Особенности процесса производства пластмассы, описание технологии и оборудования

Особенности процесса производства пластмассы, описание технологии и оборудования

Количество изделий из пластмасс в современном мире очень велико. Пластмассовые изделия бывают различного объема, форм, назначения – это ведра, тазы, даже трубы для подачи воды в квартиры. Пластиковые изделия не только удобны в применении, но экологичны и доступны по цене.

Основным источником изготовления пластмасс является этилен. Из него производятся полистирол, полиэтилен и поливинилхлорид. Первые два материала подвергают плавлению, из полученного вещества создают посуду. Из тонких листов полиэтилена получают упаковку для продуктов (пакеты фасовочные, пакеты-майки).

Классификация пластмасс

В зависимости от состава:

1. Листовые термопластмассы – винипласт, органическое стекло. Они состоят из смолы, стабилизатора и пластификатора небольшого объема.
2. Слоистые пластики – гетинакс, стеклотекстолит, текстолит – пластмасса, в состав которой входят наполнители бумаги или ткани.
3. Волокниты – стекловолокна, асбестовые волокна, хлопчатобумажные волокна. Наполнители в этой пластмассе волокнистые.
4. Литьевые массы – пластики из смолы, являющейся единственным компонентом в массе.
5. Пресс-порошки – пластмасса с порошкообразными наполнителями.

По области применения:

1. Теплоизоляционные – применяются в строительстве (пенопласт, поропласт и другие. Это газонаполненная пластмасса).
2. Химически стойкие – применяются в промышленности (полиэтилен, винипласт, полипропилен, фторопласт).
3. Конструкционные (стеклотекстолит, текстолит и другие).
4. Пресс-порошки – пластмасса общего назначения.

В зависимости от связующего материала:

1. Эпоксипласты (для связки используются эпоксидные смолы).
2. Фенопласты (связующее вещество – фенолформальдегдные смолы).
3. Аминопласты (меламинофармальдегидные и мочевиноформальдегидные смолы используются как связующее вещество).

По тому, как связующее вещество реагирует на повышение температуры, пластмассы бывают:

• термореактивными – при нагреве становятся мягкими и плавятся, но после проведения некой химической реакциипластмасса твердеет и становится нерастворимой и неплавкой. Ее нельзя будет использовать повторно, переплавка бесполезна. Такая пластмасса годна как наполнитель при создании пресс-порошков;
• термопластичными – такие пластмассы легко плавятся при нагревании и твердеют при охлаждении. Этот материал можно переплавить и изготовить из него новое изделие, однако его качество будет несколько ниже.

Технология производства пластмасс

Полимер – связующее вещество, из которого изготавливают пластмассу. Кроме него, при производстве пластмассового материала используют наполнители и ускорители отвержения. Чтобы пластмасса стала цветной, в ее состав добавляют минеральные красители. В качестве связующего вещества выступают синтетические смолы, производные целлюлозы, синтетический каучук – все эти вещества являются высокомолекулярными полимерами.

Некоторые виды пластмассы можно использовать несколько раз. Основные способы переработки:

• процесс прессования, давления, выдавливания при нахождении материала в вязком текучем состоянии;
• вакуумное литье и пневмоформовка, штамповка высокоэластичного материала.

Оборудование для производства и переработки

Самым распространенным видом производства пластмасс является серийное и мелкосерийное литье под давлением. Это самый бюджетный способ, и с помощью него в стране изготавливается около трети пластмассового материала. В качестве сырья используются гранулы, подвергаемые процессу плавления, после чего они отправляются в специальные формы для литья.

Изготавливая пластмассы при помощи технологии литья под давлением, используют термопластавтоматы. Основные функции автоматических изготовителей: измельчение гранул, нагрев полимерной массы, литниковая система, отводящая разогретый полимер в форму для литья.

Большинство предприятий налаживают безотходное производство изделий из пластмасс и используют станки и оборудование как для изготовления, так и для переработки оставшихся гранул.

Виды оборудования для литья пластмасс под давлением:

1. вертикальное – в процессе производства подача расплавленного полимера осуществляется вертикально, а форма для литья расположена горизонтально;
2. горизонтальное – литьевая форма расположена вертикально, жидкая пластмасса поступает в термопластавтомат горизонтально.

Оборудование для литья под давлением малогабаритно, занимает небольшое пространство и легкоуправляемо.

