Полиэтилентерефталат (ПЭТ) обладает хорошими показателями прочности на растяжение, ударной вязкостью, химической стойкостью, прозрачностью, технологичностью и приемлемой термической стабильностью. Кроме того, ПЭТ обеспечивает высокую степенью герметичности, которая необходима для защиты продуктов от влажности и воздействия углекислого газа, а также обладает таким важным качеством, как приемлемая цена. Поэтому ПЭТ является популярным и широко применяемым материалом, который в какой-то мере смог заменить стекло и другие виды полимеров.
Уровень переработки ПЭТ
Уровень переработки ПЭТ — один из самых высоких среди полимеров, но в разных странах переработанный материал используют в разных целях. Например, в среднем, каждая ПЭТ бутылка в Германии почти на 30% состоит из переработанных материалов, а в Китае переработанные ПЭТ бутылки используются в основном для производства волокна (90-95%). Важно отметить, что многие страны придерживаются принципов замкнутого цикла, поэтому пытаются продвигать переработку «бутылка — в бутылку», тем самым предъявляя достаточно высокие требования к вторичному сырью, используемому оборудованию и технологиям.
В основном, ПЭТ применяют для изготовления бутылок и коррексов для продуктов питания, а также тары для непищевых продуктов, лент (стреппинг) и полиэстера (синтетическое волокно).
В основном, ПЭТ применяют для изготовления бутылок и коррексов для продуктов питания, а также тары для непищевых продуктов, лент (стреппинг) и полиэстера (синтетическое волокно).
Цвет ПЭТ
Прозрачные и голубые ПЭТ
Учитывая накопленный опыт переработчиков, уровень развития технологий переработки и направления использования вторичных материалов, можно сделать вывод, что на рынке наблюдается высокий спрос на прозрачные и голубые ПЭТ хлопья. Они ценятся как среди производителей бутылок, так и у производителей волокна. Это связано с тем, что в их составе содержится минимальное количество добавок и красителей.
Зелёные и коричневые
Окрашенные ПЭТ бутылки (зеленые, коричневые) меньше ценятся на рынке, но также достаточно хорошо перерабатываются в ПЭТ гранулы.
Красные, оранжевые, ярко-зеленые и т. п.
Сильно окрашенные бутылки (красные, оранжевые, ярко-зеленые и т. п.) являются, скорее, загрязнителями основного потока, так как даже малейшее попадание таких хлопьев в поток прозрачного ПЭТ может привести к изменению цвета ПЭТ гранул и потере качества.
Другими факторами изменения цвета и свойств ПЭТ гранул являются посторонние примеси в виде ПВХ, ПЭ, ПП и бумажных этикеток, остаточного клея на поверхности ПЭТ хлопьев, барьерного слоя, металлических пружинок. Поэтому для обеспечения высокого качества вторичных ПЭТ гранул необходима многоэтапная технология переработки ПЭТ.
Учитывая накопленный опыт переработчиков, уровень развития технологий переработки и направления использования вторичных материалов, можно сделать вывод, что на рынке наблюдается высокий спрос на прозрачные и голубые ПЭТ хлопья. Они ценятся как среди производителей бутылок, так и у производителей волокна. Это связано с тем, что в их составе содержится минимальное количество добавок и красителей.
Зелёные и коричневые
Окрашенные ПЭТ бутылки (зеленые, коричневые) меньше ценятся на рынке, но также достаточно хорошо перерабатываются в ПЭТ гранулы.
Красные, оранжевые, ярко-зеленые и т. п.
Сильно окрашенные бутылки (красные, оранжевые, ярко-зеленые и т. п.) являются, скорее, загрязнителями основного потока, так как даже малейшее попадание таких хлопьев в поток прозрачного ПЭТ может привести к изменению цвета ПЭТ гранул и потере качества.
Другими факторами изменения цвета и свойств ПЭТ гранул являются посторонние примеси в виде ПВХ, ПЭ, ПП и бумажных этикеток, остаточного клея на поверхности ПЭТ хлопьев, барьерного слоя, металлических пружинок. Поэтому для обеспечения высокого качества вторичных ПЭТ гранул необходима многоэтапная технология переработки ПЭТ.
Изменения ПЭТ при переработке
Предпочтительным направлением использования вторичных материалов ПЭТ является получение изделий, соответствующих требованиям к первичному материалу, без снижения потребительских и технологических свойств.
