Что такое гранулированный полиэтилен и где его используют?

В нашей статье мы расскажем об особенностях гранулированного полиэтилена и сфере его использования. Остановимся подробнее на способах его производства и вторпереработки.

Гранулирование представляет собой финишную стадию любого технологического этапа изготовления полимеров этилена. Подавляющее большинство всех полиэтиленов выпускается в форме гранул, то есть прочных частичек определённых габаритов.

Техника гранулирования помогает решить сразу три задачи:

• доведение полимеров — выведение остатков добавок и химических растворителей, улучшение механических характеристик материала, дегазация, а также гомогенизация;
• придание продукту эксплуатационных характеристик, необходимых для более рационального применения полиэтилена в создании пластиковых изделий;
• создание материалов со всевозможными добавками, способными изменить параметры химической устойчивости, плотностные, оптические, а также диэлектрические особенности полиэтиленов.

Полиэтилен в виде гранул имеет существенные плюсы в сравнении с чешуйчатым и порошкообразным.

• Снижение объема в два раза (плотность насыпного полиэтилена в порошкообразной и гранулированной формах – соответственно, 0,20-0,25 г/куб. см и 0,5-0,6 г/куб. см.). Это позволяет существенно уменьшить расходы на складирование, перемещение и упаковку изделия.
• Высокая сыпучесть — использование гранул не создает никаких проблем при расфасовке, а также транспортировке. Пластиковые гранулы не прилипают к стенкам оборудования, не собираются в узлах транспортных механизмов, не электризуются и не формируют «мёртвые зоны», вызывающие нестабильность производственных процессов и остановку технологического оборудования.
• Сведение к минимуму потерь товарного вида — полиэтиленовые гранулы высыпаются из емкостей и загрузочных механизмов в полном объеме.
• Низкая расположенность к фотостарению и деструкции. Сведение к нулю образования пыли в процессе производства и, как результат, улучшение рабочих условий труда.

После подсушивания и всех испытаний на соответствие требованиям качества продукции гранулированный полиэтилен фасуется в мешки по 25 кг и подвергается маркировке. В соответствии с ГОСТами гранулы из партии должны иметь единую геометрию и величину во всех направлениях в пределах от 2–5 мм, быть одинаково окрашенными. В каждой партии возможно присутствие гранул величиной 5–8 мм и 1–2 мм в объеме не выше 0,25% и 0,5% соответственно. Элементы с выраженными дефектами (посторонними включениями и грубой поверхностью вследствие деструкции полимера) подвергаются отбраковке.

Сфера применения гранулированного полиэтилена покрывает более 80% всех направлений использования полиэтиленов в целом. Перечислим самые распространенные области.

• Изготовление пленок разной формы и размера. Для этого гранулы загружаются в специальный бункер, разогреваются и перемешиваются. В результате всех манипуляций получается расплавленная масса. Из нее методом экструзии производят плёнку заданной толщины. Широко востребован в промышленности экструдер с круглой головкой. Такой метод позволяет получить рукав, который можно использовать для дальнейшего изготовления пакетов.
• Производство тары. При помощи литья и других техник формования изготавливают такие упаковочные материалы, как горшки, ящики, бутылки и схожие с ними изделия. В этом случае гранулированный полиэтилен подвергается вакуумному формованию — этот способ считается самым экономически оправданным и практичным.
• Создание электроизоляции из полиэтиленов специальных кабельных марок. Этот способ похож на первый: гранулы расплавляются и размешивается до гомогенного состояния. Затем при помощи экструзионного способа производится изоляционный материал необходимой формы.
• Изготовление вспененного полиэтилена (пенополиэтилена). Это один из самых популярных теплоизоляционных материалов. Для его выпуска также используется расплав гранулированных полимеров.
• Производство элементов корпуса транспортных средств и других изделий, требующих высокой прочности. Для этого гранулы полиэтилена особых марок подвергаются формовке при помощи литья под давлением.

Изготовление гранулированного полиэтилена включает несколько этапов.