Кроме литья под давлением, существует:

1. литье с газом;
2. литье с водяным паром;
3. многокомпонентное литье.

Эти способы рациональны и способны повысить качество производимого материала.

Основные тенденции на рынке производства пластмасс

• Ужесточение правил и норм на ТПА к производству, качеству и экологичности изделий и оборудованию.
• Создание декора на пластиковых изделиях повышает спрос на них и увеличивает объемы продаж.
• Создание и развитие смешанных технологий: гидравлика (сжатие) + электрическое (впрыск массы) ТПА.
• В связи с переходом с гидравлики на электричество снижение энергоемкости ТПА.

Преимущества электрического оборудования:

• малое электропотребление (по сравнению с гидравликой экономится до 60 % энергии);
• разрешается использовать в стерильных условиях (медицина). Электрические ТПА практически не имеют смазки;
  простота в управлении;
• увеличение производительности оборудования и его коэффициента использования посредством снижения времени цикла и повышения результатов пластификации и впрыска пластиковой массы;

Основной недостаток электрического ТПА – высокая стоимость.

Влияние производства на экологию Земли

В зависимости от сырья, использовавшегося для производства пластиковых масс, изменяется сила воздействия и состав выделяемых в окружающую среду газов. Но в любом случае изготовление изделий из пластмассы, таких как ведра, запасные детали оборудования, канистры, игрушки, тазы и прочие предметы народного потребления, отрицательно сказывается на человеке и природе. Вещества, выделяемые в процессе производства, являются ядовитыми, они переносятся на большие расстояния, выпадая с осадками, являются источниками загрязнения почвы, подземные и поверхностные воды, растительность.

Основной компонент, входящий в состав пластиковых масс и способствующий загрязнению природной среды, – винилхлорид. Это вещество канцерогенно и способно вызвать у человека такое заболевание, как рак.

Утилизация отходов от пластмассового производства должна осуществляться на заводах по переработке в специальных кислостойких установках, но если существует возможность безотходного производства, то лучше пластмассовые отходы отправлять на переработку.

Узнать о проблемах экологии связанных с выбросами радиоактивных веществ можно здесь.

Одно из самых популярных мест отдыха у российских туристов Черное море, экологические проблемы региона рассмотрены в нашем обзоре.

Влияние экологических катастроф на акваторию Мирового океана планеты https://greenologia.ru/eko-problemy/gidrosfera/mirovogo-okeana-planety.html читайте по ссылке.

Осуществляя производство пластиковых масс, изготовитель обязан наладить четкий контроль содержания винилхлорида в воздухе над предприятием. Прежде чем ввести пластик в медицину, промышленное хозяйство, необходимо осуществить квалифицированную экспертизу состава токсичных веществ. Отходы следует подвергать вторичной переработке, а на произведенных пластмассовых изделиях обязательно штамповать маркировку, запрещающую утилизировать такие изделия в обычных мусоросжигательных печах.

Соблюдая требования в производстве пластиковых масс, предприниматели обеспечат здоровье не только себе и всему человечеству, но и окружающей среде.

Виды и типы пластика для литья на термопластавтоматах

Инжиниринговая компания Технология специализируется на изготовлении мелкосерийной полимерной продукции и массовой штамповке разногабаритных изделий всевозможных форм, расцветок и тиражей. У нас вы можете заказать литье деталей и цельных товаров из аморфных, полукристаллических и других типов пластика, доступных к использованию в программируемых термопластавтоматах. В производстве мы используем высокоточную технику, что позволяет выпускать оптимальную по цене и качеству продукцию в приемлемые для заказчика сроки вне зависимости от типа сырья.

Классификация пластика для промышленного литья под давлением

Для разделения полимеров на категории используют следующие характеристики:

• Назначение. Для строительства, пищевой промышленности и сферы обслуживания применяют пластик с отличными требованиями по прочности и безопасности.
• Физико-химические свойства. Подразумеваются состав, плотность, цвет, прозрачность и реологические особенности исходного материала, такие как текучесть, температура плавления и затвердевания. В соответствии с этими параметрами пластик для литья бывает аморфным кристализирующимся (ПС, ПЭ, ПММА), кристаллическим термопластом с коротким периодом плавления при высоких температурах (ПА, ПФ) и склонными к деструкции веществами с низкой термостабильностью.
• Степень обработки. В производстве применяют первичное сырье и материалы вторичного использования, что в значительной мере формирует цену готовой продукции.

