POLITECHNIKA GDAŃSKA

Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

Tworzywa sztuczne – laboratorium

TEMAT: WPŁYW TWORZYW SZTUCZNYCH NA ŚRODOWISKO

I UTYLIZACJA ZUŻYTYCH TWORZYW SZTUCZNCYH

RECYKLING MATERIAŁOWY

Wykonały:
Gwizdała Dorota
Kanas Agnieszka
Szultk Anna

Gdańsk 2012

Podział recyklingu ze względu na specyfikację materiałową.

Materiałowy
Surowcowy
Energetyczny

Recykling materiałowy - fizyczny i/lub chemiczny proces, w którym przetwarzane są zebrane i posortowane odpady w celu wytworzenia surowca wtórnego a następnie wyrobu finalnego z surowca wtórnego lub z udziałem surowca wtórnego.

Recykling materiałowy jest procesem obejmującym kilka etapów (segregacja, mycie i oczyszczanie, przygotowanie do przetworzenia itp.).

Tworzywa sztuczne, a środowisko. Degradacja polimerów.
1. Sposoby degradacji polimerów

Degradacja chemiczna
Degradacja termiczna
Degradacja mechaniczna
Degradacja fotochemiczna
Degradacja biologiczna

Zdolność polimerów do ulegania degradacji.

Szybkość rozkładu polimerów zależy od:

ich budowy
ich masy
obecności w cząsteczce określonych grup.

Zależność ulegania polimerów do degradacji:

polimery amorficzne łatwiej ulegają degradacji niż o budowie krystalicznej

polimery o prostej budowie łatwiej ulegają degradacji niż o budowie rozgałęzionej
im niższa masa cząsteczkowa, tym rozkład jest szybszy
łatwo hydrolizujące grupy estrowe, amidowe, mocznikowe determinują szybkość rozkładu polimeru.

Polimery nie ulegające degradacji:

silikon
polimery pochodzące ze spalania surowców kopalnych.
1. Charakterystyka rodzajów degradacji.
  1. Degradacja chemiczna - procesy wywoływane czynnikami chemicznymi takimi jak: kwasy, zasady rozpuszczalniki, reaktywne gazy będące w bezpośrednim kontakcie z polimerem.
  2. Degradacja termiczna - zachodzi wówczas gdy polimer pod wpływem podwyższonej temperatury zmienia swoje właściwości chemiczne.
  3. Degradacja mechaniczna - dotyczy efektów makroskopowych zachodzących w polimerach pod wpływem działania sił rozciągających.
  4. Degradacja fotochemiczna - zachodzi pod wpływem światła, oznacza zmiany fizyczne i chemiczne wywoływane w polimerach pod wpływem światła widzialnego lub nadfioletu.

Tworzywa sztuczne, a środowisko. Biodegradacja polimerów.

Biodegradacja polimerów zachodzi pod wpływem makroorganizmów (skorupiaki insekty, mięczaki, ryby, gryzonie) lub mikroorganizmów (bakterie, grzyby).

Czynniki decydujące o biodegradacji polimerów:
3.3. Warunki niezbędne do biodegradacji:

Struktura chemiczna polimeru:

łańcuch główny zawiera grupy estrowe, karboksylowe, eterowe
odpowiedni ciężar cząsteczkowy.

Obecność mikroorganizmów i enzymów:

grzyby, bakterie, glony.

Środowisko procesu

pH 5-8
dostęp tlenu (biodegradacja aerobowa)
wilgoć
obecność soli mineralnych
temperatura 20-60 C.

3.4. Sposoby modyfikacji polimerów syntetycznych. Zastosowanie.

Sposoby modyfikacji polimerów:

stosowanie skrobi jako napełniacza
modyfikowanie polimerów celulozą
polimery syntetyczne zawierające w łańcuchu głównym grupy wrażliwe na atak mikroorganizmów.

Przykłady polimerów biodegradowalnych wytwarzanych z surowców petrochemicznych i ich zastosowanie:

	MATERIAŁ	ZASTOSOWANIE
I	Poliestry	Powłoki, kontrolowane uwalnianie pestycydów i herbicydów, ze skrobią materiał opakowaniowy
	Poli-ε-kaprolakton (PCL)
	Poliester 1,4-butandiolu z di kwasami	Worki na śmieci, opakowania sprzętu medycznego, papier laminowany, kartony do napojów, drobny sprzęt, butelki, folie.
II	Poliestroamidy
III	Polialkohol winylowy	Opakowania rozpuszczalne w wodzie, środki higieny
	Poliaktydy, polikolidy	Sztućce jednorazowe, pojemniki, opakowania żywności, nici chirurgiczne, implanty, materiały dentystyczne, drażetki dozujące leki
	Skrobia modyfikowana	Folie, worki na odpady do kompostowania, tacki, filiżanki, opakowania, wypełnienia
	Poliesroamid	Drobny sprzęt codziennego użytku, butelki, folie
	Kopolimer poliuretanu ze skrobią	Pianka poliuretanowa np. siedzenia samochodowe ( w opracowaniu)
	Poliestry	Worki na śmieci, opakowania sprzętu medycznego, papier laminowany, kartony do napojów
	Poli(kwas hydroksymasłowy( (PHB), kopolimer HB z kwasem hydroksywalerianowym (PHBV)	Worki do kompostowania, folie (karty kredytowe), włókna, butelki, jednorazowe naczynia i opakowania medyczne

Tabela 1. Przykłady polimerów biodegradowalnych.

