Растет интерес к экструдерам для переработки пластика и биопластика. Брюс Гейзельман
Забота об окружающей среде подогревает интерес в США к переработке пластмасс и использованию экологически чистых пластиков и биопластиков. Производители оригинального оборудования сообщают о повышенном интересе к экструдерам, разработанным специально для вторичной переработки. Машины должны решать проблемы, связанные с переработкой отходов: загрязнение, дегазация, влажность и коррозия.
![Экструдер Coperion ZSK](https://www.pi.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/Coperion_ZSK_900x473.jpg)
«Мы определенно видим растущий спрос на переработанный пластик, а также экологически чистый пластик», – сказал технический директор Battenfeld-Cincinnati Хеннинг Штиглиц. «Наши клиенты вынуждают своих клиентов использовать большее количество переработанных материалов или их просят альтернативные материалы. Ожидается, что это развитие будет продолжаться в течение следующих лет в связи с вступлением в силу новых правил защиты окружающей среды».
Адам Драйблатт, директор по технологическим процессам CPM Extrusion, сказал, что многие компании ищут способы снизить затраты на сырье и увеличивают использование переработанного пластика в рамках своих усилий по обеспечению устойчивости. Например, в автомобильной промышленности все чаще используются переработанные и перерабатываемые материалы.
Драйблатт сказал, что, по его мнению, интерес к биопластикам, таким как полимолочная кислота (PLA), может немного повыситься, поскольку производители могут продавать свои продукты как биоразлагаемые. По его словам, в некоторых случаях PLA может иметь превосходные свойства, например, когда он заменяет PS в таких продуктах, как фантики для конфет.
Тенденция вверх
“Интерес к переработанным пластмассам и биопластикам – биоразлагаемым пластмассам, полученным из биологических веществ, а не из нефти, – имеет тенденцию быть цикличным”, сказал Дин Эллиотт, менеджер по техническим процессам Entek.
Entek проводит для заказчиков опытно-промышленные испытания. В начале прошлого года около 13% испытаний были посвящены биопластикам и / или переработанным материалам. Однако к концу прошлого года количество процессов с этими материалами упало до нуля. Затем, во втором квартале этого года, процент испытаний биопластов и переработанного пластика вырос до 80 процентов. “Это то, что я видел последние 10–15 лет; он приходит и уходит”, – сказал Эллиотт.
![Экструдер Entek](https://www.pi.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/Entek_900x596.jpg)
“Что касается продаж, Entek видит значительный рост продаж экструдеров, предназначенных для вторичной переработки и использования биополимеров”, – сказала Линда Кэмпбелл, вице-президент Entek по продажам. «Это, безусловно, то, что мы видели в 2019 и 2020 годах», – сказала Кэмпбелл. «Большая часть увеличения наших продаж, а мы удвоили наш бюджет продаж, напрямую связаны с переработанным продуктом».
Хотя компания Milacron не предлагает оборудования специально для переработки, она также сообщила о тенденции к большей устойчивости на протяжении многих лет.
«Milacron испытал этот сдвиг в отрасли в большей степени, поэтому за последние пять-шесть лет в производственных секторах, которые мы оборудуем и обслуживаем», – сказал Курт Вальдхауэр, вице-президент по продажам экструзии для компании, которая создает специальные конструкции шнеков для обработки уникальных потоков материалов. Компания помогает переработчикам адаптироваться к появлению на рынке новых рецептур смол.
Создано для вторичной переработки
По словам представителей различных производителей оригинального оборудования, переработчики биопластиков и переработанных пластиков имеют особые потребности, требующие индивидуальной настройки. Некоторые из проблем, связанных с переработкой, – это непостоянство материалов и влажность. Но Моника Гнейс, вице-президент по продажам и маркетингу компании Gneuss, сказала, что самая большая проблема – это загрязнение.
«В зависимости от материала, удаление летучих веществ очень важно (например, ПЭТ)», – сказала она. «Фильтрующее оборудование / устройство смены сита (для улавливания твердых загрязняющих частиц) – еще один ключевой элемент оборудования».
Экструдер MRS был разработан специально для переработки ПЭТ, но может использоваться и для других материалов.
Хотя компаниям, занимающимся рециклингом по замкнутому циклу, обычно не нужно беспокоиться о целостности своего сырья, это может стать серьезной проблемой для компаний, которые покупают переработанный пластик из различных источников. «От партии к партии могут быть огромные различия в текучести расплава, загрязнении и влажности по сравнению с исходной смолой», – сказал Драйблатт. «Это не влияет на оборудование самого станка, но требует различных рабочих условий, таких как скорость вращения шнека, настройки температуры и т. д. Каждый раз, чтобы обеспечивать одни и те же свойства. Это особенно усложняет задачу производственному персоналу».
Один из способов улучшить консистенцию состоит в том, что переработчики переработанного пластика перед переработкой комбинируют материалы из множества партий. Это требует значительного пространства на полу для хранения смолы и больших блендеров для ее комбинирования.
В зависимости от уровня загрязнения иногда необходимы специализированные устройства смены фильтра с большой площадью поверхности, предназначенные для переработки. “Выбор различных типов устройств смены фильтра весьма обширен”, – сказал Эллиотт. «Это зависит от количества загрязнения в рециркуляционном потоке».
Чтобы справиться с влагой и летучими веществами в расплаве, экструдеры для компаундирования, используемые для переработанного пластика, нуждаются в дополнительной вентиляции и, возможно, в использовании вентиляционных прокладок, которые удерживают полимер в экструдере, но позволяют выходить газам.