Комплексный анализ совокупности этих факторов позволяет подобрать пластик для серийного литья с параметрами, удовлетворяющими требованиям конкретной технологии, расчетной стоимости производства и другим пожеланиям заказчика.

Типы полимеров для литья

Для горячей штамповки изделий из пластмасс используют гранулированное сырье. В зависимости от его физико-химических свойств и показателя устойчивости к температурному воздействию выделяют следующие типы пластика для литья.

Термопластичный

Сырье отличается высокой скоростью фазовых переходов из твердого состояния в жидкое и обратно. Использование материала этого типа оправдано для плавки опытных образцов моделей для мелкосерийного производства.

Преимущества термопластичного полимера:

• Низкая цена
• Малый удельный вес, что делает его незаменимыми при литье легких деталей весом от 1 г

Ключевой недостаток термопластичного пластика — хрупкость.

Термореактивный

Полимеры изготавливают из синтетических смол, которые при литье под давлением позволяют получить изделия различной прочности со стабильными размерами и любыми текстурными поверхностями. Расплав не вытекает через зазоры пресс-формы, а после остывания его усадка не превышает 0,5%.

Пластик термореактивного типа используют для имитации резины, изготовления моделей металлических деталей. В зависимости от целей литья в сырье вводят специальные наполнители для придания материалу необходимых свойств и оттенков. Пластик этого типа хорошо сочетается с пигментами, что позволяет получить равномерно окрашенные изделия без разводов.

Пенопласты

Отличаются отменной тепло- и звукоизоляцией. Пенопласты выпускают из синтетических полимеров с наполнителем в виде газообразной среды.

Востребованные виды пластиков для литья

• Полистирол (ПС). Легко перерабатывается, льется при температурах 140—215 ºС и давлении в 400—600 кгс/см², термостабилен. ПС пластик реализуется в гранулах, склонных к образованию статического электричества. По этой причине полистирол притягивает грязь, из-за чего требует дополнительной обработки перед подачей в ТПА. Также пластик этого типа имеет свойство сжиматься под давлением до 0,4%, что усложняет извлечение остывших изделий.
• Поливинилхлорид (ПВХ). Бывает пластифицированным и непластифицированным. Литье пластикатов ПВХ не вызывает трудностей. Рабочими параметрами для этого типа сырья являются 150—200 ºС, давление 500—900 кгс/см² при температуре формы 20—60ºС. Усадка материала в пределах 0,1% и возрастает с увеличением концентрации добавок. Второй тип ПВХ обладает высокой вязкостью расплава, плохо отливается под давлением, а при термической обработке выделяет газы, которые взаимодействуют с металлом ТПА. Непластифицированный поливинилхлорид не термостабилен, но ввиду доступной цены нашел применение для выпуска изделий с лояльными требованиями к качеству.
• Полиэтилен (ПЭ). Хорошо льется в широком диапазоне температур, при низком давлении и через литники малых сечений. ПЭ пластик термостабилен, но склонен к деструкции и высокой усадке до 5%. При переработке не требует предварительной сушки.
• Полипропилен (ПП). Льется при температуре 200—280 ºС и давлении 800—1400 кгс/см². ПП способен резко снижать вязкость при росте градиента скорости сдвига, что позволяет наращивать объемы производства за счет повышения давления при стабильной температуре. ПП дает значительную усадку, негативные последствия которой нивелируют более высоким давлением литья.
• Полиамиды (ПА). Отливаются при высоких температурах в 180—280 ºС. ПА обладают низкой вязкостью, чувствительны к толщине пресс-формы и вытекают через ее зазоры, что требует оснащения линии дополнительным оборудованием.
• Поликарбонат (ПК). Пластик для литья типа ПК отличается высокой термостабильностью и вязкостью в жидком состоянии. Льется при 240—320 ºС и давлении 800—1200 кгс/см². Прочность готовых изделий зависит от соблюдения температурного режима и качества просушки, в случае нарушения технологии производства продукция получится хрупкой.

В компании Технология вы можете заказать изделия из пластика различных типов от отечественных и зарубежных производителей по ценам без логистических и других наценок.

