Особливості процесу виробництва пластмаси, опис технології та обладнання

Кількість виробів із пластмас у сучасному світі дуже велика. Пластмасові вироби бувають різного обсягу, форм, призначення – це відра, тази, навіть труби для подачі води до квартир. Пластикові вироби не тільки зручні у використанні, але екологічні та доступні за ціною.

Основним джерелом виготовлення пластмас є етилен. З нього виробляються полістирол, поліетилен та полівінілхлорид. Перші два матеріали піддають плавленню, з отриманої речовини виготовляють посуд. З тонких листів поліетилену одержують упаковку для продуктів (пакети фасувальні, пакети-майки).

Класифікація пластмас

Залежно від складу:

1. Листові термопластмаси - Вініпласт, органічне скло. Вони складаються зі смоли, стабілізатора та пластифікатора невеликого об'єму.
2. Шаруваті пластики – гетинакс, склотекстоліт, текстоліт – пластмаса, до складу якої входять наповнювачі паперу чи тканини.
3. Волокніти - скловолокна, азбестові волокна, бавовняні волокна. Наповнювачі у цій пластмасі волокнисті.
4. Ливарні маси – пластики зі смоли, що є єдиним компонентом у масі.
5. Прес-порошки - Пласмаса з порошкоподібними наповнювачами.

По галузі застосування:

1. Теплоізоляційні - застосовуються в будівництві (пінопласт, поропласт та інші. Це газонаповнена пластмаса).
2. Хімічно стійкі – застосовуються у промисловості (поліетилен, вініпласт, поліпропілен, фторопласт).
3. Конструкційні (склотекстоліт, текстоліт та інші).
4. Прес-порошки – пластмаса загального призначення.

Залежно від сполучного матеріалу:

1. Епоксипласти (для зв'язування використовуються епоксидні смоли).
2. Фенопласти (сполучна речовина – фенолформальдегдні смоли).
3. Амінопласти (меламінофармальдегідні та сечовиноформальдегідні смоли використовуються як сполучна речовина).

По тому, як речовина реагує на підвищення температури, пластмаси бувають:

• термореактивними - при нагріванні стають м'якими і плавляться, але після проведення певної хімічної реакції пластмаса твердне і стає нерозчинною і неплавкою. Її не можна використовувати повторно, переплавка марна. Така пластмаса придатна як наповнювач під час створення прес-порошків;
• термопластичні – такі пластмаси легко плавляться при нагріванні і тверднуть при охолодженні. Цей матеріал можна переплавити та виготовити з нього новий виріб, проте його якість буде дещо нижчою.

Технологія виробництва пластмас

Полімер – сполучна речовина, з якої виготовляють пластмасу. Крім нього, при виробництві пластмасового матеріалу використовують наповнювачі та прискорювачі відкидання. Щоб пластмаса стала кольоровою, до її складу додають мінеральні барвники. Як сполучна речовина виступають синтетичні смоли, похідні целюлози, синтетичний каучук – всі ці речовини є високомолекулярними полімерами.

Деякі види пластмас можна використовувати кілька разів. Основні способи переробки:

• процес пресування, тиску, видавлювання при знаходженні матеріалу у в'язкому текучому стані;
• вакуумне лиття та пневмоформування, штампування високоеластичного матеріалу.

Устаткування для виробництва та переробки

Найпоширенішим видом виробництва пластмас є серійне та дрібносерійне лиття під тиском.. Це найбюджетніший спосіб, і за допомогою нього в країні виготовляється близько третини пластмасового матеріалу. Як сировину використовуються гранули, що піддаються процесу плавлення, після чого вони вирушають у спеціальні форми для лиття.

Виготовляючи пластмаси за допомогою технології лиття під тиском, використовують термопластавтомати. Основні функції автоматичних виробників: подрібнення гранул, нагрівання полімерної маси, литникова система, що відводить розігрітий полімер у форму для лиття.

