Полиэтилен низкого давления (ПНД) – полимерное органическое соединение, получаемое из газообразного этилена.
Название материала связано с особенностями технологии его синтеза.
ПНД получают под давлением 3 – 4 атмосферы в присутствии металл-органическогокатализатора.
Для синтеза ПВД требуется создать давление порядка 2000 – 3000 атмосфер. Оба полимера состоят из одинаковых мономеров -H2C-CH2-, но различаются структурой и механическими свойствами.
Молекулы ПНД практически не имеют боковых ответвлений, т. е. линейны. Изделия из него плотнее, прочнее и тверже, чем из ПВД.

Технология переработки полиэтилена низкого давления в гранулы

Обратная сторона распространенности ПНД – большое количество отходов, не подверженных биологическому разложению.
Использованные пленка и тара могут пролежать на полигоне сотни лет.
Накопление таких отходов и стоимость изготовления первичного полимера дали толчок к разработке технологий их переработки во вторичную гранулу, используемую впоследствии в производстве пластиковых изделий.
Появилось оборудование различной производительности – коммерческого и промышленного классов.
Технология переработки отходов ПНД выглядит следующим образом:
Сбор и сортировка. Производственные отходы – литники и брак – отличаются чистотой и однородностью. Полиэтилен, полученный из ТБО необходимо отделить от крупного мусора и рассортировать по цвету, крупности, качеству и загрязненности.
Дробление. В большинстве случаев измельчение выполняется в две стадии. Отходы проходят через шредер, а затем – через дробилку (Дробилки для пластика). Способ измельчения выбирают в зависимости от вида исходного сырья. Шредеры и дробилки могут разрезать, разрывать, разбивать или раздавливать сырье.
Мойка. Дробленка из производственных и коммерческих источников чаще всего не промывается. Сырье, полученное с полигонов, загрязнено. Оно подвергается промывке с сепарацией во флотационных ваннах или гидроциклонах для отделения твердых примесей.
Сушка. Для первичного отделения воды используются центрифуги или шнековые прессы. Остаточная влажность после этого составляет 6 – 12 %. Далее сырье досушивают термическим способом или сразу отправляют на агломерацию.
Уплотнение. Отмытую и высушенную дробленку отправляют в агломератор или пласткомпактор. Их работа основана на нагреве до температуры размягчения и комковании материала за счет прикладываемого давления и сил трения.
Переработка в товарную форму. Катышки ПНД загружают в гранулятор, где они плавятся и перемешиваются. На этом этапе происходит фильтрация оставшихся твердых примесей и термическое разложение жиров, продукты которого удаляются дегазацией. Расплав продавливается через формовочные отверстия – фильеры. Полученные нити (стренги) охлаждаются до температуры кристаллизации и режутся на гранулы.
Комплектация линии по переработке ПНД определяется исходным состоянием отходов.

Например, канистры, толстостенные флаконы и трубы необязательно подвергать грануляции. Чаще всего их сразу возвращают в производство после дробления и промывки.
ПНД, содержащий металлические включения, песок, опилки, другие полимеры нередко подвергают многократной промывке, а затем – каскадной фильтрации в гануляторах. Также загрязненный материал могут перерабатывать пиролизом.

Характеристики вторички низкого давления

Вторичный полиэтилен низкого давления представляет собой гранулы с линейными размерами во всех направлениях 3 – 6 мм. Они должны быть однородного цвета, не иметь посторонних включений и запахов.
Не допускается попадание не порубленных стренг в упаковку. ПТР вторичного материала должен соответствовать требованиям технологии производства готовых изделий из ПНД.
Качество гранулированной вторички в первую очередь определяется грамотной организацией технологического процесса и возможностями оборудования. Если сырье не будет качественно промыто, твердые включения в итоге попадут в конечное изделие.
Недостаточное вакуумирование приводит к пористости. Для пленки и тонкостенных изделий из вторичных гранул ПНД такие дефекты особенно критичны.
Один из важных факторов снижения качества – термомеханическая и окислительная деструкция полимерных цепей. ПНД разрушается в процессах дробления, плавления, от воздействия атмосферного кислорода и солнечной радиации.
В местах разрыва полимерных цепей образуются радикалы (незакрытые валентности), которые вызывают процессы сшивки и дальнейшего дробления в расплаве. Такие изменения ухудшают технологические свойства гранул ПНД.

Для снижения деструкции применяют комплексные концентраты-рециклизаторы.
Они состоят из:
антиоксидантов;
пластификаторов;
термо-и светостабилизирующих добавок.
Если построить технологию изготовления регранулята так, чтобы количество циклов расплавления и перемешивания сводилось к минимуму, то его свойства будут не хуже, чем у первичного полиэтилена.

Какую продукцию производят из регранулята?

Вторичная гранула ПНД без ограничений и на постоянной основе используется в качестве сырья для производства следующих видов изделий:
трубы для безнапорной канализации;
одноразовые пакеты;
литье;
геомембраны;
древесно-полимерные композиты.
Допускается подмешивание вторичного полимера в пропорции, не снижающей свойства готовой продукции:
прочность;
предел текучести;
цвет;
прозрачность.

Преимущества использования вторичного ПНД

Главное преимущество полимера, полученного из вторсырья, – низкая себестоимость в сравнении с первичным. Термомеханический рециклинг требует меньших затрат энергии, чем синтез. Кроме того, линия переработки стоит дешевле, чем оборудование для синтеза.
Применение регранулята в производстве пластиковых изделий – это один из наиболее простых способов снижения себестоимости продукции. Он не требует переоснащения, а только корректировки технологического процесса.

Вывод

Полиэтилен низкого давления — один из распространенных в использовании материалов, стоимость производства которого из вторичного сырья в разы дешевле и технологически проще, чем путем его синтеза. Из данного материала ежедневно производят множество видов продукции, которой все мы постоянно пользуемся — от одноразовых пакетов и пластиковых труб до средств гидроизоляции.
Тем не менее, в нашей стране переработка отходов ПНД, особенно бытовых, к сожалению, еще не набрала желаемых оборотов.

Источник