Пластмассы

Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы), или пла́стики — материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего или высокоэластического) состояния в твёрдое состояние (стеклообразное или кристаллическое) [1] .

Содержание

История [ править | править код ]

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году [2] . Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название — целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производившийся компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производившийся Джоном Уэсли Хайатом. Первоначально целлулоид стал использоваться там, где раньше использовали слоновую кость, в частности, для изготовления бильярдных шаров, клавиш пианино, искусственных зубов.

В 1907 году бельгийский и американский химик Лео Бакеланд изобрёл бакелит — первую недорогую, негорючую и полностью синтетическую пластмассу универсального применения. Америка электрифицировалась, ей требовался материал для изоляторов, который мог заменить эбонит или шеллак. Но оказалось, что бакелит подходит для механизированного массового производства очень многих вещей. После создания бакелита многие фирмы оценили потенциал пластиков и стали проводить исследования с целью создания новых пластиков.

В России также велись работы по созданию пластических масс на основе фенола и формальдегида. В 1913—1914 годах на шелкоткацкой фабрике в деревне Дубровке в окрестностях г. Орехово-Зуево Г. С. Петров совместно В. И. Лисевым и К. И. Тарасовым синтезирует первую русскую пластмассу — карболит [3] и организует её производство. Своё название карболит получил от карболовой кислоты, другого названия фенола. В дальнейшем Петров Григорий Семёнович продолжает работу по усовершенствованию пластмасс и разрабатывает текстолит [4] .

Типы пластмасс [ править | править код ]

В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:

(термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние; (термореактивные пластмассы) — в начальном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при некоторой температуре отверждения приобретают сетчатую. После отверждения не могут переходить в вязкотекучее состояние. Рабочие температуры выше, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств;

Также газонаполненные пластмассы — вспенённые пластические массы, обладающие малой плотностью;

Свойства [ править | править код ]

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для неметаллов.
Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1,8 г/см³), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимостями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувствительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот и оснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически почти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путём сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материалами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабилизаторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например, использование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получении полиуретанов.

Твёрдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250 кгс на шарик диаметром 5 мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пластмассовый брусок с размерами 120 × 15 × 10 мм, изгибаемый при постоянном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 × 15 мм, равное 50 кгс/см², разрушится или изогнётся так, что укреплённый на конце образца рычаг длиной 210 мм переместится на 6 мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилиндрический стержень диаметром 1,13 мм под действием груза массой 5 кг (для мягких пластмасс 1 кг) углубится в пластмассу на 1 мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может разрушиться хрупко.

Для придания особых свойств пластмассе в неё добавляют пластификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т. п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, непредельные углеводороды).

Получение [ править | править код ]

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природного газа, таких, к примеру, как бензол, этилен, фенол, ацетилен и других мономеров. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например, этилен-полиэтилен).

Методы обработки [ править | править код ]

• Литьё/литьё под давлением
• Прессование
• Виброформование
• Вспенивание
• Отливка
• Сварка и пр.
• Механическая обработка

Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струёй воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Для распиливания могут применяться ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Сварка [ править | править код ]

Соединение пластмасс между собой может осуществляться механически (с помощью фигурных профилей, болтов, заклепок и т. д.), химически (склеиванием, растворением с последующим высыханием), термически (сваркой). Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.

Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счёт контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определённых условиях:

1. Повышенная температура. Её величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.
2. Плотный контакт свариваемых поверхностей.
3. Оптимальное время сварки — время выдержки.

Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс.

На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.

Применяются различные виды сварки пластмасс:

газовым теплоносителем с присадкой и без присадки
1. Сварка экструдируемой присадкой
2. Контактно-тепловая сварка оплавлением
3. Контактно-тепловая сварка проплавлением
4. Сварка в электрическом поле высокой частоты
5. Сварка термопластов ультразвуком
6. Сварка пластмасс трением
7. Сварка пластмасс излучением
8. Химическая сварка пластмасс

Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией.

При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы. Для каждого газа имеется строго определённая предельно доступная его концентрация в воздухе (ПДК). Например, для диоксида углерода ПДК равна 20, для ацетона — 200, а для этилового спирта — 1000 мг/м³.

