Химия и химические технологии/

Пластмассы, полимерные и синтетические

материалы, каучуки, резинотехнические

изделия, шины и их производство

Колобов А. Ю., д.х.н. Кудюков Ю. П., к.т.н. Гак В. С., к.х.н.Часнык О. Ф., к.х.н.Шолух Н.Е.

Технологический институт (г.Северодонецк), Институт химических технологий (г.Рубежное) Восточноукраинского национального университета им. Владимира Даля

Получение олигоэфирмалеинатов на основе продуктов гликолиза вторичного полиэтилентерефталата

В настоящее время очень актуальной проблемой в Украине является загрязнение окружающей среды отходами полимерных материалов. Согласно экспертным оценкам, доля полимерных материалов в бытовых отходах приближается к 10% по массе (30% по объему), что составляет сотни тысяч тонн в год. Согласно директиве Европейского Парламента и Совета ЕС от 20 декабря 1994 года по упаковке и отходам упаковки [1], приоритетной задачей производителей упаковки является предотвращение образования отходов, т.е. возможность ее многократного использования, рециркуляции и других форм восстановления, а следовательно – сокращение объема утилизации таких отходов. Главной задачей становится повторное использование отходов и их переработка для предотвращения загрязнения окружающей среды. Характерной особенностью структурного состава накапливающихся бытовых отходов является возрастающая в них доля полимеров, что связано с объемом выпуска продукции, особенно пищевой, в упакованном виде. Это касается, в частности, полиэтилентерефталата (ПЭТФ).

До недавнего времени ПЭТФ использовался только в виде ориентированных волокон и пленок. Однако в последние 10-15 лет он вытеснил другие полимеры (например поливинилхлорид): его начали широко использовать для изготовления потребительской тары для упаковывания различных жидких пищевых продуктов: минеральной и столовой воды, безалкогольных напитков, масла, уксуса, пива и т.д. В настоящее время в мире наиболее распространены три основных методов переработки отходов ПЭТФ - материалов в изделия длительного пользования:

1) Химическая переработка (гидролиз, гликолиз или метанолиз), с получением исходных веществ (диметилтерефталата, терефталевой кислоты, этиленгликоля) и использованием их в качестве сырья для поликонденсации или в качестве добавок к первичным материалам.

2) Переработка однородных по составу отходов ПЭТФ – предусматривает сбор, сортировку и мытье двуосноориентированных ПЭТФ бутылок, которые после дробления, гранулирования, кристаллизации и сушки могут использоваться для повторной переработки [2].

3) Переработка с другими полимерными материалами (адиабатический режим экструзии профильных изделий: накопление полимера вдоль канала шнека, выталкивание его в пресс-формы и прямое прессование в гидравлических прессах в двумерные изделия, либо путем экструзии – в профильные).

Метод химической переработки отходов полиэтилентерефталата требует специального аппаратурного оформления и достаточно дорогостоящего сырья, но, несмотря на это он является перспективным способом получения новых полимерных материалов с ценными свойствами.

Перспективным методом утилизации вторичного ПЭТФ является производство изделий из термореактивных пластиков для использования в различных отраслях народного хозяйства. Такие пластические массы более дешевы, чем соответствующие аналоги, полученные на основе первичного сырья, а также обладают технико-эксплуатационными свойствами необходимыми для длительного использования в различных отраслях народного хозяйства.

Нами был разработан способ получения ненасыщенной полиэфирной смолы на основе продуктов гликолиза вторичного полиэтилентерефталата. В качестве полимерного сырья использовали резаные лавсановые бутылки различных цветов, которые нагревали с диэтиленгликолем при температуре 220-240°С, а затем подвергали этерификации с малеиновым ангидридом. Полученный полиэфир можно совмещать как со стиролом, так и с различными бесстирольными мономерами, такими как олигоэфиракрилаты. Физико-механические свойства разработанной смолы существенно превосходят аналогичные показатели наиболее часто используемых в настоящее время полиэфирных смол (таблица 1).

Таблица 1 - Некоторые физико-механические свойства ненасыщенной полиэфирной смолы (ПН-1) и разработанной смолы

Показатель	ПН-1	Разработанная смола
Изгибающее напряжение, МПа	68-98	70-95
Ударная вязкость, кДж/м²	6-12	9-14
Теплостойкость по Мартенсу, °С	45-55	65-80

Дальнейшее развитие представленной технологии несомненно поможет повысить технико-эксплуатационные характеристики продуктов из полимерных материалов. Кроме того, внедрение новых способов утилизации вторичного полиэтилентерефталата решает глобальную экологическую проблему загрязнения окружающей среды твердыми бытовыми отходами полимеров.

Литература

1. Директива Европейского Парламента и Совета 94/62/ЕС от 20 декабря 1994 года по упаковке и отходам упаковки.— Офиц. бюлл. L 365.

2. Колесник К.І. Відходи з пляшок ПЕТФ і що з ними робити. — Упаковка. – 1998. – № 4 (9). – С. 34-35.