ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И АДАПТИВНАЯ РЕАКЦИЯ У КРЫС

Механические свойства вторичного поливинилхлорида  в зависимости от скорости деформирования и технологии переработки

Поливинилхлорид применяется с 1927 года. Как показал опыт многих передовых стран, наиболее перспективным путем решения проблем ТБО является рециклинг, внедрение малоотходных технологий и ресурсосбережения за счет использования отходов и продуктов их переработки в промышленное производство [3].

Проблема вторичного использования полимеров была обозначена в СССР, в 1963 году. Было показано, что отходы полимеров- являются огромным потенциальным резервом сырья. Что затраты на уничтожение полимерных отходов в 6-8 раз превышают затраты на уничтожение других видов отходов [2].

Утилизация ПВХ требует особого внимания и правильной организации. Ее сложность состоит в том, что ПВХ не разлагается в природе, а при сжигании выделяет опасные для экологии вещества, по этим причинам захоронение и сжигание ПВХ являются не эффективными, но и вредными.

На сегодня в крупных городах России появились компании, занимающиеся сбором и утилизацией отходов, а также их переработкой. Так как ПВХ может использоваться для вторичной переработки, то по этой причине утилизация ПВХ предусматривает сбор пришедших в негодность изделий из поливинилхлорида, их складирование и затем вывоз к месту переработки. Такой подход к утилизации ПВХ следует считать наиболее правильным и направленным на сохранение экологии.

В процессе переработки полимеры подвергаются воздействию высоких температур, сдвиговых напряжений и окислению, что приводит к изменению структуры материала, его технологических и эксплуатационных свойств. На изменение структуры материала решающее влияние оказывают термические и термоокислительные процессы.

Наряду с учетом влияния условий эксплуатации и кратности переработки вторичных полимерных материалов, необходимо оценивать рациональное соотношение отходов и свежего сырья в композиции, предназначенной к переработке.

При экструзии изделий из смешанного сырья существует опасность брака из-за разной вязкости расплавов, поэтому предлагается экструдировать первичный и вторичный ПВХ на разных машинах, однако порошкообразный ПВХ практически всегда можно смешивать с вторичным полимером.

Важной характеристикой, определяющей принципиальную возможность вторичной переработки ПВХ отходов (допустимое время переработки, срок службы вторичного материала или изделия), а также необходимость дополнительного усиления стабилизирующей группы, является время термостабильности.

Основными   методами   переработки   отходов   ПВХ   являются:   литье   под   давлением; экструзия; каландрование и прессование.

Проблема регенерации отходов ПВХ-пластиков в настоящее время интенсивно разрабатывается, однако имеется немало трудностей, связанных прежде всего с наличием наполнителя. Некоторые разработчики пошли по пути выделения полимера из композита с последующим его использованием. Однако зачастую эти технологические варианты неэкономичны, трудоемки и пригодны для узкого ассортимента материалов.

Известные способы прямого термоформования требуют высоких дополнительных затрат (подготовительные операции, добавка первичного полимера, пластификаторов, использование специального оборудования) или не позволяют перерабатывать высоконаполненные отходы (ПВХ-пластики).

Технологические параметры получения вторичного ПВХ зависят от многих свойств первичного материала, находящегося в эксплуатации как под действием механических воздействий, так и при воздействии различных агрессивных сред. Такие материалы к тому же имеют другую, отличную от первичного ПВХ структуру. Зависимости структуры от механических свойств полимеров описаны в работах многих известных ученых, в том числе Гуля В.Е [1].

ПВХ может подвергаться переработке до 5 раз. Данный показатель характеризует данный полимер не только как экологичный, но и как рациональный материал использования природных ресурсов.

Нами была разработана технология изготовления листового материала на основе вторичного поливинилхлорида.

Исследования показали, следующее. Оптимальное содержание отходов составляет 80%, из них 42%- пластифицированные собственные отходы и 38%-непластифицированные отходы других предприятий (бутылки, пленка, обрезки и др.) и 20% -композиция из первичного сырья и добавок (смола ПВХ-18.2%, стеарат кальция- 0.2%, тринатрийфосфат-0.7%, белила сухие титановые-0.6%, пигментные красители-0.3%).

Технологический процесс производства листового ПВХ с использованием отходов включает следующие технологические операции: сортировка и подготовка отходов ПВХ; подогрев отходов; составление композиции смолы и различных добавок; вальцевание; прессование; резка; сортировка и складирование готовой продукции. Получаемый материал непрозрачный, однослойный или многослойный, различной окраски (в зависимости от добавленного пигмента), соответствует требованиям ГОСТ и отвечает установленным требованиям по водонепроницаемости, водопоглощению, теплостойкости и механической прочности.

В качестве вторичного сырья применяются практически любые отходы ПВХ, поскольку при глубоком старении ПВХ изменению подвергаются только поверхностные слои, а основная масса сохраняет свои свойства. При этом полностью сохраняются все эксплуатационные качества изделия из первичного материала. Кроме того, полученные из вторичного сырья изделия отвечают самым жестким экологическим требованиям. Поскольку ПВХ оптимально подходит для рециклирования и повторного использования, возникают идеальные условия для создания замкнутого цикла кругооборота этого вещества, то есть процесс безотходной утилизации и переработки вносит значительный вклад в дело защиты окружающей среды.

Нами были проведены опыты по испытанию образцов из технологических и бытовых отходов поливинилхлорида на разрыв при различной скорости растяжения.

Образцы ПВХ, изготовленный по ГОСТ подвергались растягивающей нагрузке. Образец 1 – черного цвета (однослойный), а образец 2 – красного цвета (двухслойный). Опыты проводились на разрывной машине Р-0,5. В Табл.1 приведены данные после обработки результатов испытаний.

Таблица 1 Влияние скорости деформирования на физико-механические свойства вторичного поливинилхлорида

Общей закономерностью, справедливой для твердых тел, является рост разрушающего напряжения со скоростью нагружения (деформирования), что неоднократно наблюдалось при испытании материалов и подтвердилось нами при испытании образцов ПВХ. На Рисунке 1 изображен график влияния скорости деформирования на прочность (а) и модуль упругости (б) в полулогарифмических координатах

Заключение.

В данной работе на примере исследования технологических и бытовых отходов поливинилхлорида были получены параметры, на основании которых предложена технологическая схема получения вторичного ПВХ- материала.

Список литературы

1.     Гуль В.Е. Прочность полимеров / В.Е.Гуль. – М. – Л.: Химия, 1964.

2.     Орлова  А.М.,  Попова  М.Н.  Современные  проблемы  твердых  бытовых  отходов:  Монография.- М.:МГСУ,2010.-216с.

3.     Попова М.Н., Огородов Л.И., Булгаков Б.И. Долговременная прочность и пожаробезопасность материалов из вторичного поливинилхлорида: Монография.- М.: МГСУ, 2006.