Більшість підприємств налагоджують безвідходне виробництво виробів із пластмас і використовують верстати та обладнання як для виготовлення, так і для переробки гранул, що залишилися.

Види обладнання для лиття пластмас під тиском:

1. вертикальне - у процесі виробництва подача розплавленого полімеру здійснюється вертикально, а форма для лиття розташована горизонтально;
2. горизонтальне – литва форма розташована вертикально, рідка пластмаса надходить у термопластавтомат горизонтально.

Устаткування для лиття під тиском малогабаритне, займає невеликий простір і легкокероване.

Крім лиття під тиском, існує:

1. лиття з газом;
2. лиття з водяною парою;
3. багатокомпонентне лиття.

Ці способи раціональні та здатні підвищити якість виробленого матеріалу.

Основні тенденції на ринку виробництва пластмас

• Посилення правил і норм на ТПА до виробництва, якості та екологічності виробів та обладнання.
• Створення декору на пластикових виробах підвищує попит на них та збільшує обсяги продажу.
• Створення та розвиток змішаних технологій: гідравліка (стиснення) + електричне (уприскування маси) ТПА.
• У зв'язку з переходом із гідравліки на електрику зниження енергоємності ТПА.

Переваги електричного обладнання:

• мале електроспоживання (проти гідравлікою економиться до 60 % енергії);
• дозволяється використовувати у стерильних умовах (медицина). Електричні ТПА практично не мають мастила;
  простота в управлінні;
• збільшення продуктивності обладнання та його коефіцієнта використання за допомогою зниження часу циклу та підвищення результатів пластифікації та упорскування пластикової маси;

Основний недолік електричного ТПА – найвища вартість.

Вплив виробництва на екологію Землі

Залежно від сировини, що використовується для виробництва пластикових мас, змінюється сила впливу і склад газів, що виділяються в навколишнє середовище. Але в будь-якому випадку виготовлення виробів із пластмаси, таких як цебра, запасні деталі обладнання, каністри, іграшки, тази та інші предмети народного споживання негативно позначається на людині та природі. Речовини, що виділяються у процесі виробництва, є отруйними, вони переносяться великі відстані, випадаючи з опадами, є джерелами забруднення грунту, підземні і поверхневі води, рослинність.

Основний компонент, що входить до складу пластикових мас і сприяє забрудненню природного середовища, – вінілхлорид. Ця речовина канцерогенна та здатна викликати у людини таке захворювання, як рак.

Утилізація відходів від пластмасового виробництва повинна здійснюватись на заводах з переробки у спеціальних кислостійких установках, але якщо існує можливість безвідходного виробництва, то краще пластмасові відходи відправляти на переробку.

Дізнатися про проблеми екології, пов'язані з викидами радіоактивних речовин, можна тут.

Одне з найпопулярніших місць відпочинку у туристів Чорне море, екологічні проблеми регіону розглянуті в нашому огляді.

Вплив екологічних катастроф на акваторію Світового океану планети читайте за посиланням.

Здійснюючи виробництво пластикових мас, виробник зобов'язаний налагодити чіткий контроль вмісту вінілхлориду у повітрі над підприємством. Перш ніж запровадити пластик у медицину, промислове господарство, необхідно здійснити кваліфіковану експертизу складу токсичних речовин. Відходи слід піддавати вторинній переробці, а на вироблених пластмасових виробах обов'язково штампувати маркування, що забороняє утилізувати такі вироби у звичайних сміттєспалювальних печах.

Дотримуючись вимог у виробництві пластикових мас, підприємці забезпечать здоров'я не тільки собі та всьому людству, а й довкіллю.