Материалы на основе пластмасс [ править | править код ]

Мебельные пластмассы [ править | править код ]

Пластик, который используют для производства мебели, получают путём пропитки бумаги термореактивными смолами. Производство бумаги является наиболее энерго- и капиталоемким этапом во всем процессе производства пластика. Используется 2 типа бумаг: основой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декоративная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные, которые используются для пропитки крафт-бумаги, и меламиноформальдегидные, которые используются для пропитки декоративной бумаги. Меламиноформальдегидные смолы производят из меламина, поэтому они стоят дороже.

Мебельный пластик состоит из нескольких слоёв. Защитный слой — оверлей — практический прозрачный. Изготавливается из бумаги высокого качества, пропитывается меламиноформальдегидной смолой. Следующий слой — декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой — компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меламиноформальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американского мебельного пластика.

Готовый мебельный пластик представляет собой прочные тонированные листы толщиной 1-3 мм. По свойствам он близок к гетинаксу. В частности, он не плавится от прикосновения жалом паяльника, и, строго говоря, не является пластической массой, так как не может быть отлит в горячем состоянии, хотя и поддается изменению формы листа при нагреве. Мебельный пластик широко использовался в XX веке для отделки салонов вагонов метро.

Биопластик [ править | править код ]

Биопластики — полимеры, в состав которых входит природное либо ископаемое сырье с биоразлагающимися компонентами. Биопластик может использоваться в качестве альтернативы для пластиков, вторичный сбор которых крайне сложен, или в изделиях разового назначения. К таким можно отнести пакеты из супермаркетов.

Наиболее популярными видами биопластиков являются полимолочная кислота (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA).

К плюсам биопластика можно отнести снижение количества отходов, уменьшение энергетических затрат, возможность комбинировать традиционные и биоразлагаемые материалы и использование возобновляемых ресурсов при производстве. К минусам биопластика можно отнести необходимость в определённой процедуре утилизации, увеличение использования химических удобрений, сложность утилизации, увеличение пахотных земель и высокую себестоимость.

К таким биополимерам можно отнести РВА, PBS, PVAL, PCL, PGA и модифицированный ПЭТФ. К биопластику можно отнести биополимеры на основе крахмала, модифицированной целлюлозы, PHA или PLA. Также различают небиоразлагаемые полимеры с использованием природного сырья. Они включают полиэтилены, ПВХ, ПЭТФ или ПБТФ, сырьё для которых полностью или частично получается из биомассы. Кроме того, можно выделить биоэтилен, биомоноэтиленгликоль, био-1,4-бутандиол, моноэтиленгликоль прямого брожения сахаров, полиамид-11.

Мировой уровень производства биопластиков находится на уровне 1 % от всего производства пластика. Связано это с дороговизной процесса производства и отсутствием условий для раздельного сбора и утилизации биопластика. Однако эксперты отмечают высокий потенциал роста и развития данного направления [5] .

Система маркировки пластика [ править | править код ]

Для обеспечения утилизации одноразовых предметов в 1988 году Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из 3-х стрелок в форме треугольника, внутри которых находится число, обозначающее тип пластика. Часто при маркировке изделий под треугольником указывается буквенная маркировка (в скобках указана маркировка русскими буквами). Для пластиков выделено 7 кодов, в зависимости от типов пластика:

Пластиковые отходы: виды, переработка, утилизация

Пластиковые изделия, оставленные на свалке без переработки, разлагаются много сотен лет. Наличие биоразлагаемых упаковок пока не существенно меняет ситуацию. Пластмассовых изделий в нашей жизни так много, что мы даже перестали обращать внимание на их огромное количество. Но если присмотреться внимательней, можно заметить, что пластмасса повсюду: от кухонной утвари до декоративной отделки помещений, от бытовых предметов до систем канализации, от овощных контейнеров в холодильнике до пластиковых окон. В любом офисе сложно обойтись без корпусов компьютеров и мониторов, кулеров для воды, канцтоваров. Клиники наполнены бахилами, контейнерами, капельницами и другими медизделиями из пластмасс.

Большое количество отходов пластика образуют различные предприятия: общепит, производство канализационных систем, автомобилестроение, фармацевтика и другие. Согласно статистике, бутылки от минеральной воды и лимонада молока и кисломолочных продуктов, пакеты, упаковка и одноразовая посуда — самые масштабные отходы пластикового мусора.

Пластиковые изделия имеют определенный срок эксплуатации, а затем изнашиваются и приходят в негодность. После истечения срока службы изделий они выбрасываются на помойку и вносят свой «вклад» в экосистему планеты.

