Полимер-древесные материалы на основе отходов древесины и вторичных термопластов

• Автор: Шакина, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 161 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
Отходы это материалы и предметы, от которых избавляется их владелец по собственному желанию или по требованию закона, что делает необходимым организацию их сбора, сортировки, очистки, транспортировки и обработки, складирование и дальнейшую переработку или какое либо другое использование, а также ликвидации 1.

Отходы подразделяются на два вида

бытовые ти коммунальные отходы мусор, скапливающийся в квартирах, домах, крупных магазинах, предприятиях бытового обслуживания и т.д.

промышленные отходы отходы, образующиеся на промышленных предприятиях.

К настоящему моменту в крупном городе на одного человека в год в среднем приходится кг твердых бытовых отходов ТБО, а ежегодный прирост составляет около 5 , что приводит к быстрому росту мусорных свалок как разрешенных зарегистрированных, так и незарегистрированных. В настоящее время на таких свалках в Российской Федерации по данным АО ИЭКО накопилось свыше мегатонн ТБО.
Проблема ТБО может быть решена двумя путями уничтожением и утилизацией последняя подразумевает ее трансформацию в полезный продукт. С увеличением объема производства различных материалов такие методы утилизации отходов, как захоронение и сжигание становятся все дороже.
В соответствии с целевой федеральной программой Отходы, федерального закона Об отходах производства и потребления, и исходя из условий современной рыночной экономики вовлечение в стройиндустрию, как в
наиболее материаломкую отрасль, вторичных материальных ресурсов является одним из приоритетных направлений науки и техники .
Проблема использования вторичных термопластичных полимеров имеет экономический и эколог ический аспекты, так как связана с возрастающим разрывом между потреблением и производством полимерных материалов. а также с защитой окружающей среды. С ростом бытовых отходов полимерных материалов перед перерабатывающей промышленностью стоит проблема утилизации смесей с целью получения отдельных полимеров для переработки их в изделия. Потребление армированных пластиков в США в г. Составило 1. млн.т. Мировое потребление ПКМ в г составило
.4 млн. т. на сумму 4.1 млрд. долларов США 2.3 млрд. долларов США на аэрокосмическую промышленность, к г. млн. т. На сумму 9.4 млрд. долларов США.
По прогнозам литературных источников мировое производство полимерной продукции к г. составит млн.т., с годовыми темпами прироста в г. . 9. Мировое потребление только ПЭ в г. составило ,4 млн.т, а по прогнозам г рост потребления составит 8 в год. От общего прогнозируемого потребления пластмасс в г. 8 должно быть заменено регенератами из отходов пластмасс .
Полиэтилентерефтапат , вот полное название химического сырья, которое применяется для производства пищевого пластика. Впервые РЕТ стал использоваться как основной материал в году в США в качестве полиэстера. Главной причиной перехода от стекла к пластику стало распространение прохладительных напитков. Как пластиковая структура, РЕТ может принимать любые заданные формы, а при добавлении красителей и любой цвет.
В настоящее время выпускаемого полиэтилентерефталата ПЭТФ используется в производстве полиэфирных волокон и нитей. Ьолее
ПЭТФ расходуется на изготовление бутылок, конденсаторных и упаковочных пленок, другой тары, контейнеров и т. п.
В смешанных бытовых отходах термопластов содержится до ПЭ, остальное другие полимеры , причем на долю термопластов приходится . Вопрос об утилизации пластиковых бутылок и отходов полиэтилена высокого давления решается в рамках международной программы, в которой участвует страна.
История появления РЕТ в России отличается от многих других стран мира. В ые годы в СССР был дефицит пластиковых бутылок, и, если вспомнить, для разлива напитков использовалось только стекло. Со временем, когда российский рынок постепенно стал доступен для зарубежных производителей, торговые компании стали завозить пластиковые бутылки, наполненные различными напитками, которые на гот момент были совершенно новыми и необычными для российскою населения. В начале х стало понятно, что выгоднее ввозить в страну саму технологию и средства производства. И современные производители пока не заинтересованы в утилизации и промышленном сборе своей продукции. В нашей стране утилизацией пластиковых бутылок и других полимерных отходов занимаются всего несколько заводов г.Ижевск Удмуртская Республика, г. Томск, г. .Ярославль.
С другой стороны, в деревообрабатывающей промышленности образуется ежегодно около млн. м3 измельченных отходов древесины. Имея гигантские запасы древесины, Россия значительно отстает от лесоперерабатывающих стран мира по выпуску готовой продукции из древесины в расчте на кубометр заготавливаемой древесины 5, .
Ежегодный прирост древесных отходов в России составляет тыс.м3 . В настоящее время на территории РФ скопилось более 1 млрд.м3 древесных отходов, которые занимают большие земельные площади, загрязняя окружающую среду.
Особое значение в создании экологически чистой среды обитания придается жилищу, где человек проводит большую часть своего времени. Здесь его организм подвергается воздействию большого числа химических веществ, мигрирующих из строительных конструкций, отделочных материалов, мебели и т.д.
Одним из самых распространенных токсинов в этом ряду является формальдегид, относящийся к канцерогенным веществам.
Источником длительной миграции формальдегида в окружающую среду являются древесностружечные, древесноволокнистые, минераловатные ПЛИТЫ, фанера и другие материалы, производство которых базируется на использовании формальдегидосодержащих смол. Несмотря на многочисленные запреты по применению этих смол для производства плитных и теплоизоляционных материалов, их использование как в России, так и в других странах продолжается. Это связано с отсутствием альтернативных связующих и более прогрессивных технологий, способных конкурировать по своим техникоэкономическим показателям с производством древесностружечных и древесноволокнистых плит.
Во многих странах наблюдается увеличение объемов использования натурального дерева в производстве мебели и в строительстве, что вряд ли можно рассматривать как альтернативное решение существующей проблемы, поскольку объемы спелой древесины катастрофически уменьшаются и приводят к дефициту этого вида сырья.
Одним из перспективных направлений является создание композиционных материалов на основе экологически чистых продуктов, где в качестве связующего применяют термопласты полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и их сополимеры. Уже есть положительный опыт создания и применения композиционных материалов на основе термопластов, отходов древесины или других целлюлозосодержащих наполнителей. В последнее время широкое распространение получило использование в технологии строи
тельных материалов высоконаполненных композиций на основе термопластичных полимеров. Создание композиционных материалов на основе вторичных термопластов, в том числе смешанных, и измельченных отходов древесины позволяет решить проблему совместного вовлечения этих отходов в производство .
Актуальность