4. Przygotowanie zużytych opakowań z tworzyw sztucznych do ponownego przerobu.

Rysunek 5. Schemat przerobu tworzyw sztucznych.

Technologia recyklingu materiałowego:

1) Transport opakowań poużytkowych (zebranych w oznaczonych pojemnikach) do tzw. stacji
przeładunkowych.

2) Właściwa segregacja (mechaniczna lub ręczna) i przygotowanie materiałów zgodnie z warunkami technicznymi określonymi przez zakłady przetwórcze (np. zmniejszenie objętości, uformowanie jednostki ładunkowej, rozdrobnienie itp.) w stacji przeładunkowej.

3) Obecność pozostałości (tłuszcze stałe i płynne) utrudnia ponowne przetwórstwo - im dokładniej przeprowadza się segregację odpadów opakowaniowych pochodzących ze zbiórki, tym łatwiej jest wykorzystać je przemysłowo.

4.1. Sposoby zagospodarowania zużytych opon

Przedłużenie czasu użytkowania
Recykling materiałowy
Stosowanie jako nośnik energii
Surowiec do produkcji paliw

Materiały	Opony samochodów osobowych	Opony samochodów ciężarowych
Kauczuk	47	45
Sadza	24,5	22
Stal	16,5	25
Kord tek stylowy	5,5	-
Tlenek cynku	1	2
Siarka	1	1
Dodatki chemiczne	7,5	5

Tabela 2. Skład chemiczny opon.

4.1.1. Rozdrabnianie zużytych opon i segregacja produktów

Opony cięte	Kawałki do 300 mm
Strzępy	40 – 300 mm
Chipsy	10 – 40 mm
Granulat	1 – 10 mm
Miał	0,1 mm lub 0 – 0,5 mm
Ścier	0 – 40 mm

Tabela 3.

Schemat 1. Rozdrabnianie zużytych opon i segregacja produktów.

Otrzymywanie paliw płynnych i gazowych z zużytych opon:
9,1 kg rozdrobnionych opon to po przetworzeniu uzyskane:

4,54 l diesel
1,42 m³ gazu
1 kg stali

3,4 kg czerń węglowa

4.2. Pozostałe przykłady recyklingu tworzyw sztucznych:

4.2.1. Odpady poliolefinowe.

Zużyte opakowania polietylenowe i polipropylenowe (butelki, kanistry, beczki, skrzynki, pojemniki i worki, opakowania foliowe) przetwarzane są na Użyteczne surowce wtórne. Z odpadów foliowych

uzyskuje się regranulaty.

Surowce z recyklingu znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach – do produkcji artykułów technicznych, wyrobów w budownictwie, przemyśle samochodowym, ogrodnictwie itd.

Przykłady: opakowania transportowe, wkładki amortyzacyjne, elementy mebli, materiały izolacyjne, kanistry, folie, wiadra, pojemniki magazynowe, skrzynki balkonowe, doniczki, części samochodowe, rury kanalizacyjne, słupki drogowe, meble i ławki ogrodowe, ograniczniki transportowe, ściany osłonowe przy autostradach.

4.2.2. Odpady z PET

Czysty i bez obcych pozostałości surowiec wtórny PET (uzyskany z butelek po napojach lub sztywnych folii) posiada bardzo szerokie zastosowanie.

Zbiórka butelek PET może odbywać się różnymi drogami. Przy zbiórce selektywnej (sieć handlowa) do przetwórstwa trafiają stosunkowo jednorodne odpady. Przy zbiórkach od mieszkańców, zazwyczaj butelki PET są gromadzone wspólnie z innymi rodzajami butelek (PVC, PE) i w związku z tym wymagają

dodatkowego sortowania.

Po sortowaniu butelki są prasowane i pakietowane w celu zmniejszenia ich objętości, a następnie transportowane do zakładów przetwórczych.

Tworzywo pochodzące z recyklingu materiałowego butelek PET służy do produkcji wyrobów:

przeźroczyste folie poliestrowe oraz folie pokryciowe i przekładkowe,
sztywne folie do termoformowania,
włókna i przędze poliestrowe stosowane do produkcji dywanów, ubrań, tkanin obiciowych mebli, do wypełnienia kurtek, śpiworów, poduszek,
wyroby trwałe formowane wtryskowo np.: części samochodowe, drobne przedmioty domowego użytku, części konstrukcyjne mebli, sprzętu sportowego itp.,
butelki wykonane w 100% z wtórnego granulatu stosowane do pakowania detergentów,
izolacyjny materiał budowlany (warstwy foliowe, włókno poliestrowe).

Propozycje ekologicznych rozwiązań problemu ‘plastików’.

poparcie technologii prowadzących do udoskonalania degradowalnych polimerów lub polimerów o kontrolowanym czasie życia
wprowadzanie nowych przepisów obciążających przemysł nie tylko odpowiedzialnością za technologię i produkcję polimerów, ale także ich magazynowanie i dalsze przetwarzanie po okresie użytkowania
rozwój recyklingu materiałów polimerowych.