Какие виды пластика подлежат переработке

Современные технологии позволяют осуществлять переработку всех видов пластика. Чтобы узнать, из чего сделано изделие, следует обратиться к маркировке, указывающей тип пластика, используемого в его производстве. Несколько лет назад была разработана единая система маркировки изделий из пластмассы:

• Бутылки и пищевая тара изготавливаются из пластика ПЭТ (полиэтилентерефталата).
• Для безопасного хранения и транспортировки пищевых продуктов используется более плотная тара из ПЭНД — полиэтилена высокой плотности.
• Декоративные элементы, контейнеры для еды и некоторые предметы мебели изготавливают из ПВХ (поливинилхлорида).
• Пакеты, тонкие упаковочные материалы, контактирующие с пищей, производятся из полиэтилена с маркировкой ПЭВД (полиэтилена низкой плотности).
• Игрушки, автозапчасти и упаковку для еды изготавливают из полипропилена ПП.
• Теплоизоляция, игрушки, одноразовая посуда производятся из полистирола ПС, который характеризуется опасными продуктами во время горения.
• Маркировка «Прочее» говорит о том, что в производстве был использован пластик, не попадающий в классификацию.

Практически в каждом городе есть перерабатывающие заводы, которые могут работать со всеми видами пластмасс. Трудности могут возникнуть с предприятиями по переработке ПВХ и изделий с маркировкой «Прочее» — чаще всего такие предприятия расположены в крупных городах.

Способы переработки и утилизации пластика

Существует несколько вариантов утилизации использованных изделий из пластика:

• Пиролиз — высокотемпературная обработка без доступа кислорода. В результате процесса выделяются газ, тепловая энергия и мазут.
• Многоконтурный пиролиз без кислорода. Позволяет после плавления пластика подать его в систему циркуляции и провести высококачественную очистку, что дает на выходе более чистое топливо.
• Гидролиз — высокотемпературная вакуумная переработка пластика под действием воды и кислот. Довольно затратный метод, подходящий для крупных предприятий. В других случаях он не окупается.
• Двухатомные спирты и гидролиз — позволяют перерабатывать различные виды пластика с использованием этиленгликоля, но вторсырье не подходит для упаковки пищевых продуктов. Существенно снизить время переработки сырья позволяет использование катализаторов.
• Метанолиз — высокотемпературное расщепление пластика с использованием метанола. Один из самых популярных, но довольно взрывоопасный способ переработки, подходящий для крупных предприятий.
• Механическая обработка — дает возможность сортировать, измельчать, промывать и сушить пластиковые отходы. Переработка материала осуществляется на месте, в результате переплавленный пластик разливают по формам или превращают в гранулы.

Для крупных производств довольно выгодна утилизация пластика. Пластикового мусора довольно много, его необходимо собирать и перерабатывать. Фактически, это деньги из ничего. Кроме того, переработка материала позволяет помочь планете, избавляя ее от лишнего мусора, который разлагается слишком долго.

Получение вторсырья существенно снижает затраты производителей, которые могут отправлять вторсырье на выпуск новых изделий. Современные технологии позволяют использовать переработанный пластик в различных сферах, в том числе набирающем обороты методе ускоренного строительства — 3D-печати.

Переработка пластика на территории России

Пока в России мало условий для качественной переработки пластикового материала. Это связано не только со сравнительно небольшим количеством предприятий и их слабой производственной оснащенностью, но и с отсутствием у населения привычки разделять отходы. Изначально осуществляется общий сбор пластика, а только затем на производстве начинается его сортировка. Это существенно замедляет процесс переработки и снижает его доходность. К счастью, перерабатывающая отрасль развивается, появляются новые технологии, которые постепенно внедряются и на территории России. На законодательном уровне вводятся новые проекты, существенно облегчающие функционирование перерабатывающих предприятий. Некоторые перерабатывающие заводы функционируют по франшизе. Такая форма сотрудничества дает возможность пользоваться современным оборудованием, осуществлять его техобслуживание и даже выходить на рынки сбыта новые типы продукции.

