СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАССОВЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2003 года по МПК B29B17/00 B29K101/00 

Изобретение относится к технологии переработки термопластичных полимерных материалов и может быть использовано в производстве изделий из пластмассовых полимерных отходов.

В настоящее время существует большая проблема, связанная с рациональным использованием вторичного сырья в областях производства и потребления пластических масс.

Известно, что основными видами вторичного полимерного сырья являются технологические отходы производства и переработки пластмасс в виде слитков, бракованных изделий, в том числе крупногабаритных, литников, пленок, волокон, труб и погонажных изделий, а также бывшие в употреблении изделия из пластмасс - отслужившие свой срок изделия народного потребления, мешки, пленки, тара различного назначении и т.д.

Большая часть образующихся отходов переработки крупнотоннажных полимеров вновь перерабатывается в изделий по месту их образования или на других предприятиях.

В последнее время более сложной остается проблема использования постоянно возрастающих объемов отходов пластмасс в виде изношенных изделий различного назначения, которые утратили свои потребительские свойства вследствие их физического и морального износа.

Самым рациональным способом использования технологических полимерных отходов и полимерных отходов потребления является переработка их в полезные изделия.

В то же время известно, что многоразовая переработка ведет к изменению структуры и свойств материала, причем ухудшение свойств является в значительной степени неконтролируемым. Поэтому регенераты, как правило, используют для производства изделий с более низкими потребительскими свойствами.

Известно (см. , например, книгу Л.Штарке "Использование промышленных и бытовых отходов", Л., Химия, 1987, с.132), что при изготовлении изделий из пластмассовых отходов полиэтилена, полипропилена, а также других полимеров в исходной сырьевой массе должно содержаться 80...90% полиэтиленовых, полипропиленовых или других отходов и 10. ..20% первичного полиэтилена (ГОСТ 16338-85) или полипропилена (ГОСТ 26996-86).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования к заявляемому способу является известный способ изготовления изделий из пластмассовых отходов по патенту РФ N 2005605, В 29 В 17/00, 1992, согласно которому пластмассовые отходы сначала измельчают (разрезают на части), затем промывают и сушат, после чего их разогревают, вальцуют, гранулируют, а из гранул литьем под давлением в стандартном режиме формуют изделия - образцы для механических испытаний.

Такой способ хотя и позволяет перерабатывать пластмассовые отходы в некоторые виды изделий, однако он не позволяет изготовлять изделий с заранее заданными гарантированными характеристиками.

Задачей настоящего изобретения является существенное повышение эффективности процесса изготовления изделий из пластмассовых отходов.

Данная задача решается в первую очередь за счет технического результата от использования предлагаемого изобретения, заключающегося в существенном снижении затрат на исходное пластмассовое сырье путем замены исходного первичного сырья на исходное вторичное сырье с заданными характеристиками, находящимися в пределах характеристик первичного сырья.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе изготовления изделий из пластмассовых отходов, заключающемся в том, что пластмассовые отходы сначала измельчают, затем промывают, сушат, разогревают и литьем под давлением формуют изделие,
во-первых, перед измельчением вторичные однотипные пластмассовые отходы разделяют на две части:
- на первую, состоящую из однотипного термопластичного вторичного сырья после однократной переработки без значительных повреждений полимерной структуры с характеристиками, лежащими в пределах характеристик исходного первичного материала, например со следующими близкими характеристиками физико-механических свойств (см. табл. 1),
- на вторую, состоящую из вторичного сырья из изделий из полиэтилена, и/или полипропилена, или полистирола с неизвестными характеристиками,
во-вторых, после измельчения перед промывкой раздробленный материал сепарируют, отделяя его от примесей,
в-третьих, после сушки из просушенного сырьевого вторичного материала изготовляют литьевую смесь путем добавления к материалу второй части, составляющему 80. ..50% от общего количества сырьевого материала, 20...50% материала первой части.

Введение дополнительных операций и особые условия выполнения имеющихся операций позволяют существенно повысить эффективность процесса изготовления изделий из пластмассовых отходов.

Возможность осуществления данного способа подтверждается нижеприведенным описанием предлагаемой технологии изготовления изделий из пластмассовых отходов.

1. Вторичные пластмассовые отходы разделяют (например, вручную) на две части:
- на первую, состоящую из однотипного вторичного термопластичного сырья после однократной переработки без значительных повреждений полимерной структуры с характеристиками, лежащими в пределах характеристик исходного первичного материала, например со следующими близкими характеристиками физико-механических свойств, определенными экспериментальным путем (см. табл. 2),
- на вторую, состоящую из вторичного сырья из изделий из полиэтилена, и/или полипропилена, или полистирола с неизвестными характеристиками.

2. Отсортированные пластмассовые отходы измельчают, например, с помощью дробилки ИПР-450. При этом степень дробления определяется диаметром отверстий сепарирующей сетки и составляет не более 5...8 мм.