Вместе с тем, необходимо учитывать, что при переработке ПЭТ снижается его характеристическая вязкость, изменяется цвет (темнеет, желтеет), выделяется ацетальдегид, что снижает качество материала. Однако использование жидко- или твердофазной поликонденсации позволяет компенсировать негативное воздействие на материал внешних факторов и улучшить качество ПЭТ.
Вместе с тем, необходимо учитывать, что при переработке ПЭТ снижается его характеристическая вязкость, изменяется цвет (темнеет, желтеет), выделяется ацетальдегид, что снижает качество материала. Однако использование жидко- или твердофазной поликонденсации позволяет компенсировать негативное воздействие на материал внешних факторов и улучшить качество ПЭТ.
Сколько раз можно перерабатывать ПЭТ
По опыту эксплуатации промышленных линий рециклинга и результатам лабораторных исследований и испытаний, возможна стабилизация свойств ПЭТ после нескольких циклов переработки (при определенных условиях) с сохранением необходимого уровня качества, что позволяет говорить о возможности неограниченного рециклинга.
Основные ограничения по количеству циклов переработки ПЭТ связаны с потерями материала в процессе сбора и утилизации. Необходимость обеспечить высокое качество получаемого вторичного сырья приводит к поэтапному удалению примесей и загрязнений. Удаляемые потоки при этом уносят с собой часть материала. Переработка таким образом сопровождается потерями материала, в первую очередь — с удаляемыми потоками побочных продуктов и вторичных отходов. Разрушение самого материала также происходит, например, при термическом воздействии (экструзии), однако в сравнении с потерями с удаляемыми потоками это очень маленькие цифры. Теоретически, при минимизации потерь ПЭТ при дроблении и мойке (не более 10%) даже после 10-го цикла переработки можно сохранить более трети первоначальной массы материала.
Основные ограничения по количеству циклов переработки ПЭТ связаны с потерями материала в процессе сбора и утилизации. Необходимость обеспечить высокое качество получаемого вторичного сырья приводит к поэтапному удалению примесей и загрязнений. Удаляемые потоки при этом уносят с собой часть материала. Переработка таким образом сопровождается потерями материала, в первую очередь — с удаляемыми потоками побочных продуктов и вторичных отходов. Разрушение самого материала также происходит, например, при термическом воздействии (экструзии), однако в сравнении с потерями с удаляемыми потоками это очень маленькие цифры. Теоретически, при минимизации потерь ПЭТ при дроблении и мойке (не более 10%) даже после 10-го цикла переработки можно сохранить более трети первоначальной массы материала.
Как обеспечить многократный рециклинг ПЭТ
Для многократного рециклинга ПЭТ должны быть оптимальные условия производства, использования и переработки, позволяющие обеспечить максимальное сохранение качества.
Производство материала и изделий с учетом перспектив дальнейших рециклинга и переработки, отказ от добавок и примесей, затрудняющих дальнейшую переработку:
- отказ от барьерного слоя;
- отказ от бутылок необычных, ярких цветов (любые цвета, кроме прозрачного, голубого, зеленого и коричневого);
- отказ от клеев, не растворимых в воде и щелочном растворе;
- отказ от этикеток из материалов со схожей плотностью, таких как ПВХ;
- отказ от применения ПЭТ для непищевых продуктов.
Предотвращение загрязнения материалов на этапах сбора и выделения за счет минимизации контактов с другими видами материалов и отходов благодаря внедрению различных систем раздельного накопления отходов, а также минимизации степени прессования при транспортировании ТКО.
Максимальное разделение потоков и переработка максимально гомогенных потоков:
- сортировка ПЭТ бутылок по видам и цветам;
- отбраковка сильно загрязненных фракций;
- отбраковка непищевой тары ПЭТ.
Подбор оптимальных (бережных) условий рециклинга материала.
Этапы переработки ПЭТ пластика
Для получения вторичных ПЭТ гранул высокого качества применяются многоэтапные технологии переработки, которые включают в себя ряд последовательных операций с определенными особенностями, сложностями и ограничениями:
Этап предварительной обработки
- При обработке большого потока отходов применять автоматизированные системы сортировки.
- Контролировать загрязнения входящего потока (сравнение с эталонными образцами).