Несколько лет назад в России появился первый завод, перерабатывающий пластик и выпускающий бутылки из вторсырья. Его месячный оборот — около двух тысяч тонн пластика. Предприятие закупает сырье на свалках, у гостиниц, предприятий общественного питания. Полная автоматизация пока не реализована, так как свалки не сортируют отходы, поэтому грязный мусор вручную очищается от этикеток и без сортировки отправляется на мойку, сушку и дальнейшую переработку. Разделение мусора производится в специальном оборудовании, куда пластик загружают вместе с крышками. Полученный после обработки материал — хлопья флекс — используют в различных сферах: производство тканей, волокон, бутылок и пр. Сдать пластик на переработку можно в компании MAK Group.

Как безотходно переработать пластик

Если в непосредственной близости нет предприятий, занимающихся переработкой пластика, можно использовать другие способы уничтожения. Одним из основных длительное время являлся вывоз мусора на полигон. Сейчас такие свалки стараются закрывать.

Другой вариант — сдача пластмассы на мусоросжигательный завод. На данный момент таких предприятий на территории России порядка десяти. Они отличаются возможностью принимать и обрабатывать большие объемы мусора. Процесс сжигания мусора осуществляется под воздействием высоких температур. При такой обработке разрушаются все органические соединения, а выделяемая тепловая энергия может быть использована для различных целей.

Этот метод борьбы с отходами имеет существенные недостатки:

• несмотря на наличие большого количества фильтров, продукты горения некоторых пластиков являются ядовитыми и негативно влияют на окружающую среду;
• тепловая энергия, полученная путем сжигания пластика, стоит существенно дороже, чем полученная другими способами (например, с помощью тепло- и электростанций);
• отходы горения содержат в себе ядовитые вещества, которые убрать нельзя;
• присутствие полифенолов и других соединений требует от предприятия дополнительных затрат на систему очистки;
• нефть и газ, используемые для получения пластика — ресурсы не безграничные. Рациональнее не уничтожать пластик, а перерабатывать его во вторсырье.

Уничтожение материала, который может быть использован вторично неразумно. Развивая отрасль вторичной обработки пластика, можно добиться до 20% выгоды, а также освободить площади, которые заняты мусором. Обратите внимание, ежегодные потери, в том числе недополученная прибыль, из-за неразвитой сферы переработки пластика составляют несколько сотен миллиардов рублей. Эта сумма превышает бюджет, выделяемый на коммунальные расходы и защиту экологии.

Куда можно сдать пластик

Во многих крупных городах есть предприятия, которые занимаются переработкой пластика и принимают его в обработку. Адреса и время работы таких производств можно узнать с помощью поисковика.

Из-за того, что переработкой пластика в России озадачились сравнительно недавно, на свалках образовалось много мусора, который надо переработать. Единственный плюс такой ситуации — отходы пластмассы сгруппированы в одном месте, что облегчает возведение перерабатывающих комплексов непосредственно рядом с полигонами.

Литье пластмасс под давлением: технология литья пластика

Технология и преимущества литья пластика под давлением

Литье пластмасс под давлением — это метод производства пластиковых изделий путем впрыска расплава полимера в литьевую форму с последующим его охлаждением. Большая часть изделий из пластика в мире изготовлена в литьевых машинах — термопластавтоматах. Такой технологический процесс распространен при крупносерийном и мелкосерийном производстве.

Сферы применения

Литье пластика под давлением используется в массовом производстве уже более 50 лет. Благодаря этому стало возможно производство множества пластиковых изделий разного размера и веса, структуры и толщины. От самых маленьких, весом до нескольких миллиграммов, до крупных — весом в десятки килограммов.

Основные сферы использования пластмассовых изделий, произведенных литьевым способом:

1. Электроника (из пластика делают корпуса приборов).
2. Автомобильная промышленность. Для автомобилей пластиковые детали также изготавливают с помощью данной технологии.
3. Медицина (из полимеров производят корпуса медицинских аппаратов).
4. Строительство и ремонт (детали внутренней отделки, баки, ящики).

Какое сырье используется для литья пластика под давлением

Для литья пластмасс под давлением могут использоваться различные термопласты (полимеры): полипропилен, поликарбонат, полиуретан, полиамид, полистирол и другие.

Все пластмассы, используемые в производстве, разделяются на два типа:

• термореактивные (не могут быть вторично переплавлены, так как необратимо меняются после застывания);
• термопластичные (можно переработать и придать другую форму).

Материал используется чаще всего в гранулированном виде. Так его проще транспортировать, легче рассчитать дозировку.

