Могут ли машины для гранулирования пластика работать со смешанными видами пластика?

Возможность переработки смешанных пластиков с помощью грануляторов является критически важным вопросом для переработчиков, стремящихся к эффективному восстановлению материалов. Хотя технически это выполнимо при определенных условиях, успешная обработка смесей пластиков требует тщательного учета состава материала, возможностей оборудования и параметров процесса. Данный анализ рассматривает ключевые задействованные факторы.

Понимание проблем совместимости материалов

Основная трудность заключается в присущей несовместимости различных полимерных пластиков. К распространенным полимерам в смешанных потоках относятся:

1. Полиолефины (PE, PP): Как правило, совместимы друг с другом, но имеют разные температуры плавления и вязкости.
2. Полистирол (PS): Часто несовместим с полиолефинами, что приводит к расслаиванию и плохим механическим свойствам конечной гранулы.
3. Полиэтилентерефталат (PET): Требует высоких температур обработки и химически несовместим с PE/PP, вызывая деградацию и хрупкость.
4. Поливинилхлорид (PVC): Содержит хлор; термическая переработка сопряжена с риском выделения соляной кислоты (HCl), что повреждает оборудование и загрязняет другие полимеры.

Смешивание несовместимых полимеров обычно приводит к:

• Снижению стабильности вязкости во время экструзии.
• Фазовому расслоению, ведущему к слабому межфазному сцеплению.
• Образованию геля или "рыбьих глаз" в грануле.
• Ухудшению механических свойств (прочности на растяжение, ударной вязкости) в конечной переработанной грануле.
• Возможности выделения газов и коррозии оборудования (особенно при наличии PVC).

Возможности оборудования и необходимые адаптации

Стандартные линии гранулирования (включающие измельчение, экструзию, фильтрацию и резку гранул) физически могут перерабатывать смеси пластиков. Однако эффективность зависит от адаптаций:

1. Конструкция шнека: Шнеки экструдера должны быть прочными и часто содержать смесительные секции (Маддок, кольца с барьерами) для максимально возможного гомогенизировать расплав. Конструкции с высоким сдвигом требуют тщательного контроля температуры во избежание деградации.
2. Фильтрация: Обработка смешанных, потенциально загрязненных потоков требует надежных систем фильтрации. Крупные сменные фильтры и усиленные фильтрующие пакеты (сетки) критически важны для управления вариациями вязкости расплава и уровнями загрязнения.
3. Контроль температуры: Точное многозонное регулирование температуры цилиндра необходимо для работы с полимерами, имеющими разные температуры плавления, в рамках одной производственной серии. Недостаточный контроль грозит неплавлеными частицами или деградацией.
4. Дегазация: Эффективное удаление газов (дегазация) жизненно необходимо для удаления влаги и летучих веществ, выделяющихся из смешанных или загрязненных материалов.
5. Механизм резки: Ленточные грануляторы или грануляторы под водой должны быть настроены на обработку вариаций вязкости расплава и прочности нити, присущих смешанным потокам. Грануляторы под водой часто обеспечивают лучший контроль для нестабильных расплавов.

Критически важные требования к предварительной обработке и процессу

Возможностей оборудования недостаточно. Успешное гранулирование смесей пластиков в значительной степени зависит от процессов подготовки:

1. Подготовка сырья: Ключевое значение имеет постоянная подача. Предварительное равномерное измельчение или уплотнение улучшает стабильность подачи в загрузочную горловину экструдера.
2. Снижение загрязнения: Тщательное удаление непластиков (металлов, органики, стекла) и проблемных пластиков (особенно PVC) необходимо для предотвращения повреждения оборудования и дефектов продукта. Флотационные ванны, оптические сортировщики и ручная сортировка повышают чистоту.
3. Контроль соотношения компонентов сырья: Ограничение разнообразия и контроль соотношения полимеров в смеси улучшают качество продукта. Гранулирование смеси, состоящей в основном из совместимых полимеров (например, 80% смесь PE/PP), значительно более осуществимо, чем обработка высокогетерогенной смеси, содержащей PET, PS и PVC.
4. Добавки: Могут вводиться компатибилизаторы для улучшения межфазного сцепления между определенными несовместимыми полимерами (например, специальные марки для PE/PS). Также могут потребоваться стабилизаторы для противодействия деградации, вызванной взаимодействием смешанных полимеров или загрязнителей.

Соображения по качеству продукта

Переработчики должны адекватно оценивать качество гранул, полученных из смешанных потоков:

• Даунсайклинг (переработка в продукцию более низкого качества): Гранулы из сильно смешанных пластиков, как правило, подходят только для менее требовательных применений (например, пластиковый пиломатериал, поддоны, неконструкционные элементы), где точные механические свойства менее критичны.
• Стабильность: Обеспечение стабильности от партии к партии может быть сложным из-за присущих вариаций в составе смешанного сырья.
• Тестирование: Тщательное тестирование свойств гранул (ИРТ/ИСР (MFI/MVR), прочность на растяжение, ударная вязкость) необходимо для определения подходящих областей применения конечного продукта.

Грануляторы пластика обладают механической способностью перерабатывать смешанные потоки пластика. Однако достижение технически обоснованных и экономически жизнеспособных результатов зависит от значительной предварительной обработки для снижения загрязнения и контроля полимерного состава, в сочетании с соответствующими адаптациями оборудования и точным управлением процессом. Получаемое качество гранул, как правило, подходит для применений с даунсайклингом, а не для повторного использования в высокопроизводительных изделиях. Решение о гранулировании смешанных пластиков требует тщательной оценки характеристик сырья, доступных технологий сортировки и очистки, спецификаций оборудования и требуемого качества конечной переработанной гранулы.