Вторичная переработка полиэтилена

Полиэтилен (ПЭ) — один из самых распространенных видов полимеров в России и мире. Это термопласт, который состоит из повторяющихся звеньев этилена. Существует несколько основных видов материала, отличающихся по технологии производства и свойствам:

• Полиэтилен низкого давления (ПЭНД, HDPE) — характеризуется высокой плотностью высокой прочностью, жесткостью и химической стойкостью. ПЭНД получают полимеризацией этилена при относительно низком давлении. Из HDPE производят трубы, канистры, бутылки, строительные материалов.

• Полиэтилен высокого давления (ПЭВД, LDPE) — более пластичный, с меньшей плотностью, чем ПЭНД. Материал изготавливают путем полимеризации этилена при очень высоком давлении и высокой температуре. ПЭВД применяют для изготовления пленок, пакетов, упаковки.

• Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП, LLDPE) — сочетает эластичность и прочность. Сырье получают сополимеризацией этилена с небольшим количеством альфа-олефинов при низком давлении. Из ЛНЭНП делают пленки и упаковочные материалы.

Полиэтилен химически нейтрален, устойчив к воде, агрессивным средам, имеет хорошие изоляционные свойства и высокую износостойкость. Благодаря этим характеристикам материал применяют в пищевой упаковке, строительстве, медицине, сельском хозяйстве и многих других сферах.

Масштаб использования ПЭ огромен: на его долю приходится около 30% мирового производства пластмасс. В России ежегодно производят и потребляют миллионы тонн ПЭ. Это приводит к образованию больших объемов отходов.

Методы переработки полиэтиленовых отходов

Механический способ

Механическая переработка — наиболее распространенный на текущий момент в мире и в России метод утилизации полиэтилена. Он состоит из нескольких ключевых этапов.

Сортировка

Для успешной переработки важно отделять ПЭНД, ПЭВД и ЛПЭНП, так как их физико-химические свойства различаются и требуют разных режимов переработки. Отличить виды полиэтилена можно по маркировке на изделии в виде треугольника из стрелок с цифрой внутри и с идентификатором материала. Цифра 2 — ПЭНД (ПЭВП, ПНД, HDPE, PE, PEHD), 4 — ПЭВД и ЛНЭНП (ПЭНП, ПВД, LDPE, PELD, LLDPE). Существуют отличия и по визуальным признакам: ПЭНД плотнее и жестче, ПЭВД — более гибкий и прозрачный. В промышленных условиях применяют оптические сортировщики, инфракрасные датчики и ручной отбор.

Подготовка к переработке

После сортировки полиэтиленовые отходы проходят тщательную очистку от загрязнений и промывку: остатков пищи, клея, пыли. Затем материал измельчают, чтобы облегчить дальнейшую обработку.

Гранулирование

Измельченный и очищенный материал плавят и формируют в гранулы — универсальное сырье для производства новых изделий. Гранулы из переработанного полиэтилена применяют для изготовления пакетов, пленок, контейнеров, фурнитуры и элементов мебели. Например, в СИБУР ПолиЛаб разработаны марки для экструзионно-выдувного формования ПЭ-флаконов и канистр, а также рукавного выдува термоусадочной пленки и пакетов с содержанием до 70% вторичного сырья полиэтилена под брендом Vivilen.

Химические способы

С помощью химической переработки получают исходные мономеры или топливо из полимерных отходов. Технологии химического рециклинга являются перспективными для тех типов полимерных отходов, которые сложно переработать механически.

Пиролиз

Полиэтилен разлагается при высокой температуре без доступа кислорода с образованием газов, жидких углеводородов и твердых остатков. Полученные продукты используют как сырье для химической промышленности или топливо. Этот метод перспективен для преобразования загрязненных и смешанных отходов — полимеров с неоднородным составом и примесями.

Деполимеризация

Процесс разложения полиэтилена на мономеры происходит под воздействием высоких температур, катализаторов или растворителей. Этим способом получают сырье с достаточной чистотой для повторного производства полимеров.

