Спосіб переробки відходів поліетилентерефталату (петф)

Корисна модель відноситься до способів переробки термопластичних відходів і може бути використана при виготовленні матеріалів різного призначення із заданими властивостями, екологічно чистих виробів для різних галузей виробництва з новими функціональними властивостями, а також при вирішенні питання утилізації твердих промислових відходів і, в тому числі, токсичних. Відомий ряд способів рециклінгу (механічного, термічного, хімічного) термопластичних відходів у різні матеріали та вироби і серед них наступні. 1. Спосіб, за яким одержують матеріал з високою ударною міцністю, шляхом змішування відходів ПЕТФ з 20% поліетилену з добавленням модифікованого кислотою еластомеру [1]. 2. Спосіб, за яким одержують полібутилентерефталат шляхом бутанолізу ПЕТФ відходів. Подрібнені відходи змішують з 1,4-бутандіолом, нагрівають при 200-250°С в присутності титану або олова, формують при 230-260°С і проводять поліконденсацію [2]. 3. Спосіб, за яким готують водну суспензію суміші скловолокна і волокна, одержаного з відходів ПЕТФ. В процесі теплової обробки ПЕТФ плавиться з утворенням капель на скловолокні і з'єднується з ним. Вироби з цього матеріалу, який має великі перспективи в автомобілебудуванні, одержують шляхом пресування [3]. 4. Спосіб, за яким суміш, що містить 85 частин подрібнених відходів ПЕТФ, 5 частин поліетилену низького тиску і 10 частин порошкоподібного матеріалу (89-90% СаО і 20-80% мінерального масла) екструдують при 265°С і гранулюють. Вироби відливають без висушування при 260-271°С у форму з температурою 10-25°С [4]. 5. Спосіб, за яким на основі вторинного ПЕТФ виготовляють полімерний бетон [5]. 6. Спосіб, який передбачає отримання сульфованих водорозчинних продуктів з відходів ПЕТФ шляхом гліколізу при 200-240°С в присутності 10-40% одного або більше гліколей [6]. 7. Спосіб, за яким переетерифікацію етиленгліколем проводять при температурі кипіння етиленгліколю або близької до неї температури протягом проміжку часу достатнього для отримання розчину, який містить олігомери ПЕТФ, або при підвищених температурі і тиску протягом проміжку часу, достатнього для утворення розчину етиленгліколю і кристалів терефталевої кислоти [6]. 8. Спосіб, за яким переетирифікацію ведуть під дією багатоатомних спиртів з кількістю функціональних груп більше двох при температурі, яка відповідає стану температурної рівноваги для отримання вихідних олігомерів [7]. 9. Спосіб, за яким передбачається змішування нового ПЕТФ і ПЕТФ, який утилізується, і рекристалізація одержаної суміші з наступним її формуванням при температурах від 290 до 340°С під вакуумом. Одержані за цим способом листи ПЕТФ використовують для термоформування різноманітної тари [8]. 10. Спосіб, за яким очищені, подрібнені і висушені відходи ПЕТФ подають в циліндр екструзійного генератору волокон при температурі вищій температури склування ПЕТФ, плавлять і екструдують через філь’єру волокноутворюючої головки. Спосіб забезпечує можливість переробки різних промислових і побутових відходів у волокнисті матеріали без добавлення первинної сировини. За іншим варіантом в подрібнені відходи ПЕТФ вводять до 2% добавок, які кристалізуються, наприклад, мінеральних наповнювачів [9]. Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі за досягненням кінцевого результату є спосіб виготовлення матеріалів і виробів із вторинної сировини, а наповнювачем є мінеральні або органічні матеріали і речовини - відходи переробки сільськогосподарської продукції, деревини, скляної промисловості тощо, а також барвники, ароматизатори, одоратори та інші речовини, причому температура, яку необхідно підтримувати в екструдері, залежить від природи в'яжучого компоненту і змінюється в інтервалі 80-400°С [10]. Патент на дану корисну модель на даний час не видано, а опублікована формула корисної моделі не містить посилань на конкретні приклади. Метою пропонованої корисної моделі є розробка способу переробки відходів ПЕТФ з метою створення матеріалів та виробів різного