Види пластику та його маркування

Використання великої кількості пластику у повсякденному житті – sine qua non умова сучасного життя. Пластик скрізь, і обсяги його "постачання" в наше життя зростатиме з року в рік. З одного боку, це непогано: зручно, практично, досить дешево; якоюсь мірою екологічно, тому що рятує інші ресурси від перевитрати (наприклад, деревину). Але з іншого - пластик недовговічний і з високою швидкістю випадає з вживання і летить на смітники. Багатьох сучасних людей, які думають, такий стан справ не влаштовує.Що робити? У цій статті ми торкнемося питань безпечного використання та утилізації відходів із пластику; розберемося наскільки пластмаса безпечна для здоров'я та екології. Пластик чи пластмаса – це органічний матеріал, основу якого лежать високомолекулярні сполуки. Найбільш використовується пластик, вироблений на основі синтетичних полімерів. Він є найпоширенішим матеріалом для пакування, у тому числі харчовий. Практично всі прохолодні напої та бутильована вода розфасовані у пластикову тару. У всіх магазинах напівфабрикати також продаються у пластикових пакетах, лотках та контейнерах.

Найбільш ходові із пластмас – полівінілхлорид, поліпропілен, поліетилен, полістирол, полікарбонат. Ці речовини безпечні, і в їжу не потрапляють. Але в деяких випадках пластикові вироби починають виділяти токсини, які потрапивши в організм людини, зможуть нашкодити здоров'ю. Особливо якщо умови використання виробів із пластику порушуються, тоді шкідливість багаторазово підвищується. Майже всі полімери з часом «старіють». В результаті цього процесу із пластикових виробів починають виділятися продукти їхнього розпаду. Різні види пластику стають токсичними за різних умов експлуатації (миття, нагрівання). Наведемо кілька прикладів неправильного використання:

• Продукти довго зберігаються у холодильнику
• Розігрівання їжі у пластиковій тарі, в якій вона продавалася у магазині.
• Розігрів у мікрохвильовій печі упаковки без відповідного маркування.

Пластмаса, що використовується для виробництва асортименту виробів, що стикаються з їжею та дитячими товарами, проходить експертизу на відповідність санітарно-гігієнічним нормам та ГОСТу та обов'язково супроводжується сертифікатами відповідності. Усі виробники повинні маркувати свою продукцію. Харчовий пластик має таке загальноприйняте маркування, як «келих і вилка», позначені на виробі. На маркуванні також може бути зазначено, що пластмасовий товар призначається для холодних, гарячих або сипких продуктів, для застосування в мікрохвильовій печі або заморожування.

Важливість маркування пластику для харчових продуктів

Маркування пластику для харчових продуктів найбільш важливе, оскільки багато пластмас здатні негативно вплинути на здоров'я людини. Сьогодні багато виробників вже ставлять те маркування, яке відповідає матеріалу. Але бувають ситуації, коли такого маркування немає. У цьому випадку використання такого матеріалу нестиме ризики для здоров'я. Особливо якщо він використовується для пакування продуктів харчування. І максимальна шкода, якщо пластик немаркований використовується для гарячих напоїв. В результаті може бути виділення токсичних речовин і разом із гарячим чаєм – кави-какао продукти розкладання можуть потрапити в організм людини. Такі порушення маркування пластику для харчових продуктів призводять до хвороб підшлункової, шлунка, печінки; Іноді часте вживання саме гарячих продуктів із пластику може спровокувати рак.

Всі полімери мають властивість «старіти», і очевидно, що пластик теж має термін зберігання.Неправомірним для безпеки людини є використання пластику, у якого минув термін придатності, особливо, якщо в ньому зберігаються продукти тривалий час.

Маємо однозначний висновок: довге зберігання пластику провокує виділення небезпечних продуктів розпаду.

Види пластику та його небезпеки

Для більш легкого сортування пластику було розроблено міжнародне маркування. Вона являє собою трикутник, виконаний з трьох стрілок. що вказує тип пластмаси.

• Цифра 1, літерний код PETE: пластикова тара виготовлена ​​із поліетилентерефталату (PET).

Це найпоширеніший харчовий пластик. З нього виготовлені пляшки, банки, різні пакувальні контейнери, одноразові стаканчики. та інші сипучі продукти, косметика, порошки.

