От химии до радиации: какие бывают способы переработки пластика?

Пластиковое загрязнение – бич нашего времени (к сожалению). С каждым годом пластика на планете становится всё больше и больше. Его уже так много, что пластиковые частицы находят даже в рыбе. Но с проблемой пытаются всячески бороться. Учёные придумали уже много способов переработки пластика и продолжают работать над новыми. Зелёный рассказал о них поподробнее. 

Какие бывают виды переработки пластика?

Физический способ переработки

Это механический ресайклинг. Этот метод является самым распространённым. Сначала пластиковые отходы сортируют по типу, степени загрязнённости и состоянию материала. Затем пластик проходит этап предварительного дробления. Полученную массу снова сортируют, моют и высушивают. После этого пластик расплавляют в термических установках, чтобы получился однородный расплав (его называют рециклатом). 

На этой стадии в дело вступают дробилки и грануляционные установки. В них отправляют расплавленный материал, из которого на выходе получаются гранулы. Из этих гранул делают новые бутылки, контейнеры и другие пластмассовые изделия.

Химические способы переработки

Этот вид переработки имеет преимущества по сравнению с механическим. Механическая переработка более дорогостоящая, так как требует более серьёзной сортировки отходов. Чаще всего химический метод используется для переработки загрязнённого материала. 

В химическом ресайклинге есть два направления. Первое называется P2P (пластик-в-пластик). В этом случае отходы превращают в готовое вторсырьё (полимеры), из которого получится конечный продукт.

Второе направление – P2F (пластик-в-сырьё). Здесь пластиковые отходы перерабатывают в нефтехимические продукты (транспортное топливо, воски для свечей, синтетическую нефть). Химический рециклинг также начинается со сбора и сортировки материала. Затем могут быть использованы несколько технологий (ниже).

1. Гидролиз и гликолиз 

При гидролизе пластик расщепляют при помощи высоких температур и водно-кислотного раствора. На выходе получаются гранулы, максимально очищенные от токсичных веществ. Такой способ требует довольно много времени и является дорогостоящим. 

Гликолиз представляет собой переработку пластика при помощи гликоля и температуры выше 210-250 градусов. Полученное сырьё нельзя использовать для производства изделий, используемых в пищевой промышленности. 

2. Сольволиз 

При этом методе переработки используют широкий диапазон растворителей, давлений, температур и катализаторов (спирты и сверхкритическая жидкость). В результате получается восстановленное волокно и ненасыщенные полиэфирные смолы. 

3. Метанолиз 

Здесь расщепление пластика происходит при помощи метанола. Процедуру проводят под высоким давлением в реакторе, где поддерживается высокая температура. Такой способ взрывоопасен, поэтому к нему прибегают в особых случаях для получения полиэфиров. 

4. Термокатализ 

Этот способ превращает пластиковые отходы в жидкое топливо. Сначала отходы измельчают, затем нагревают при температуре выше 400 градусов в присутствии катализатора. Полученная масса становится готовым котельным топливом. Ещё из неё могут получить бензин, дизель или мазут. 

Термические способы переработки

Термические механизмы различаются по реакционной среде: кислородные и инертные (без кислорода). Бывает несколько видов:

1. Пиролиз 

Это один из самых эффективных, но дорогостоящих способов переработки пластика. Он подразумевает термическое разложение отходов при отсутствии кислорода. При температуре до 600 градусов получаются, в основном, жидкие продукты, а при более высокой – газообразные. В твёрдом остатке образуются технический углерод и соединения металлов. Пиролиз позволяет переработать смешанные и загрязнённые отходы. При этом способе разрушаются 99% вредных веществ, входящих в состав пластика. Это делает пиролиз одним из самых экологичных вариантов переработки отходов. Но он требует большого количества энергии. 

2. Газификация 

При этом методе отходы обрабатываются потоком плазмы при температуре 1200 градусов. Такой способ позволяет избежать образования смолы и помогает добиться разрушения токсичных веществ. Отходы превращаются в пепел, который часто прессуют в брикеты и закладывают в фундамент зданий. Ещё при газификации получается синтетический газ, который можно использовать для выработки тепловой и электрической энергии. Главный плюс метода – можно перерабатывать пластик без сортировки между собой, то есть в одну печь попадают разные виды пластиковых изделий. 

Экспериментальные способы переработки

Радиационный 

Здесь для разрушения полимерной матрицы используют высокоэнергетическое излучение. При этом физические характеристики наполнителя не меняются. Но таким методом можно переработать лишь тонкослойные виды пластика.

И все эти виды переработки применяются на практике?

Да. Предприятия в разных странах используют эти способы переработки для получения конкретного вида сырья. 

Какой бывает пластик и каким способом его перерабатывают?

1. PET(E) или ПЭТ (1) – полиэтилентерефталат. Из него делают бутылки для напитков, флаконы для косметики и одноразовые контейнеры для еды. 

Чаще всего такой вид пластика перерабатывают механическим способом. Но также применяют термические, химические и радиационный способы. 

2. PEHD (HDPE) или ПНД (2) – полиэтилен низкого давления (другое название – полиэтилен высокой плотности). Из него делают канистры, крышки для бутылок, шуршащие пакеты, а также большинство флаконов для косметики и бытовой химии. 

Здесь для переработки используют пиролиз или просто превращают отходы в гранулы. 

3. PVC или ПВХ (3) – поливинилхлорид. Из этого вида пластика делают оконные рамы, блистеры, упаковки из-под таблеток, термоусадочную плёнку, трубы. 

ПВХ редко подвергается вторичной переработке, поэтому чаще всего идёт на захоронение. Наиболее рациональным методом рециклинга ПВХ является физико-механический способ. 

4. PELD (LDPE) или ПВД (4) – полиэтилен высокого давления (другое название – полиэтилен низкой плотности). Из него сделаны пакеты и прозрачная плёнка, а также упаковка от бытовой химии. 

Полиэтилен перерабатывают термическими способами. 

5. PP или ПП (5) – полипропилен. Из этого пластика делают крышки для бутылок, вёдра и ведёрки, упаковки для линз, шуршащую пластиковую упаковку, а также многоразовую посуду. 

Его чаще всего перерабатывают механическим способом.

6. PS или ПС (6) – полистирол. Из вспененного вида делают пенопласт, подложки для мяса и контейнеры для яиц. Из обычного полистирола – игрушки, почти всю одноразовую посуду и контейнеры для быстрого питания.

Этот вид пластика тоже чаще всего перерабатывают механическим способом. Однако вспененный полистирол переработать и вовсе нельзя.

7. O(ther) или другое (7). Также может обозначаться номерами от 7 до 19. Сюда входят все остальные виды пластика и их смесь. 

Переработать такой вид пластика нельзя!

Читайте ещё:

• «Химическая переработка напоминает игру в лего»: почему она может помочь сократить количество полигонов
• Отходы в бетономешалке. Как отходы превращаются в бетон и становятся частью города
• Вечная жизнь: как помочь бутылке стать стулом, футболкой или снова бутылкой