призначення, а також для фіксації твердих промислових відходів, в тому числі токсичних, з одержанням водонерозчинного продукту, і пристрою для його реалізації. Поставлена мета досягається тим, що попередньо подрібнені (або без подрібнення) відходи ПЕТФ без сортування, очищення від бруду і наклейок, нагрівають до температури 265-295°С, в розплав додають при перемішуванні наповнювач і одержану, таким чином, однорідну масу формують під тиском 0.1-4.0МПа. За іншим варіантом відходи ПЕТФ змішують з наповнювачем у холодному змішувачі, а потім доводятьтемпературу до заданої величини. Одержаний після формування матеріал охолоджують зі швидкістю не більше 10С/хвилину, або витримують його при температурах 200, 150 і 75°С протягом 10-20 хвилин. Крім цього, в якості наповнювача використовують зольний залишок теплоелектростанцій (ТЕС); Крім цього, в якості наповнювача використовують зольний залишок сміттєспалювальних заводів; Крім цього, в якості наповнювача використовують суміш зольного залишку ТЕС і зольного залишку сміттєспалювальних заводів; Крім цього, в якості наповнювача використовують золошлак ТЕС; Крім цього, в якості наповнювача використовують відходи деревообробної промисловості у вигляді стружок або опилок; Крім цього, в якості наповнювача використовують відходи картонно-паперових підприємств; Крім цього, в якості наповнювача використовують склобій; Крім цього, в якості наповнювача використовують відходи підприємств по переробці граніту, а також гранітний гравій; Крім цього, в якості наповнювача використовують пісок звичайний, а також кварцевий пісок і їхню суміш; Крім цього, в якості наповнювача використовують глини різної природи і походження (каолінові, бентонітові, мергелеві та ін.) Крім цього, в якості наповнювача використовують базальтове волокно; Крім цього, в якості наповнювача використовують азбестову кришку; Крім цього, в якості наповнювача використовують відходи сільськогосподарської продукції. Крім цього, розроблений спосіб передбачає введення в суміш, при необхідності, відповідного мінерального барвника. Розроблений спосіб підтверджується наступними прикладами. Приклад 1 Відходи ПЕТФ без попереднього сортування, очищення від бруду та наклейок, подрібнюють до необхідного фракційного складу, нагрівають до температури 265-295°С і в одержаний розплав додають зольний залишок ТЕС у ваговому співвідношенні розплав: зольний залишок ТЕС=50¸70:50¸30. Суміш ретельно перемішують до одержання однорідної маси і формують при тиску 1-4МПа і температурі не вище 260 і не нижче 50°С. Одержаний матеріал охолоджують зі швидкістю не більше 10°С/хвилину або витримують його почергово при температурах 200, 125 і 75°С протягом 10-20 хвилин. Приклад 2 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують зольний залишок сміттєспалювальних заводів при таких же співвідношеннях, як і в прикладі 5. Приклад 3 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують суміш зольних залишків ТЕС і сміттєспалювальних заводів у їх вагових співвідношеннях 90¸50:10¸50. Приклад 4 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують відходи сільськогосподарської продукції (кукурудзяні качани, стебла соняшнику та кукурудзи, відходи після олієнь і т.д.), які попередньо подрібнюють і висушують при 105°С протягом 2 годин, і змішують з розплавом ПЕТФ при ваговому співвідношенні розплав: сільськогосподарські відходи = 50¸80 : 50¸20. Приклад 5 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують відходи деревообробної промисловості. Попередньо відходи у вигляді стружок або опилок подрібнюють до необхідного фракційного складу, просушують при температурі 105°С протягом 3 годин і змішують з розплавом ПЕТФ у ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 70¸50:30¸50. Приклад 6 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують відходи картоно-паперових підприємств скоп, який попередньо подрібнюють до заданих розмірів, просушують при температурі 105°С протягом 3 годин змішують з розплавом ПЕТФ у ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 