На переробку приймають скрізь, де є роздільне збирання сміття.

Нові технології дозволили повторно переробляти PET. Тепер із нього виробляють велику кількість виробів – від одягу до килимків.І розроблено систему переробки "пляшка-в-пляшку", що дозволяє робити і рециклінгові пляшки для води, незважаючи на початкову властивість PET виділяти токсичний фталат, що негативно впливає на органи людини.

• Цифра 2, літерний код HDPE: поліетилен низького тиску (ПНД).

Як правило, з цього пластику роблять упаковку для напоїв, олії та інших рідин (наприклад, побутової хімії). Він застосовується для виготовлення пакетів для молочних виробів, пляшок для шампунів, миючих засобів та різноманітних відбілювачів. Цей пластик використовується для випуску ємностей для миючих засобів, шампуню та відбілюючих засобів. З нього роблять: сумочки-маєчки, що шарудять, пляшки для соку, кефіру, молока, йогурту та ін.; одноразовий посуд, кришки для пластикових пляшок, контейнери для їжі, флакони для косметики (шампуні, гелі для душу, рідке мило та ін.); банки для побутової хімії, гігієнічні прокладки (верхній та нижні шари, упаковку), каністри та упаковку для паливно-мастильних матеріалів, відра та тази, дитячі іграшки. На переробку приймають скрізь, де є роздільне збирання сміття. Переробляти та використовувати можна кілька разів. Але є й невидиме зло: здатний виділяти формальдегід при нагріванні – безбарвний газ, що негативно впливає на органи дихання, шкірний покрив та нервову систему.

Він служить для виробництва контейнерів для пакування харчових жирів, сипучих продуктів, тару для пакування технічних рідин (наприклад, для миття скла та дзеркал). Цей же пластик використовується для виготовлення пластикових труб, підлогових покриттів, лінолеуму та штучної шкіри, натяжних стель, іграшок, шторок для ванних кімнат, пластикових вікон, садових меблів і т.д.Раніше з цього виду пластику виготовляли одноразовий посуд та стаканчики, лотки для м'яса, але зараз від такого використання поступово відмовляються.

ПВХ відноситься до найнебезпечнішого типу пластмас. Його практично не можна утилізувати. При спалюванні ПВХ виділяє небезпечні діоксини, які можуть спричинити онкологію.

Невидиме зло: бісфенол А, вінілхлорид, фталати і, можливо, кадмій. При спалюванні виділяє діоксин - високотоксична речовина, що негативно впливає на репродуктивну та імунну системи, викликає гормональні порушення та ракові захворювання.

На переробку ПВХ не беруть. Протипоказаний для харчових продуктів, але іноді використовується. У нехарчових побутових цілях можна використовувати багаторазово.

• Цифра 4, код LDPE: пластик виготовлений із поліетилену високого тиску (ПВД).

В епоху екологічної свідомості багато хто вже знає, що пакети і плівки робляться з поліетилену високого тиску (ПВД). Цей матеріал широко використовується для виготовлення пакетів з ручками, м'яких пластикових упаковок, поліетиленових мішків, включаючи сміттєву, харчову плівку, щільні непрозорі пакети, пакети для миючих засобів та прального порошку, пакети для заморожених овочів та напівфабрикатів, частина упаковки для побутової техніки. Пластиковий пляшечку з перекисом водню (або хлоргексидином) - це теж ПВД. Цей матеріал можна утилізувати та повторно використовувати. Це найбезпечніший пластик для пакування харчових продуктів.

Цей матеріал піддається утилізації, що добре використовується повторно. Цей тип пластикової упаковки – один із найбезпечніших, який використовується для пакування та зберігання харчових продуктів. Формальдегід не виділяє.Це важлива перевага при переробці поліетилену високого тиску.