Сжигание и газификация

Сжигание полиэтилена используют для получения энергии, но метод сопровождается выбросами загрязняющих веществ. Газификация — термическое разложение с ограниченным доступом кислорода — позволяет преобразовывать пластик в синтез-газ. В дальнейшем из него производят химические продукты или энергию. Эти методы используют для одновременной утилизации полимерных отходов с общей массой ТКО.

Преимущества и недостатки методов

Сравнение методов показывает, что механическая переработка наиболее экономична и экологична при наличии качественного сырья: требует меньше ресурсов, сопровождается меньшими выбросами парниковых газов. Химические методы перспективны для расширения возможностей утилизации сложных отходов. Сжигание и газификацию используют для получения энергии.

Проблемы рециклинга полиэтилена

Переработка ПЭ связана с рядом проблем.

• Загрязнение полиэтилена другими видами пластика и органическими отходами. Смешивание с ПП, ПЭТФ, ПС и органикой снижает качество вторичного сырья и усложняет переработку.

• Необходимость тщательной очистки. Остатки пищи, клея, красителей требуют дополнительных этапов промывки и обработки, увеличивая стоимость.

• Сложность преобразования многослойной упаковки. Многослойные материалы, которые используют в пищевой промышленности, трудно разделить на компоненты. Это ограничивает их переработку.

• Ограниченное применение в пищевой промышленности.

Пути решения задач переработки полиэтилена

Для преодоления проблем нужен комплексный подход. СИБУР ПолиЛаб участвует в разработке и внедрении инновационных решений в отрасль вторичной переработки полиэтилена.

Разработка новых видов полимеров

ПолиЛаб работает над созданием моноструктурных и легко перерабатываемых марок ПЭ, чтобы упростить процесс утилизации и снизить экологическую нагрузку. Например, компания разрабатывает рецептурные решения для производства полиэтиленовых пленок, которые легче разделять на компоненты и перерабатывать, что особенно важно для многослойной упаковки.

Создание эффективных систем сбора и утилизации

СИБУР инвестирует в развитие инфраструктуры и сотрудничает с муниципалитетами для расширения раздельного сбора полиэтиленовых отходов. Компания поддерживает проекты по установке контейнеров для раздельного сбора в городах и на предприятиях, а также организует образовательные программы для населения, направленные на повышение осведомленности о правилах сортировки отходов. СИБУР обеспечивает рынок сбыта и частично помогает решать проблемы с накоплением отходов.

Стимулирование использования вторичного ПЭ

Под брендом Vivilen выпускают полимеры с долей вторичного сырья до 70%. Их применяют в различных отраслях. Собранные отходы, которые вовлечены в производство гранул Vivilen, проходят несколько этапов сортировки и измельчения, тщательно очищаются и моются, и в виде пластиковых хлопьев применяются на производстве.

В 2024 году СИБУР продемонстрировал впечатляющие результаты в области переработки:

• Вовлечено в переработку 111 тыс. тонн полимерных отходов в рамках собственных проектов и партнерств.

• Достигнут показатель в 2,7 млрд переработанных пластиковых бутылок.

• Обеспечен выпуск 287 тыс. тонн низкоуглеродной продукции, что на 15% больше планового показателя.

Эти достижения подтверждают приверженность компании СИБУР принципам устойчивого развития и экономики замкнутого цикла, а также демонстрируют значительный вклад компании в решение проблемы загрязнения окружающей среды полиэтиленовыми отходами.

Вывод

Вторичная переработка полиэтилена — необходимый шаг к снижению загрязнения окружающей среды и рациональному использованию ресурсов. Современные механические и химические методы превращают полимерные отходы в новые качественные продукты.

Научные центры «ПолиЛаб» специализируются на полном цикле исследований и испытаний полимерных материалов и готовых изделий из полиэтилена. ПолиЛаб вносит вклад в разработку отечественных марок ПЭ с вовлечением вторичного сырья. Это гарантирует качество, безопасность и технологичность изделий из новых полимерных материалов, включая продукты с высоким содержанием вторично переработанного сырья.

Развитие переработки — это совместная задача бизнеса, государства и общества, направленная на сохранение природы и создание новых экономических возможностей.