Plastics_9_2024

П Л А С Т И К С № 9 ( 2 4 8 ) 2 0 2 4 w w w . p l a s t i c s . r u 11 ТЕМА НОМЕРА/ РЕЦИКЛИНГ В РОССИИ И МИРЕ умаляя важность этих стадий жизненно- го цикла полимера для сохранения его свойств, стоит отметить существующую недооценку степени деструкции или по- вышения склонности к деградации непо- средственно при производстве изделия. С точки зрения возможности техноло- гического влияния выделяют следующие виды разрушения полимера при его пер- вичной переработке в изделие: — термическая деструкция; — окислительная деструкция; — механическая деструкция. При практическом изучении оказыва- ется, что все эти виды разрушения при- сутствуют практически одновременно, в разном соотношении по ходу технологи- ческого процесса. Для понимания рас- смотрим каждый из них в отдельности. Термическая и термоокислительная деструкции Термической деструкцией называют процесс разрушения макромолекул по- лимера под воздействием высоких темпе- ратур в отсутствии кислорода. При этом в некоторых случаях образуются короткие цепи различного строения (например, при термической деструкции полиэти- лена, полипропилена), в других случаях происходит образование мономера. Термоокислительная деструкция на- блюдается при одновременном воз- действии на полимеры повышенных температур и кислорода, который за- метно снижает стойкость полимеров к действию тепла (табл. 1). В результате термоокислительной деструкции обра- зуются различные низкомолекулярные кислородсодержащие вещества: вода, кетоны, альдегиды, спирты, кислоты. Температура начала разложения обычно достигается к концу зоны сжатия, когда большая часть полимера перехо- дит в состояние расплава. При соответ- ствии конфигурации (геометрии) шнека и температурного профиля материального цилиндра должна выполняться одна из важных функций зоны сжатия шнека, а именно вытеснение воздуха из объема расплава. В этом случае минимизирует- ся негативное влияние кислорода на ско- рость разрушения полимера и механизм деструкции изменяется с термоокисли- тельного на термический (рис. 2). Таким образом, с точки зрения сни- жения влияния окисления предпочтитель- ными являются укороченные шнеки с ак- тивной зоной сжатия, а также барьерные шнеки. Температурные профили должны обеспечивать максимальную степень плавления к концу зоны сжатия. Для это- го следует применять «гор- батый» (с пиком) профиль температур, когда сначала устанавливается профиль повышения температуры, который принимает макси- мальное значение на уров- не выше целевых значений, но затем падает в направ- лении последней зоны и, таким образом, достигает целевой температуры. Полимер Температура начала разложения, °С Без присутствия кислорода В присутствии кислорода Полиэтилен 290 160 Полистирол 220 100 ИЖ Пленочный ПЭВД 15803-020 со стабилизатором, одношнековая экструзия Исходное значение После 10 циклов ПТР H 1,5 1 0,5 0 ММ ИКГ V Рисунок 1. Метод графической оценки изменения свойств полимера после вторичной переработки [1] Рисунок 2. Схема смены механизма деструкции с термоокислительного на термический Таблица 1. Зависимость температуры начала разложения от присутствия кислорода [2]