З поліпропілену роблять контейнери для зберігання продуктів (харчові контейнери, тара для квашеної капусти, баночки для сметани, йогуртів, морозива та ін.), флакони для шампунів, пакети для пакування хліба, круп (високо прозорі, щільні, шарудливі), пляшки для сиру , кетчупу, гірчиці, трубочки для напоїв, засоби гігієни, включаючи гігієнічні прокладки (верхній шар), баночки для пігулок, шприци, лотки для холодильника.

З поліпропілену виробляється величезний асортимент дитячої продукції: іграшки, упаковка для дитячого харчування (пляшечки та ін.), дитячі соски, підгузки, багато іншого.

Цей пластик є безпечним для людини. Єдиний його недолік стає крихким і ламається при негативних температурах. На переробку приймають, але не скрізь. Використовувати можна кілька разів. Як водиться, при нагріванні та в процесі розкладання виділяє формальдегід.

З полістиролу (ПС) виробляють деякі види одноразового посуду, наприклад, лотки з локшиною швидкого приготування. З нього виготовляють піддони для птиці та м'ясних продуктів, випускають одноразові тарілки та склянки; підкладки для птиці та м'ясних продуктів. Також з ПС роблять: непрозорі одноразові ложки, виделки та ножі; стаканчики для йогурту, спінені підкладки для нарізок, м'яса, овочів та фруктів; упаковка для яєць, коробочки під овочі та фрукти. ПС широко використовується для будівельно-оздоблювальної галузі: сендвіч-панелі, теплоізоляційні плити, пінопласт – це той самий полістирол.

Полістирол – підступний матеріал. Вже при невеликих температурах нагрівання (ще до того, як почне плавитися) він виділяє токсини - стирол.Тому наливати крутий окріп в лотки з їжею, що швидко приготується, категорично заборонено. Максимальна температура, безпечна для користувача – 80 градусів. Теж стосується гарячих напоїв у склянках зі значком ПС6.

Наразі є технологія безпечної переробки та повторного використання полістиролу. Проте вихідні проблеми вторинного ПС під час переробки зберігаються: накопичення вихідного мономеру (стиролу), пожовтіння матеріалу і його оптичних властивостей, поява неприємного запаху.

Так як стирол – токсична легколетюча сполука, яка чудово входить у сполуку з рідинами (ацетон, спирти, органічні кислоти), то при переробці канцерогенні властивості починають виявлятися. Цей недолік є головним фактором заборони на повторне використання регрануляту в харчовій упаковці та медичних товарах.

• Цифра 7 та код OTHER позначають, що пластик випущений із суміші різних полімерів (полікарбонат, поліамід та інші види пластмас).

До цієї групи входять всі інші види пластмаси, у тому числі сплави з різних видів, які майже не піддаються переробці. У цій групі можна зустріти пластик, що виготовляється з полікарбонату. При тривалому використанні та частому миття з таких виробів може виділятися бісфенол А, який становить небезпеку здоров'ю людини.

З цього сумішевого матеріалу виробляють: пляшечки для дітей, прозорі одноразові ложки, вилки та ножі, багаторазові пляшки для води, пляшки для кулера, дитячі іграшки, «біорозкладний» пластик, тюбики для зубної пасти, внутрішній прошарок для металевих консервних банок, пакет ) для випічки, CD та DVD, комбіновану упаковки.

На переробку не беруть.Можна використовувати кілька разів. Слід враховувати, що після частого миття або нагрівання виділяє бісфенол А або луорен-9-бісфенол (BHPF), який негативно впливає на мозок, репродуктивну та ендокринну системи.

Загальний висновок з нашого викладу наступний: пластик можна переробляти, причому нові технології дозволяють розширити можливості переробки пластмас для подальшого отримання нетоксичного рециклінгого пластику, який можна використовувати і в харчових цілях. Тому не бійтеся запитувати нас про всі нові тенденції в галузі переробки.

