Полиэтилентерефталат, ПЭТ .

Какие полимеры мы анализируем

Поливинилхлорид, ПВХ

ПВХ - это бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. имеющий следующую химическую формулу:
CH2 = CHCl Поливинилхлорид используют во многих отраслях, таких как медицина, транспорт, строительство, упаковка, игрушки, в производстве строительных и мебельных профилей и панелей, профилей оконных и дверных блоков.

Полиамид, нейлон.

Альтернативные названия: нейлон 6,6, полигексаметиленадипамид. Формовочные и экструзионные компаунды на основе нейлонов находят множество применений в качестве замены металлических деталей, например, в компонентах автомобильных двигателей. Впускные коллекторы из нейлона прочны, устойчивы к коррозии, легче и дешевле, чем алюминиевые. Электрическая изоляция, коррозионная стойкость и ударная вязкость делают нейлон хорошим выбором для электрических изоляторов, корпусов переключателей, обмотка кабелей, корпуса электроинструментов.

Полистирол. Пенополистирол.

Полистирол (ПС) является одним из самых распространенных виниловых полимеров, который используется в бесчисленном количестве продуктов, от упаковки для пищевых продуктов и пластиковых столовых приборов до изоляции домов.

Полибутилентерефталат.

Полибутилентерефталат (ПБТ, PBT) , синтетическая смола , которую получают полимеризацией бутандиола и терефталевой кислоты. Полибутилентерефталат как немодифицированный, так и наполненный стекловолокном или минеральными наполнителями, используется во многих областях, особенно для изготовления мелких деталей, а так же электротоваров.

ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ

Полиэтилентерефталат (ПЭТ, PET) относится к семейству сложных полиэфиров и представляет собой линейный термопластичный полимер, получаемый поликонденсацтей терефталевой кислоты( или диметилтерефталата) и этиленгликоля.

Получение ПЭТ.

Полиэтилентерефталат был впервые получен в Англии Дж. Рексом Уинфилдом и Джеймсом Т. Диксоном во время исследования фталевой кислоты , начатого в 1940 году. Из-за ограничений военного времени патент на новый материал не был опубликованы сразу. Производство Imperial Chemical ПЭТ-волокна марки Terylene началось только в 1954 году. Между тем, к 1945 году DuPont самостоятельно разработала практический процесс получения из терефталевой кислоты, а в 1953 году компания начала производить волокно Dacron. ПЭТ вскоре стал самым широко производимым синтетическим волокном в мире. В 1970-х годах были разработаны усовершенствованные процедуры вытяжного формования, которые позволили превращать ПЭТ в прочные бутылки для напитков — применение, которое вскоре стало вторым по важности после производства волокна.

В промышленности полиэтилентерефталат получают путем полимеризации этиленгликоля и терефталевой кислоты. Под действием тепла и катализаторов гидроксильные и карбоксильные группы реагируют с образованием СО-О групп, которые служат химическими связями, соединяющими несколько звеньев ПЭТ вместе в полимерную цепочку. Побочным продуктом реакции является вода.

Применение полиэтилентерефталата.

Наличие ароматического кольца в повторяющихся звеньях полиэтилентерефталата придает полимеру жесткость и прочность. Волокна ПЭТ очень устойчивы к деформации, поэтому они придают тканям отличную устойчивость к сминанию. Они часто используются в смесях с другими волокнами, такими как искусственный шелк , шерсть и хлопок , усиливая присущие этим волокнам свойства и способствуя способности ткани восстанавливаться после образования складок. ПЭТ также используется в качестве наполнителя для утепленной одежды, мебели и подушек. Среди промышленных применений ПЭТ —конвейерные и приводные ремни, арматура для пожарных и садовых шлангов, ремни безопасности, нетканые материалы для использования в качестве верхних слоев подгузников и одноразовой медицинской одежды. ПЭТ является наиболее важным из синтетических волокон в том числе и из за его низкой стоимости.

