Аналіз методів перероблення пластикових відходів
Вантажиться...
Дата
2021
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2413-4295.2021.01.12
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Розглянуто способи поводження з пластиковими відходами, кількість яких постійно зростає через високий
попит на полімерну продукцію, що має високі експлуатаційні властивості. Актуальність проблеми обумовлена довговічністю пластику, який, потрапивши у довкілля, поступово деградує з утворенням речовин небезпечних для живих організмів. Найбільш поширеними способами поводження з пластиковими відходами є їх складування на спеціально відведених земельних ділянках або спалення з/ без отримання тепла. Кожен з цих способів має певні недоліки, що викликає необхідність впровадження інших заходів. Перспективним з екологічної та економічної точок зору способом поводження з пластиковими відходами може бути їх перероблення у вторинну сировину, енергію або продукцію з певними споживчими властивостями. Мета даної роботи полягає у проведені аналізу методів перероблення пластикових відходів, встановлення їх переваг і недоліків, визначення оптимальних підходів для утилізації полімерних матеріалів з різними властивостями. Розглянуто дві основні групи методів перероблення полімерів: фізичні та хімічні. До фізичного перероблення відносять механічний рециклінг, який базується на фізичному подрібненні пластикових відходів з отриманням вторинної сировини без суттєвої зміни хімічної структури матеріалу. Цей процес достатньо простий з точки зору технічного оформлення, але вимагає ретельного сортування і очищення відходів, а також має обмеження щодо повторного застосування переробленого матеріалу. Хімічне перероблення відбувається шляхом проведення процесів сольволізу (гідролізу, гліколізу, метанолізу) та конверсії (піролізу, газифікації). В цьому випадку пластикові відходи розкладаються на вихідні молекули –
мономери, з яких знову можна виготовити полімерний продукт з тими ж властивостями. Хімічні методи дозволяють утилізувати невідсортовані та забруднені полімерні матеріали багато разів без втрати їх якості. Таким чином, впровадження описаних методів дозволить зменшити кількість відходів, перетворити їх на цінну вторинну сировину та скоротити використання природних ресурсів, що застосовуються для отримання первинних пластикових матеріалів.
Methods of plastic waste management, the amount of which is constantly growing due to the high demand for polymer products with high performance properties, are considered. The urgency of the problem is explained by longevity of plastic, which, once in the environment, gradually degrades with the formation of substances dangerous to living organisms. The most common ways of plastic waste management are its storage on specially designated land plots orincineration with / without getting heat. Each of these methods has certain disadvantages, which necessitates the introduction of other measures. Recycling of plastic waste into secondary raw materials, energy or productswith certain consumer properties can be the promising method of plastic waste management from ecological and economic points of view. The purpose of this work is to analyze the methods of plastic waste recycling, to establish their advantages and disadvantages, to determine the optimal ways for the disposal of polymeric materials with different properties. Two main groupsof polymer recycling methods: physical and chemical, are considered. Physical method includes mechanical recycling, which is based on the physical grinding of plastic waste to obtain secondary raw materials without significant changes in the chemical structure of the material. Thisprocess is quite simple in terms of technical design, but requires careful sorting and cleaning of waste, and haslimitations on the reuse ofrecycled material. Chemical recycling takes place through the processes of solvolysis (hydrolysis, glycolysis, alcoholysis) and conversion (pyrolysis, gasification). In this case, the plastic waste decomposes into the original molecules – monomers, from which it is possible to get a polymer product with the same properties. Chemical methods allow disposing of unsorted and contaminated polymeric materials many times without losing their quality. Thus, the introduction of the described methods will reduce the amount ofplastic waste, turn them into valuable secondary raw materials and reduce using of natural resources usedto obtain primary plastic materials.
Methods of plastic waste management, the amount of which is constantly growing due to the high demand for polymer products with high performance properties, are considered. The urgency of the problem is explained by longevity of plastic, which, once in the environment, gradually degrades with the formation of substances dangerous to living organisms. The most common ways of plastic waste management are its storage on specially designated land plots orincineration with / without getting heat. Each of these methods has certain disadvantages, which necessitates the introduction of other measures. Recycling of plastic waste into secondary raw materials, energy or productswith certain consumer properties can be the promising method of plastic waste management from ecological and economic points of view. The purpose of this work is to analyze the methods of plastic waste recycling, to establish their advantages and disadvantages, to determine the optimal ways for the disposal of polymeric materials with different properties. Two main groupsof polymer recycling methods: physical and chemical, are considered. Physical method includes mechanical recycling, which is based on the physical grinding of plastic waste to obtain secondary raw materials without significant changes in the chemical structure of the material. Thisprocess is quite simple in terms of technical design, but requires careful sorting and cleaning of waste, and haslimitations on the reuse ofrecycled material. Chemical recycling takes place through the processes of solvolysis (hydrolysis, glycolysis, alcoholysis) and conversion (pyrolysis, gasification). In this case, the plastic waste decomposes into the original molecules – monomers, from which it is possible to get a polymer product with the same properties. Chemical methods allow disposing of unsorted and contaminated polymeric materials many times without losing their quality. Thus, the introduction of the described methods will reduce the amount ofplastic waste, turn them into valuable secondary raw materials and reduce using of natural resources usedto obtain primary plastic materials.
Опис
Ключові слова
механічний рециклінг, сольволіз, піроліз, газифікація, mechanical recycling, solvolysis, pyrolysis, gasification
Бібліографічний опис
Михайлова Є. О. Аналіз методів перероблення пластикових відходів / Є. О. Михайлова, Д. М. Дейнека, Г. М. Панчева // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях : зб. наук. пр. = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : New solutions in modern technology : col. of sci. papers. – Харків : НТУ "ХПІ", 2021. – № 1 (7). – С. 80-89.