![Вентиляционный фильтр Entek](https://www.pi.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/filter_Entek_900x596.jpg)
«Обычно вы не увидите этого на машинах на нефтяной основе, но вы увидите это на биополимерных машинах или машинах для переработки», – сказал Эллиотт.
“Для пластиков на нефтяной основе, которые вы смешиваете с различными добавками, очень типично видеть одно вентиляционное отверстие на двухшнековом экструдере, вращающемся в одном направлении”, – сказал Эллиотт. «Для биополимеров и переработанных полимеров очень часто можно увидеть два или три вентиляционных отверстия на экструдере».
По словам Кэмпбелла, двухшнековые экструдеры с одновременным вращением обеспечивают гибкость при добавлении вентиляции.
«Двухшнековый экструдер считается более гибким, чем одношнековый, потому что у нас есть сегментированные цилиндры и шнеки, обеспечивающие гибкость в том, где один шнек – это один сплошной цилиндр и шнек», – сказал Кэмпбелл. «Мы чувствуем, что располагаем уникальным оборудованием, чтобы помочь тем людям, которые пытаются найти способы вторичной переработки материалов и вывода полимеров на рынок».
Дополнительные проблемы, связанные с PLA
У биопластика есть свои уникальные проблемы. «Что общего у биополимеров и переработанного пластика? Их объединяет влага, а влага вызывает беспокойство», – сказал Эллиотт. «Еще одна их общая черта – это вариативность процесса».
Эллиотт и другие эксперты по экструзии заявили, что биопластики более чувствительны к температуре, чем другие пластики, и также могут вызывать коррозию. При переработке переработанных пластмасс (особенно ПЭТ) и биополимеров переработчики могут столкнуться с высоким и различным уровнем влажности. Чтобы справиться с этим, переработчикам может потребоваться выполнить предварительную сушку и / или использовать несколько вентиляционных отверстий на экструдере. Например, биополимеры на основе крахмала, такие как содержащие кукурузный или картофельный крахмал, могут содержать до 12% влаги, сказал Эллиотт. Наполнители на основе целлюлозы, например, из древесной муки, имеют влажность около 8%. По его словам, полигидроксиалканоаты и PLA также имеют тенденцию быть гигроскопичными.
По его словам, борьба с влагой, присущей биопластикам и переработанным пластмассам, означает, что дополнительная вентиляция рекомендуется на двухшнековых экструдерах, вращающихся в одном направлении. Поскольку биопластики, как правило, чувствительны к температуре, экструдеры, предназначенные для обработки этих материалов, должны иметь цилиндрические и шнековые конструкции, минимизирующие сдвиг. В то время как первичные и переработанные полимеры на нефтяной основе могут выдерживать значительное тепловое воздействие сдвига, биопластики – нет. «Вы должны относиться к ним более осторожно”, – сказал Эллиотт. “Вы не можете быть слишком агрессивными с ними в обработке”. Это означает, что иногда цилиндры должны быть короче. Кроме того, если в биопластик добавляется такое волокно, как пенька, его необходимо направлять в расплав дальше по цилиндру. В противном случае он скорее всего сгорел бы во время обработки. «Сначала нужно расплавить полимер, а затем добавить коноплю ниже по потоку», – сказал Эллиотт.
Производители, работающие с биопластиками, должны не только учитывать то, как их машины обрабатывают материалы; им также следует подумать о том, как биопластик воздействует на их машины.
![Сегментированные шнеки](https://www.pi.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/segment_shneki_554x369.jpg)
Майкл Дафф – вице-президент по продажам и обслуживанию в компании Graham Engineering, которая продает одношнековые экструдеры под американскими брендами Kuhne и Welex, а также конический двухшнековый экструдер с одновременным вращением, известный как Welex Converge CTS. По словам Даффа, одна из недавних тенденций среди клиентов Graham Engineering заключается в том, что они увеличивают использование экструдеров, которые ранее обрабатывали биопластики только на частичной основе. Теперь некоторые из них на постоянной основе посвящают часть своего производственного оборудования производству биопластиков.
![Экструдер Welex от Graham Engineering](https://www.pi.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/Welex_900x480.jpg)
«Проблемы использования PLA или возможности использовать PLA могут отличаться, когда вы используете его на постоянной основе, по сравнению с постоянным включением и выключением других полимеров», – сказал Дафф. Коррозия вызывает беспокойство, особенно когда линия отключена, а материал находится внутри. По словам Даффа, внутри экструдера можно использовать несколько специальных металлов для деталей, контактирующих с расплавом PLA. Компания работает с производителем биопластов, чтобы выбрать подходящие металлы.
Поскольку переработанные пластмассы различаются по размеру, форме и объему, правильный выбор технологии подачи, экструзии и транспортировки важен для обеспечения оптимального качества продукции, – говорится в ответе Coperion по электронной почте журналу Plastics Machinery Magazine. Проектирование оборудования для переработки биопластов также подразумевает индивидуальную настройку. «Из-за разнообразия потенциальных базовых полимеров и разнообразия рецептурных смесей каждый этап технологической системы должен быть индивидуально адаптирован к желаемым механическим свойствам биоматериала», – заявили в компании.
Автор
Bruce Geiselman (Брюс Гейзельман), старший штатный репортер Trellborg Sealing Solutions.
Источник: www.plasticsmachinerymagazine.com.
No Comments
Sorry, the comment form is closed at this time.