Пленки ПЭТ производятся методом экструзии. Расплавленный полиэтилентерефталат можно выдувать в прозрачные контейнеры высокой прочности и жесткости, которые также практически непроницаемы для газа и жидкости. В этой форме полиэтилентерефталат стал широко использоваться в бутылках для газированных напитков и в банках для пищевых продуктов, обрабатываемых при низких температурах. Низкая температура размягчения ПЭТ - примерно 70⁰C не позволяет использовать его в качестве контейнера для горячих продуктов.

Вторичная переработка полиэтилентерефталата.

Отходы полиэтилентерефталата по российской классификации (ФККО) относятся к V классу. Отходы полиэтилентерефталата образуются при его синтезе и на всех стадиях процесса его переработки в изделия, поэтому они имеют самые разнообразные формы и размеры – от маленьких обрезков до больших компактных кусков или разной конфигурации. Основной вклад в состав отходов ПЭТ вносят пластиковые бутылки из под напитков и других продуктов. По оценке экспертов, общее количество произведенных бутылок из ПЭТ , превосходит 500 млрд шт. Ежегодно образуется более 13 миллионов тон отходов ПЭТ, что приводит к глобальным проблемам окружающей среды Повторное использование 1 т ПЭТ экономит до 5 м³ объема полигона для захоронения отходов. К тому же цена на вторичный(рециклированный) ПЭТ достигает в ряде стран 70–80 % от стоимости первичного полимера.

Выделяют несколько основных направлений переработки вторичного ПЭТ, которые условно можно разделить на три основные группы: механические, химические и термические методы.

Захоронение. В настоящее время практически не используется , так как теряется ценное полимерное сырье и огромные территории становятся непригодными для сельскохозяйственных нужд.

Сжигание.

При сжигании полиэтилентерефталата не выделяются диоксины (поскольку в ПЭТ не содержится хлор в отличие, например, от ПВХ), а токсичность ПЭТ при сжигании практически идентична таковой при сжигании дров . Однако данный метод широко не используется, так как теплотворная способность полиэтилентерефталата составляет 22 700 кДж/кг (как у низкокачественного угля), что не покрывает затраты на сбор и транспортировку ПЭТ отходов.

Радиационная деструкция. Метод подразумевает разрушение химических связей макромолекул полимеров с помощью нейтронов, гамма-излучения, бета-частиц, что приводит к образованию низкомолекулярных продуктов, которые могут быть дальше использованы.

Термическое разложение. Термическое разложение – вид утилизации вторичного полимерного сырья, к которому относятся пиролиз и каталитический термолиз при котором сырье распадается на низкомолекулярные соединения. Так, при переработке тары из ПЭТ получают мономеры – диметилтерефталат и этиленгликоль, которые в свою очередь снова применяются для получения полиэтилентерефталата .

Химический рециклинг . Существующие химические методы переработки ПЭТ принято делить на три типа:1) переработка с целью выделения первичных мономеров, а именно этиленгликоля , терефталевой кислоты или диметилтерефталата; 2) гликолиз ПЭТ с этиленгликолем; образующийся в результате мономер бисгидроксиэтилентерефталат и другие олигомеры либо подвергают поликонденсации с ПЭТ, либо вводят в реакцию с дикарбоновыми кислотами для получения «полиэфирных полиолов», используемых в производстве пенополиуретана или эластомеров 3) деполимеризация полиэтилентерефталата с пропиленгликолем с последующей реакцией продукта разложения с малеиновым ангидридом и образованием «ненасыщенных полиэфиров» для получения армированного волокна. Эти методы достаточно энергоемки, требуют высокотехнологичного оборудования, однако дают возможность утилизировать отходы полиэтилентерефталата низкого качества.

Механико-химический метод.

Это самый распространенный и, наиболее экономичный метод переработки измельченных и очищенных отходов ПЭТ, представляющий собой технологическую цепочку, в которой они последовательно плавятся, гомогенизируются, очищаются от загрязнений и фильтруются в экструдере с дегазацией под вакуумом. В технологиях различных фирм используются одно-, двух- или мультишнековые экструдеры (имеющие зону дегазации). После экструдера расплав фильтруется от механических загрязнений и гранулируется.