.