Теория и практика Пенза, Экономика природопользования и природоохраны Пенза, Экология и жизнь. Основные положения диссертации на различных этапах е выполнения докладывались и обсуждались на научнотехнических конференциях и семинарах Иващенко Ю. Г., Шакина Полимердревесные материалы как способ утилизации вторичных термопластов VII академические чтения РААСН. Белгород, . С. . Шакина , Иващенко Ю. Г. Расширение сырьевой базы производства строительных материалов Актуальные проблемы современного строительства. Материалы всероссийской XXXI научнотехнической конференции. Пенза , . С. . Шакина Плитные полимердревесные материалы на основе вторичных термопластов Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Пенза , . Ч.И. С. Шакина Влияние атмосферного воздействия и УФоблучения на свойства вторичных термопластов при хранении в складских условиях Экология и жизнь. III Международная научнопрактическая конференция. Пенза, . Ч.И. С Шакина Влияние фракционного состава термопластов на физикомеханические свойства нолимердревесных материалов И Экономика природопользования и природоохраны. IV Меж Международная научнопрактическая конференция. Пенза, . С Арбузов В. В., Шакина Разработка плитных строительных изделий на основе нетрадиционных сырьевых ресурсов Экология и жизнь. IV Международная научнопрактическая конференция. С. . Структура и объм работы диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на 5 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц и библиографию из 8 наименований. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Анализ современного состояния проблемы использования отходов термопластичных полимеров в производстве строительных материалов. Проблема повторного использования полимерных материалов в виде вышедших из употребления изделий, а так же технологических отходов производств. В последнее время происходит переоценка подходов к решению этой проблемы. В частности, исследуются и применяются новые технические направления и технологические решения утилизации термопластичных полимеров. Одним из перспективных путей рационального использования вторичных полимеров является создание на их основе новых композиционных материалов и изделий строительного назначения. В настоящее время в отечественной и зарубежной практике одним из основных технических решений использования термопластичных полимеров является их вторичная переработка. Для переработки вторичных полимеров необходима их предварительная подготовка , при этом необходимо учитывать источник образования отходов и степень их загрязнения. Такое сырье используется в производстве как в виде добавки к первичному, так и в виде основного сырья. Изношенные, вышедшие из употребления изделия требуют специальной подготовки. Она заключается в сортировке для смешанных отходов, измельчении. Полученное после подготовки сырье подается на переработку . Наиболее доступным методом переработки полимерных смесей, различающихся по плотности, является флотационный . Фирмой Мш КопбБоки Кос1уо К. К. предложен способ разделения такой смеси, заключающийся в нагревании ее при перемешивании до температуры выше температуры плавления одного из компонентов, но ниже температуры плавления остальных компонентов и последующем выделении расплава смеси при охлаждении . В случае многокомпонентной смеси процесс повторяют многократно . Смеси полимеров, различающихся температурой размягчения, разделяют в аппарате с несколькими зонами, причем температура в каждой зоне обеспечивает размягчение определенного вида полимера. Затем расплав отводится через разделительную головку каждой зоны . Аналогичным образом разделяют смесь отходов полимеров в шнековом экструдере с конической фильерой. Нижняя сторона конической части экструдера выполнена в виде сита, через которое выдавливается расплавленный материал, а твердые частицы отходов подаются шпеком к выходному патрубку . Для разделения пластических масс, мало различающихся по плотности, смесь отходов охлаждают до температуры хрупкости полимера и измельчают в ударной мельнице.