Переработка отходов АБС-пластика в России: технологии и особенности

АБС-пластик представляет собой термопластичный сополимер. Он сочетает в себе прочность и жесткость акрилонитрила и стирола с ударной вязкостью бутадиенового каучука. Популярность АБС обусловлена его отличительными свойствами: твердостью, блеском, высокой износостойкостью и механической прочностью.

Благодаря этим качествам АБС широко применяется для изготовления жестких потребительских и промышленных товаров, в первую очередь корпусов электронной и бытовой техники и деталей автомобилей, а также деталей интерьера и товаров народного потребления (посуда, игрушки, контейнеры, мебель, садовый инвентарь, спортивные товары).

Высокая стоимость первичной АБС-гранулы является стимулом для добавления вторичного АБС к первичному сырью при производстве изделий, однако переработка АБС-пластика на сегодняшний день не получила широкого распространения в мире по ряду причин. Факторы, осложняющие рециклинг АБС, связаны как с характеристиками самого полимера и изделий из него, так и с недостаточно развитой инфраструктурой, необходимой для утилизации таких многокомпонентных отходов, как отходы электрического и электронного оборудования (ОЭЭО), содержащие большую долю АБС.

Технологическая возможность позволяет использовать до 100% вторичного сырья АБС в производстве изделий из данного материала. Однако следует учитывать, что в процессе переработки АБС с каждым последующим циклом происходит постепенное изменение цвета, показателя текучести расплава, прочностных характеристик.

Характеристики АБС также ухудшаются вследствие фотодеградации, которая происходит при многолетней эксплуатации изделий под действием ультрафиолета.

Проведенные исследования показали, что ввиду деградации материала в процессе утилизации рециклинг АБС ограничен четырьмя циклами переработки.

Многократный рециклинг АБС возможен только при выполнении ряда условий, относящихся как к жизненному циклу изделий из АБС, так и к порядку самого процесса переработки.

Загрузка мощностей по переработке отходов электронного и электрического оборудования (ОЭЭО) с глубиной утилизации более 85% с целью максимального использования вторичных ресурсов.

Предотвращение загрязнения отходов АБС на этапах сбора за счет организации раздельного сбора и временного накопления ОЭЭО на площадках, защищенных от атмосферных осадков.

Обеспечение гомогенности потока отходов, поступающих на переработку за счет разделения отходов по категориям и по цветам с отделением отходов АБС белого цвета.

Для получения вторичного сырья АБС применяются многоэтапные технологии переработки, которые включают в себя ряд последовательных операций с определенными особенностями, сложностями и ограничениями:

Измельчение фракций до 50-60 мм.

Измельчение фракций до 5-10 мм.

Этап повторного сепарирования

Сортировка в несколько этапов с отделением черных и цветных металлов, а также мелкой фракции.

Этап мойки и разделения по плотности

Подбор раствора для разделения по плотности в зависимости от состава примесей в потоке отходов, или разделение по плотности в несколько этапов:

• вода (всплывающие пластики — ПП и ПЭ);
• солевой раствор плотностью 1 кг/л (всплывающие пластики АБС и ударопрочный полистирол);
• солевой раствор плотностью 1,15 кг/л (всплывающий пластик АБС-ПК).

Этап экструзии и грануляции

Необходимо обеспечить:

• использование экструдера с дегазацией;
• подбор технологических добавок;
• подбор параметров экструзии.

Сушку проводят непосредственно перед экструзией, поэтому при транспортировке дробленого АБС на другое предприятие/производственную площадку с целью производства АБС-гранул перед экструзией требуется проведение еще одной дополнительной операции сушки.

Высокие качественные характеристики вторичной гранулы достигаются за счет использования стабилизирующих добавок для компенсации ухудшения свойств и контроль качества регранулята.

Таким образом, результатом рециклинга отходов АБС-пластика является получение вторичных АБС-гранул высокого качества, которые можно использовать при производстве новых изделий. Для этого необходимо выделять поток АБС-отходов и проводить переработку в несколько этапов с использованием многостадийной сортировки, дробления, мойки с разделением по плотности, сушки, экструзии и грануляции.

Сложный смешанный состав отходов, поступающих на переработку, а также разнообразие категорий АБС-пластика, отличающихся друг от друга значениями ключевых характеристик, приводит к тому, что не всегда возможно обеспечить рециклинг АБС с получением высококачественных вторичных АБС-гранул. При этом целесообразно использовать рециклат АБС для производства других изделий с пониженными требованиями к качеству материала.

В производстве регранулята используют только отходы АБС белого цвета, чтобы минимизировать отклонение цвета в готовом изделии. Высокие требования к ударной вязкости. Жесткие ограничения по содержанию бромированных антипиренов

Высокие требования к ударной вязкости. Жесткие ограничения по содержанию бромированных антипиренов. В производстве регранулята допускается смешивать отходы АБС разного цвета

Нормируются эмиссии вредных веществ (стирола, акрилонитрила, бензола и пр.) в воздух и воду. Требования к ударной вязкости ниже. В производстве регранулята допускается смешивать отходы АБС разного цвета

Пониженные требования по цвету, ударной вязкости и прочим характеристикам

В производстве регранулята допускается смешивать отходы АБС разного цвета. Для уменьшения свойственной АБС-пластику усадки при охлаждении к регрануляту добавляют технический углерод, получая угленаполненный АБС-пластик. Тем самым отсекается возможность рециклинга изделия, полученного из АБС-филамента посредством 3D-печати

Недостаточно высокие качественные характеристики материала компенсируются за счет добавления других полимеров (поликарбоната, полиметилметакрилата и др.). Производство компаундов на основе АБС исключает возможность переработки с производством АБС-рециклата. В то же время при выделении отходов определенного компаунда (например, АБС-ПК) в отдельный поток его можно переработать с получением рециклата компаунда

Существуют технологии производства полимербетона, полимерпесчаной плитки, обладающих высокими прочностными характеристиками. Рециклинг АБС-пластика при этом становится невозможен

При неудовлетворительном качестве материала или невозможности рециклинга АБС может быть переработан термическим путем с помощью пиролиза или сжигания в качестве твердого топлива. При этом, в отличие от механического рециклинга, утилизируется энергетический потенциал материала. Этот вариант следует использовать в крайнем случае; тем не менее он более предпочтителен, чем захоронение АБС-содержащих отходов на полигоне ТКО