3. Раздробленный материал сепарируют (отделяют от примесей), например, с помощью обычного сепаратора (см. , например, кн. "Машины и аппараты химических производств" под. ред. И.И. Чернобыльского, М., Машгиз, 1959, с.25).

4. Отсепарированный материал промывают водой.

5. Промытый материал с помощью сушильной камеры, например, спирального типа сушат горячим воздухом при температуре 20...80^oC.

6. Из просушенного сырьевого вторичного материала изготовляют литьевую смесь путем добавления к материалу второй части, составляющему 80...50% от общего количества сырьевого материала, 20...50% материала первой части.

7. Литьевую смесь с помощью, например, электронагревательного цилиндра разогревают при перемешивании до температуры пластикации.

8. Литьем под давлением формуют изделие.

Использование предлагаемого изобретения позволяет:
1. Существенно повысить эффективность процесса изготовления изделий из пластмассовых отходов за счет снижения затрат на первичное исходное пластмассовое сырье путем замены исходного первичного сырья на часть исходного вторичного сырья с приемлемыми характеристиками, находящимися в пределах характеристик первичного сырья.

2. Повысить эффективность переработки и использования пластмассовых отходов путем их более тщательной сортировки.

3. Улучшить экологическую обстановку в регионе за счет обеспечения возможности превращения бесполезных и даже вредных пластмассовых отходов в полезные безвредные изделия народного потребления.

4. Расширить базу сырьевых ресурсов за счет рационального использования отходов промышленного производства и отходов потребления в виде изношенных и утративших свою потребительскую ценность изделий из термопластов.

5. Повысить качество пластмассовых изделий при повторной переработке термопластов без дополнительных затрат или с минимальными затратами.

6. Повысить эффективность переработки и использования пластмассовых отходов путем обеспечения возможности отказа от одного из важнейших положений существующей на практике технологии - обязательного использования первичного полимера для улучшения вторичных смесей, которые идут на изготовление изделий, и перехода на стопроцентное использование "вторички" при составлении рецептур для питания термопластавтоматов.

Изобретение касается технологии переработки термопластичных полимерных материалов и может быть использовано при производстве изделий из пластмассовых полимерных отходов. В способе изготовления изделий из пластмассовых отходов отходы измельчают, промывают, сушат, разогревают и формуют изделия литьем под давлением. Перед измельчением вторичные пластмассовые отходы разделяют на две части. На первую часть из однотипного термопластичного вторичного сырья после однократной переработки без значительных повреждений полимерной структуры с характеристиками, лежащими в пределах характеристик исходного первичного материала. На вторую часть из вторичного сырья из изделий из полиэтилена, и/или полипропилена, или полистирола с неизвестными характеристиками. После измельчения перед промывкой раздробленный материал сепарируют, отделяя его от примесей. После сушки из просушенного сырьевого вторичного материала изготовляют литьевую смесь путем добавления к материалу второй части, составляющему 80-50% от общего количества сырьевого материала, 20-50% материала второй части. Способ позволяет повысить эффективность переработки и использования пластмассовых отходов путем их сортировки и за счет снижения затрат на первичное исходное пластмассовое сырье. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ изготовления изделий из пластмассовых отходов, при котором пластмассовые отходы измельчают, промывают, сушат, разогревают и формуют изделие литьем под давлением, отличающийся тем, что перед измельчением вторичные пластмассовые отходы разделяют на две части, на первую часть из однотипного термопластичного вторичного сырья после однократной переработки без значительных повреждений полимерной структуры с характеристиками, лежащими в пределах характеристик исходного первичного материала, и на вторую часть из вторичного сырья из изделий из полиэтилена, и/или полипропилена, или полистирола с неизвестными характеристиками, а после измельчения перед промывкой раздробленный материал сепарируют, отделяя его от примесей, после сушки из просушенного сырьевого вторичного материала изготовляют литьевую смесь путем добавления к материалу второй части, составляющему 80-50% от общего количества сырьевого материала, 20-50% материала первой части. 2. Способ изготовления изделий из пластмассовых отходов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве однотипного термопластичного вторичного сырья после однократной переработки без значительных повреждений полимерной структуры используется либо полиэтилен высокого давления с прочностью при растяжении 170-100 кгс/см², с прочностью при изгибе 200-170 кгс/см², с прочностью при срезе 170-140 кгс/см², с пределом текучести 90-160 кгс/см², с относительным удлинением в начале течения 15-20%, а при разрыве - 800-500%, либо полиэтилен низкого давления с прочностью при растяжении 450-180 кгс/см², с прочностью при изгибе 400-200 кгс/см², с прочностью при срезе 360-200 кгс/см², с пределом текучести 250-350 кгс/см², с относительным удлинением в начале течения 10-12%, а при разрыве - 1200-50%, либо полипропилен с прочностью при растяжении 300-350% кгс/см², с пределом текучести 270-300 кгс/см², либо полистирол с прочностью при растяжении 300-500 кгс/см², с прочностью при изгибе 500-1000 кгс/см² и относительным удлинением при разрыве 1-2%.