Технология литья пластмассы под давлением

Чтобы изготовить пластиковые изделия литьевым методом, нужно специальное оборудование — термопластавтомат (ТПА) и пресс-формы.

Процесс литья пластика под давлением выглядит следующим образом:

1. Полимеры (полипропилен, поликарбонат, полиуретан, полиамид или полистирол) засыпаются в загрузочное устройство.
2. Масса нагревается, плавится и накапливается в специальном цилиндрическом отсеке.
3. Цилиндр смыкается с узлом, где формуются изделия.
4. Пластификатор перемещает дозированную часть расплава в форму.
5. Изделие формуется, остывает.
6. Пластификатор отодвигается, а форма открывается для изъятия готового пластмассового изделия.

Термопластавтоматы цикличны. Их работу можно частично или полностью автоматизировать (в зависимости от типа станка).

Типы термопластавтоматов и виды литья

Есть несколько видов ТПА и, соответственно, несколько методов литья пластмасс под давлением. Выбор будет зависеть от того, какие изделия планируется выпускать.

Основные характеристики, которые нужно учитывать при выборе термопластавтомата, такие:

• объем дозировки (количество расплавленного полимера, которое необходимо для создания каждого изделия);
• усилие смыкания автомата;
• сила сжатия пресс-формы;
• геометрия области закрепления оснастки;

В зависимости от выбранных параметров ТПА, отличается и технологических процесс.

Горизонтальный термопластавтомат

Обычно горизонтальный ТПА используется со стандартной автоматической пресс-формой. Пресс-формы для литья пластмасс под давлением бывают нескольких видов:

1. Холодноканальными. Это простая и дешевая система, при которой вместе с изделием затвердевает литник.
2. Горячеканальными. В этом случае материал подается в форму нагретым и литник не образуется.

Такой тип литья пластика и ТПА используется в большинстве случаев и подходит для изготовления различных видов изделий.

Вертикальный ТПА

Загрузка материала происходит вертикально, а пресс-формы для этого типа ТПА стоят недорого и при этом просты в изготовлении.

Но у таких термопластавтоматов есть минус — изделия из вертикальной пресс-формы не выпадают. Их нужно доставать вручную или использовать для этого робота. Такая деталь усложняет технологический процесс и делает его более дорогим.

Каскадное литье

Метод каскадного литья пластика под давлением позволяет улучшить качество конечных изделий и уменьшить количество дефектов. Его применение возможно только с использованием горячеканальных пресс-форм. Также для каскадного формования пластмассовых деталей необходимо наличие специальной горячеканальной системы с запорными клапанами.

Инжекционное прессование

Этот вид литья отличается впрыском исходного материала в приоткрытую пресс-форму. За счет этого полимер окончательно уплотняется и формируется готовый продукт, когда пресс-форма полностью смыкается.

Интрузия

Это частичное заполнение пресс-формы в режиме экструзии при вращательном движении шнека. Такой метод применяется при производстве тяжелых и крупногабаритных изделий.

Бикомпонентная и мультикомпонентная инжекция

Это технология литья пластмассы, различающаяся в зависимости от того, сколько полимеров используется при изготовлении одного изделия. Для такого метода необходим специальный термопластавтомат, где установлено два и более узла пластификации.

Этапы производства

Литье пластмасс под давлением на заказ происходит в несколько этапов:

1. 3D-моделирование и подготовка прототипа.
2. Проектирование пресс-формы.
3. Изготовление необходимой пресс-формы.
4. Отливка первого экземпляра.
5. Создание серии изделий.

Этапы могут различаться в зависимости от особенностей конкретного производства.

Преимущества метода

Литье полиуретана под давлением имеет ряд преимуществ:

• в процессе такого изготовления получается небольшой процент брака;
• возможно серийное производство;
• дешевый материал;
• возможно использовать материал повторно, что снижает издержки;
• отсутствие необходимости в литейщике.

Однако у литья пластика под давлением есть и недостатки. Один из них — необходимость использования только проверенного и качественного оборудования, чтобы метод был экономически обоснован и рентабелен.

Этот недостаток легко обойти, если найти правильного поставщика. Если Вы ищете где купить оборудование для литья пластмасс под давлением, то обращайтесь к нам! Компания «Космек» — поставщик надежной оснастки для любого производства.