60¸70:40¸30. Приклад 7 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують склобій, який попередньо подрібнюють до заданих розмірів, і змішують з розплавом ПЕТФ у ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 70¸80:30¸20. Приклад 8 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують відходи підприємств по переробці каменю. Камінну кришку змішують з розплавом ПЕТФ у ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 80¸90:20¸10. Приклад 9 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують пісок звичайний, або кварцевий пісок, просушені при необхідності при температурі 105°С протягом 3 годин, які змішують з розплавом ПЕТФ у ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 75¸95:25¸5, або суміш піску звичайного і кварцевого піску у ваговому співвідношенні пісок звичайний : пісок кварцевий = 70¸30:30¸70 і ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : пісчана суміш = 75¸95:25¸5. Приклад 10 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують базальтове волокно, яке, при необхідності, попередньо подрібнюють до заданих розмірів і змішують з розплавом ПЕТФ при ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ: наповнювач = 60¸70:40¸30. Приклад 11 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують азбестову кришку, яку, при необхідності, попередньо подрібнюють до заданих розмірів і змішують з розплавом ПЕТФ при ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ: наповнювач = 65¸80:35¸20. Приклад 12 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують тверді промислові відходи (шлами), в основному, мінеральної природи, в тому числі і високотоксичні, які, при необхідності, попередньо подрібнюють до заданих розмірів, просушують при температурі 105°С і змішують з розплавом ПЕТФ при ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 50¸70:50¸30. Приклад 13 Відрізняється тим, що в якості наповнювача використовують висококонцентрований залишок, одержаний при очищенні стічних промислових вод різної природи, який висушують до залишкової вологості 25-30% і змішують з розплавом ПЕТФ при ваговому співвідношенні розплав ПЕТФ : наповнювач = 70¸50:30¸50. Приклад 14 Відрізняється від усіх прикладів тим, що спочатку готують суміш відходи ПЕТФ -наповнювач, а потім температуру доводять до 265-295°С при постійному перемішуванні. Приклад 15 Відрізняється тим, що в кожному з наведених прикладів 1-14 передбачено введення барвника, природа і кількість якого визначаються відповідними вимогами до кінцевого матеріалу. Наведені приклади підтверджують досягнення технічного результату при здійсненні заявленого способу. Список посилань 1. Терехова А.И., Муравин Я.Г., Козина Л.В. Упаковка и проблемы экологии // Упаковка. - 1977. - №4. С.38-39. 2. Заявка 4220473 ФРГ, МКИ6 С08G63/183. Verfahren zur hersbellung von Polybutylenterephtalat aus PET / Kyber M., Schmidt W., Schollor U. - Опубл.05.01.94. 3. Strocova L. Any ol'bottles // Educ. Chem. - 1996. - Vol.33, N3. - P.1A. 4. Rebeiz K.S., Fowler D.W., Paul D.R. Making polymer concrete with recycled PETF // Plast. Eng. - 1989. Vol.10. - P.33-35. 5. Малицкова Е.А., Потапов И.И. Перереаботка отходов пластмас. - M., 1997. - 159с. 6. Патент Российской Федерации 2137787. Способ переработки материалов, содержащих полиэтилентерефталат, с удалением загрязнений из полиэтилентерефталата (варианты) / Уэст С.М. 20.09.1999г. 7. Деклараційний патент на винахід України 60710 А. Спосіб переробки відходів поліетилентерефталату / І.А. Мандзюк, В.М Голонжка, Т.В. Іванішена. - Опубл.15.10.2003р. - Бюл. №10, 2003р. 8. Патент США 5503790, МПК В29В11/10, РЖ "Химическое, нефтеперерабатывающее и полимерное машиностроение", 8.47.327 П, 1998. 9. Патент Российской Федерации 2188262. Способ переработки полиэтилентерефталата / Чернорубашкин А.И., Плескачевский Ю.М., Сипаневич А.В. и др. // - Опубл.27.08. 2000г. 10. Заявка Российской Федерации на изобретение 2001123620. Способ изготовления материалов и изделий из вторичного сырья / А.П. Усатов, Н.В. Садовой, Е.Е. Елисеев. - Опубл. 20.06.2000г.