У наступній статті поговоримо про деякі специфічні аспекти використання пластику (наприклад, у мікрохвильовій печі), обговоримо питання як потрапляють токсичні речовини в їжу, а також розповімо про переробку та утилізації пластмас.

На цьому першу частину статті про безпечне використання пластику ми завершуємо, і водночас нагадуємо, що наша компанія має досвід консалтингу, постачання, налагодження та запуску в експлуатацію обладнання для переробки пластику, напрацьованого протягом двох десятиліть роботи.

Як використовувати пластик раціонально: «Зелений» подкаст РБК Тренди

Споживання пластику намагаються скоротити як покупці, так і виробники: деякі компанії відмовилися від пластикових упаковок через громадський тиск, а в Євросоюзі заборонили використання одноразових пластикових продуктів. Але іноді виробництво пластику є екологічною альтернативою, завдяки якій можна запобігти токсичним викидам в атмосферу. Експерт випуску Аріна Холщова, Фахівець із підрозділу сталого розвитку нафтохімічної компанії «Сібур».Провідна подкаста – Анастасія Чижевська – консультант у галузі сталого розвитку та блогер. У своєму Instagram вона розповідає, як жити екологічніше звичайним людям.

Таймлайн бесіди: 1:42 - З чого виробляють пластик? 3:20 Що ще можна зробити з побічними продуктами від видобутку нафти? 9:25 — Чи допоможе заборона використання пластику довкілля? 12:05 Як боротися з одноразовим вживанням пластику? 13:40 — Як повинен поводитися відповідальний споживач 14:20 — Проблема переробки відходів 17:00 — Радикальні вчинки на користь екології

Декілька хайлайтів розмови

• Пластик роблять із попутного газу та нафти, побічних продуктів нафтопереробки. Ці продукти можна також використовувати безпосередньо у виробництві - як паливо, або ж закачувати в пласт при видобутку нафти і газу. Попутний нафтовий газ можна просто спалювати на спеціальних установках, але через це в атмосферу викидаються забруднюючі речовини, в тому числі вуглекислий газ (СО₂), що впливає на кліматичні зміни. Набагато екологічніше виробляти пластик, оскільки це дозволяє утилізувати відходи від видобутку нафти.
• Зараз багато компаній намагаються модернізувати технології виробництва, наприклад, запровадити хімічну переробку — перевиробництво пластикової упаковки назад у сировину. Головною перевагою цієї технології є те, що пластик можна переробляти нескінченну кількість разів без зниження якості. Поки що така технологія використовується на практиці лише німецькою компанією BASF.
• Холщева вважає, що заборона використання пластику буде ефективний лише разом із використанням циклічної економіки.В основі цієї концепції лежить використання вторинних продуктів та отримання прибутку з сировини, що утилізується. Повна заборона пластику також може стати причиною зростання обсягів харчових відходів, так як деякі продукти не можна зберігати довго без пластикової упаковки, а органічні відходи небезпечніші за пластикові через їх вуглецевий слід.
• У Росії її переробляють лише близько 12% пластикових відходів. Холщева пов'язує це з недостатнім еко-освітою громадян: багато росіян не довіряють місцевій владі і не вірять, що сміття буде відсортоване. Тому одним із головних завдань зараз є підвищення поінформованості про сталий розвиток.
• Щоб зрозуміти, як правильно утилізувати пластик, спеціаліст «Сібур» радить скористатися освітньо-просвітницькими проектами. Наприклад, платформа «Друге життя пластику» створена для школярів різного віку: за допомогою цього проекту можна прищепити дітям екологічну усвідомленість. У додатку «Пропластик» ви навчитеся розрізняти маркування пластику та дізнаєтесь, як правильно переробляти пластмасові вироби.

Щоб не пропускати нові випуски, підписуйтесь на подкаст і слухайте нас у Apple Podcasts, CastBox, Яндекс.Музиці, Google Podcasts, Spotify та ВК Подкасти, а також у нашому телеграм-каналі.