Изначально сырье проходит подготовку, то есть измельчение. В зависимости от того, к какой категории относится обрабатываемый материал, выделяют несколько типов измельчителей:

• образцы для полимерных пленок — оптимальны для остатков полипропилена, акрила, а также нейлона, ПВХ и других подобных изделий в пленочной форме;
• мельницы — подходят для переработки тонких изделий из пластика, к примеру, ПЭТ-бутылок;
• дробилки — необходимы для измельчения массивных изделий, таких как балконные ПВХ и прочие габаритные конструкции.

Подготовленное сырье подвергают мойке, для этого используют «мокрые дробилки»,

Избыточную влагу удаляют при помощи сушильных агрегатов, как правило, в ход идут:

• центрифуги;
• сушки нагретым воздухом;
• сушки сжатым воздухом;
• отжимы-прессы;
• водоотделители шнекового типа.

Размельченная, очищенная и высушенная пластмасса может содержать остатки полимеров, поскольку первоначальная сортировка ручным способом не обеспечивает 100%-го разделения. Чтобы вывести все лишние элементы, в структуру производственных линий по переработке пластика вводят специализированные сепарирующие механизмы.

Опишем самые распространенные технологии разделения пластмассовой крошки.

• Флотационная сепарация. Способ основан на разнице параметров смачивания разделяемых материалов. Для выполнения сепарации подготовленная смесь поступает в емкость с водой, обогащенной кислородом. Частички гидрофобного материала сразу же покрываются воздушными пузырьками и всплывают. Гидрофильные материалы скапливаются на дне резервуара.
• Электростатическая сепарация. Этот метод базируется на различии материалов по электропроводности и предрасположенности к накоплению статической электризации поверхности. В ходе переработки частички материала подвергаются интенсивному перемешиванию, в результате трения их поверхность сильно электризуется и таким образом приобретает электрический заряд определенной величины. Сепарация позволяет разделить материалы с разными характеристиками в электрополе.
• Фотометрическая сепарация. В основе работы этого механизма лежит разделение пластика по оптическим характеристикам, то есть отражающей способности и цвету.

Завершающей стадией в любом процессе изготовления гранулированного пластика является непосредственно гранулирование, для этого используют гранулятор полиэтилена. Это оборудование позволяет решить сразу несколько задач:

• придать готовым изделиям товарный вид;
• получить композиционные материалы с разнообразными добавками.

Действует гранулятор полиэтилена аналогично экструдеру. Пластиковые заготовки в нём подвергаются перемешиванию посредством специальных двигающихся шнеков, а также проходят через зоны, отличающихся температурой прогрева. Под действием повышенных ее значений и от возникших в ходе перемешивания трения масса начинает плавиться, и на выходе получаются волокна с заданными параметрами сечения. Чтобы не допустить их склеивания между собой, их орошают водой. После их нарезают специальным приспособлением, придерживаясь определенной длины. Именно эти отрезки и получили название гранулы. Для охлаждения разогретые гранулы помещают в заполненный водой кольцевой патрубок, оттуда они перемещаются в центрифугу, где масса избавляется от жидкой составляющей. Затем сырье поступает в камеру для сушки, и на заключительном этапе подсушенный материал транспортируется в расфасовочный блок.

Гранулятор полиэтилена позволяет превратить объемный полимер в прочный и плотный материал. Гранулы на выходе имеют единую форму и размер, однородную структуру.

В последние годы заметно увеличилось количество производственных компаний, занимающихся переработкой пластика. И дело здесь не только в экологических проблемах, но также и в перспективности подобного бизнеса. Полиэтилен становится идеальной базой для создания мусорных контейнеров, всевозможных бытовых емкостей, пластиковых панелей и других предметов.

Вторичная переработка плёнок и пакетов практически не вызывает особых сложностей, поскольку их структура не меняется. А вот о качестве получаемого продукта сказать этого нельзя – с каждым циклом переработки существенно ухудшаются параметры прозрачности и цвет гранулята.

О том, как происходит переработка пластиковых гранул в домашних условиях, вы можете узнать из видео ниже.