- Отбраковывать инородные фракции (металлы, полиэтиленовая тара и т. п.), сильно окрашенные и загрязненные ПЭТ бутылки.
Этап дробления
Осуществлять подачу воды для минимизации пыления и обеспечить герметизацию участка дробления.
Этап мойки
Осуществлять подачу воды для минимизации пыления и обеспечить герметизацию участка дробления.
Этап мойки
- Подбор дозировки каустической соды и моющих средств.
- Использование горячей мойки и подбор оптимальной температуры.
- Выделение в отдельный поток ПЭТ-бутылки из-под густых и быстропортящихся продуктов (молоко, йогурт, кефир, растительное масло) и подбор условий мойки с учетом такого загрязнения.
- Подбор количества этапов мойки для сильно загрязненных ПЭТ бутылок.
- Применение фрикционной мойки.
Этап основной сортировки
Этап экструзии
Необходимо удалять влагу из хлопьев перед экструзией до необходимого уровня и осуществлять фильтрацию расплава.
Этап поликонденсации
Выполнение указанных условий позволит значительно упростить переработку ПЭТ, повысить качество получаемого вторичного сырья и его безопасность для потребителя, расширить возможности его повторного использования и продлить жизнь материала за счет многократной переработки.
- Отделение прочих материалов (металла, ПВХ, ПЭ, ПП и бумажных этикеток и т. п.).
- Отделение сильно окрашенных и загрязненных ПЭТ хлопьев.
- Отделение мелкой фракции (имеющей более высокий уровень загрязнения).
Этап экструзии
Необходимо удалять влагу из хлопьев перед экструзией до необходимого уровня и осуществлять фильтрацию расплава.
Этап поликонденсации
- Максимальное удаление влаги из ПЭТ хлопьев перед поликонденсацией.
- Подбор типа и количества катализаторов.
- Подбор температуры и время поликонденсации.
- Подбор размера гранул, типа реакционной среды, скорости газа-носителя, параметров перемешивания.
Выполнение указанных условий позволит значительно упростить переработку ПЭТ, повысить качество получаемого вторичного сырья и его безопасность для потребителя, расширить возможности его повторного использования и продлить жизнь материала за счет многократной переработки.
Результат рециклинга ПЭТ
Рециклинг ПЭТ бутылок связан с получением ПЭТ хлопьев и ПЭТ гранул высокого качества, которые используются для производства новых ПЭТ бутылок. Для этого требуется тщательная подготовка (предварительная сортировка, дробление, мойка, сушка, удаление посторонних примесей, сушка, экструзия, грануляция и поликонденсация) и строгое соблюдение технологических параметров процесса. Однако не всегда удается добиться высокого качества получаемых ПЭТ гранул и обеспечить рециклинг материала. В этих случаях следует учитывать приоритетность методов переработки с точки зрения сохранения качества и функциональности материала.
Направления использования ПЭТ и их характеристика
ПЭТ должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям к упаковке пищевых продуктов. При этом требуется высокая характеристическая вязкость, минимальные изменения цвета и выполнение норм по содержанию и допустимым количествам миграции токсичных веществ
Важными условиями при получении данной продукции являются высокое значение характеристической вязкости и минимальные изменения цвета
Для производства ПЭТ лент требуется высокая характеристическая вязкость, так как материал должен обладать хорошими прочностными характеристиками. Требования к цветовым характеристикам и содержанию примесей не такие строгие
Для получения высококачественного волокна допускается использование ПЭТ хлопьев всех цветов. Допускается использование ПЭТ с меньшими значениями характеристической вязкости, чем при производстве упаковки
Для получения полиэстера для строительных материалов предъявляются еще меньшие требования по сравнению с высококачественным волокном
Очищенный и измельченный ПЭТ можно смешивать с другими полимерами и наполнителями, получать новые материалы со спектром новых свойств, однако повторная переработка таких материалов может быть затруднена
В случае сильно загрязненных отходов или отходов сложного состава ПЭТ может быть использован в качестве источника энергии (при получении твердого топлива из отходов или при прямом сжигании). Этот вариант должен рассматриваться как крайний, в случае невозможности реализации методов рециклинга и переработки
РЭО как институт развития отрасли обращения с отходами будет учитывать особенности рециклинга ПЭТ в рамках развития инфраструктуры утилизации полимерных отходов.