Утилизация пластика. Биоразлагаемые полимеры

Содержание

Сфера применения пластика

В современных реалиях производство пластиковой продукции, необходимой для жизни человека, увеличивается с каждым годом. В число самых востребованных населением пластиковых продуктов входят:

  • банки,
  • бутылки,
  • канистры,
  • поддоны,
  • лотки,
  • пакеты,
  • пленка,
  • скотч,
  • указатели,
  • вывески и прочее.

Это необратимо влечет за собой ежегодный прирост пластиковых отходов, наносящих непоправимый вред окружающей среде, а, следовательно, и здоровью человека. Ведь, несмотря на все свои неоспоримые преимущества, пластик, как и стекло, относится к материалам с длительным периодом полураспада, а в случае сжигания выделяет крайне токсичные вещества, практически не выводимые из организма. Тем самым, делая вопрос по утилизации пластика более чем актуальным для скорейшего разрешения, и не только с точки зрения охраны окружающей среды и, соответственно, здоровья человека, но и с позиции существующего в данное время дефицита полимерного сырья. В качестве примера можно привести статистические данные, сообщающие, что из 1кг пластиковых отходов после соответствующей переработки получается практически 0,8кг пригодного для вторичного использования сырья, такого как:

  • полиэтилен низкого давления – ПНД,
  • полиэтилен высокого давления – ПВД,
  • полиэтилентерефталат – ПЭТФ.

В качестве основных преимуществ пластиковой продукции можно отметить его технические характеристики: небольшой вес, экономичность, и удобство применения. Помимо этого, в отличие от производства стеклянных изделий, производство пластика обеспечивает более чем 20% экономию энергопотребления.

Этапы и методы утилизации пластиковых отходов

Утилизация пластика предусматривает следующие сложные технологические этапы:

  • сбор и сортировка по качеству цвету и состоянию пластиковых отходов;
  • прессование пластиковых отходов;
  • переработка отходов посредством резки, мытья, сушки и изготовления регранулята;
  • изготовление новых видов пластиковой продукции.

Для изготовления новых видов пластиковой продукции утилизация пластика предусматривает такие методы переработки сырья:

1. Пиролиз, заключающийся в термическом разложении веществ с наличием кислорода или без него.

2. Гидролиз, представляющий собой процедуру утилизации посредством давления и экстремальных температур. Данный метод переработки пластиковых отходов, в отличие от пиролиза и является гораздо более энергетически выгодным, так как предусматривает возврат в оборот высококачественных химических продуктов.

3. Гликолиз, предусматривающий деструкцию сырья посредством давления и высоких температур с наличием этиленгликоля и катализатора для получения чистого продукта. С экономической и экологической позиции данный метод экономически более выгодный, чем гидролиз.

4. Метанолиз является на сегодняшний день самым широковостребованным методом утилизации пластиковых изделий, предусматривающий выполнение процедуры расщепления пластика посредством метанола.

5. Механический рециклинг. В силу некоторых экономических причин для России самым приемлемым методом утилизации пластиковых изделий остается метод механического рециклинга, то есть вторичной переработки сырья. Объяснить это можно тем, что данный метод не требует наличия у исполнителя специального дорогостоящего оборудования и предусматривает налаживание производства практически в любом месте скопления пластиковых отходов.

Что такое биоразлагаемые полимеры?

Сегодня, по мнению большинства специалистов, оптимальным решением вопроса накопления пластиковых отходов является разработка специальных биоразлагаемых полимерных материалов, обладающих возможностью быстрого распада на экологически безвредные для окружающей среды, вещества. Изначально пластиковые материалы разрабатывались с учетом придания веществу максимального уровня стойкости к воздействиям окружающей среды.

Но с учетом современных реалий и большого количества пластиковых отходов появилась острая необходимость в создании полимеров, способных сохранять свои технические и, соответственно, эксплуатационные характеристики в течение срока эксплуатации с последующим распадом на составляющие под воздействием факторов окружающей среды и включением в естественный процесс обмена веществ.

Полимеры из растительных материалов

Большинство специалистов придерживаются мнения, что полимеры, созданные на основе растительных материалов (древесина, полисахариды, крахмал и зерновые культуры), после эксплуатации смогут распадаться на абсолютно экологически безопасные вещества. Например, это могут быть диоксид углерода, вода, биомасса и прочие. Таким образом, обеспечивается 100% экологичность процесса разложения полимерных материалов, не наносящая какого-либо вреда окружающей среде.

Обращаем ваше внимание на то, что объемы сырья растительного происхождения, применяемые для изготовления полимеров, могут возобновляться практически бесконечно.

Но есть и некоторые сложности. Воплощение данного замысла в реальность не так просто, как кажется на первый взгляд, так как требует совокупности трех основных факторов:

  • обязательное наличие микроорганизмов, способных селективно воздействовать на полимерные материалы;
  • полимеры определенного химического состава;
  • необходимые условия окружающей среды.

Согласитесь, довольно редко можно встретить условия, полностью удовлетворяющие данным требованиям. Еще сложнее найти подобные условия в естественной среде.

Полилактид

Полимеры из растительных материаловСамым перспективным и многообещающим для нужд химической промышленности является такой полимер как полилактид. Такая популярность обусловлена тем, что данный материал является оптимальным для изготовления таких популярных для населения видов продукции:

  • упаковка для пищевых продуктов;
  • одноразовая посуда;
  • посуда для микроволновых печей;
  • мешки для мусора;
  • ламинирование для упаковочной бумаги и прочее.

Впервые биоразлагаемые полимерные материалы с активным растительным наполнителем были созданы в середине 70х годов и использовались в качестве упаковки на рынке Германии, Италии и США. Эти материалы содержали в своем составе крахмал и различные синтетические полимеры.

В настоящее время существует более 30 видов доступных биоразлагаемых полимеров, которые активно применяются не только на рынке упаковки, но и в сельскохозяйственной и текстильная промышленности, медицине, строительстве. В современных реалиях практически все крупные производители полимеров имеют в своем ассортименте выпускаемой продукции биоразлагаемые полимеры, которые активно продвигают на современный рынок. Объяснить это можно тем, что рынок полимерных материалов представляет собой один из самых перспективных и быстроразвивающихся сегментов агрохимического комплекса в США, Канаде, Японии и практически во всех странах Евросоюза. Однако биоразлагаемые полимеры не способны решить всех экологических и экономических проблем по следующим причинам:

  1. Неоправданно высокая рыночная стоимость биоразлагаемых полимеров;
  2. Безвозвратная потеря ценных как сырьевых, так и пищевых ресурсов, что на фоне голода в отдельных регионах планеты представляется как минимум аморальным;
  3. Технологические сложности производства полимеров;
  4. Сложность регулирования скорости процесса распада полимеров на полигонах захоронения под воздействием факторов окружающей среды;
  5. Недоказанность абсолютной безопасности биоразлагаемых полимеров и продуктов их распада на животный и растительный мир.

Утилизация пластика, видео-обзор