SU1055041A1 - Method of separating waste of plastic masses - Google Patents

Description

Изобретение относится к производству и переработке полимерных материалов и может быть использовано для получения пластмасс и изделий из отходов бывших в употреблении пластмасс, представляющих собой смесь различных пластмассовых компонентов, например, полиэтилена различных марок, полипропилена, поливинилхлорида и пластмасс на его основе,, полистирола и его сополимеров, полиамидов, акриловых полимеров, фенопластов, аминопластов, поликарбонатов и полиэфиров в различных комбинациях.

Известен способ отделения полиэтилена от полипропилена путем обработки их смеси водным раствором поливинилового спирта при pH 8.

Указанный способ применим для разделения только полиэтилена и полипропилена, что объясняется избирательной смачиваемостью поливинилового спирта и его фиксированной концентрацией а водной среде. Недостатком способа является невозможность разделения смеси пластмасс на группы полимеров, а также на различные модификации полимеров внутри групп.

Кроме того, необходимость поддержания определенного значения pH усложняет способ.

Н аиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному аффекту к заявленному является способ разделения отходов пластических масс, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты,поливинилхлорид, амино-и фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью, большей плотности выделяемого компоненте, .

Разделение осуществляют в водно-солевом растворе путем введения о него добавок солей от 5 до 50 г (хлористого натрия №С1 или хлористого кальция CaCta) и щелочи -для поддержания необходимого pH среды.

Способ позволяет выделить, например, поливинилхлорид из смеси пластмасс при плотности раствора 1,08-1,3 кг/м³, акриловые полимеры - при плотности раствора 1,1-1,4 кг/м.

Способ, по сравнению с предшествующим, отличается некоторым расширением технологических возможностей, так как путем подбора концентраций добавок по. зволяет выделить ряд пластмассовых компонентов из смеси отходов, но не в достаточной мере. Способ не обеспечивает разделение компонентов полиолефинового ряда потому, что процесс разделения ведется в водно-солевом растворе.

Кроме того, применение растворов фиксированной плотности, полученных за 5 счет введения добавок, не позволяет осуществить разделение смесей, содержащих близкие по плотности компоненты (внутригрупповые модификации).

В результате, разделенные на группы Ю пластмассы представляют собой смеси их модификаций. Переработка таких смесей приводит к неэффективному использованию пластмасс в изделиях несоответствующей им номенклатуры, неоднородности 15 структуры получаемых изделий и ухудшению их качества.

Цель изобретения - повышение чистоты раздельных компонентов и упрощение процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе разделения отходов пластических масс, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты, поливинилхлорид, амино- и 25 фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью, большей плотности выделяемого компонента, разделение осуществляют сначала в водно-спиртовом растворе с плотностью 905-970 кг/м³ 30 упариванием его при 71-95°С, а затем в водно-солееом растворе с плотностью 1020-1460 кг/м³ упариванием его при 101129°С.

Упаривание жидкой среды позволяет 35 осуществлять непрерывное повышение ее плотности, сопровождающееся последовательным выделением всех присутствующих в смеси компонентов в порядке роста их плотностей. Таким образом, способ обесле40 чивает разделение смесей не только на группы пластмасс, ко и на входящие в их состав модификации полимеров данного вида, включая наполненные пластмассы, с достаточно высокой степенью чистоты.

Упаривание жидкой среды ведут при температуре, не превышающей ее температуру кипения, так как в противном случае наблюдается вынос на поверхность и смешение частиц полимеров различной плот50 ности в результате интенсивного перемешивания кипящей жидкой среды.

Ведение процесса в присутствии поверхностно-активных веществ способствует лучшему смачиванию разделяемых компо55 нентов.

Разделение смеси при температуре ниже 70°С неэффективно ввиду недостаточной производительности процесса.

П р и м е р 1. Смесь отходов пластмасс __ в количестве 10 кг, состоящую из полипро1055041 мин; при 111°С и плотности раствора 1110-1150 кг/м³ (температура кипения 112°С)~ полиамид-6 за 1.5 мин; при 113°Си плотности раствора 1180-1200° кг/м³ (температура кипения 114°С) ~ поликарбонат за мин.

Оставшуюся смесь пластмасс, находящуюся в погруженном состоянии и состоящую из пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида, аминопласта и фенопласта, подвергают разделению в присутствии смеси поверхностно-активных веществ - оксиэтилирован; ных спиртов и оксиэтилированных амидов с моноэтаноламином в количестве 0,0050.01%.

Таким же образом при температуре 85°С выделяют полиэтилен средней плотности за 1,2 мин.

После отделения полиолефиновых компонентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в растворе хлористого кальция, начиная с плотности 1020 кг/м³, упаривая его при температуре 92°С. Отделив акрилонитрилбутадиеновый пластик (АБС) за 2,3 мин, температуру упаривания повышают до 94°С, при которой выделяют ударопрочный полистирол за 4,2 мин. В дальнейшем при 99°С выделяют блочный полистирол за 1,3 мин; при 101°С полиамиды за 1,5 мин; при 103°С- поликарбонат за 2,3 мин, при 107°С - пласта- . фицированный поливинилхлорид (с; содержанием пластификатора до 40%) за 4 мин; при 115°С - пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) за 7 мин; при 119°С непластифицированный поливинилхлорид за 2,3 мин, оставляя в растворе аминопласты и фенопласты.

Содержание основного вещества в выделенных продуктах составляет 98-99%.

Время разделения всех составляющих смесь компонентов составило 48 мин, из них 27,7 мин - время выделения целевых 30 компонентов.

Упаривание жидкой среды, содержа10

Упаривая раствор при температуре 117°С и плотности 1270-1300 кг/м³ (температура кипения 118°С) выделяют пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 40%) за 3 мин; при 125°С и плотности раствора 1310-1370 кг/м³ (температура кипения 126°С) - пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) за 6 мин; при 129°С и плотности раствора 1380-1460 кг/м³ (температура кипения 130°С) -- непластифицированный поливинилхлорид за 2 мин, оставляя в растворе аминопласты и фенопласты.

• Содержание основного вещества в вы- . щей смесь пластмассовых компонентов, деленных продуктах составляет 40-70%. при температуре выше 70°С и ниже темпеВремя разделения всех составляющих ратуры ее кипения позволяет разделить эту смесь компонентов составило 37 мин; из них 25 мин - время выделения целевых компонентов.

Примерз. Смесь отходов пластмасс, приготовленную по примеру 1, помещают в установку для разделения, в раствор этилового спирта в воде с плотностью 905 кг/м³ и упаривают его, выгружая при этом всплывающие полимеры в диапазонах плотностей раствора по примеру 1.

Упаривание начинают с температуры 78°С, постепенно повышая ее по мере концентрирования раствора.

Так, после отделения полипропилена за 1 мин постепенно повышают температуру упаривания раствора до 80°С, при которой выделяют полиэтилен низкой плотности. Отделив его, температуру упаривания повышают постепенно до 82°С, выделяя при ней полиэтилен высокой плотности за 1,3 мин.

смесь не только на группы пластмасс, нои на входящие в состав групп модификации полимеров, включая наполненные пластмассы.

Например, можно выделить различные марки полиэтилена и полипропилен из группы полиолефинов, разделить блочные и ударопрочные марки полистирола, и т.д„ что свидетельствует о расширении технологических возможностей способа разделения смеси на компоненты по сравнению с прототипом.

Предлагаемым способом можно разделить компоненты, отличающиеся по плотности на 5 кг/м³.

(56) Заявка Японии № 52-30308, кл. В 29 С 29/00,опублик. 1977.

Заявка Франции № 2341419, -кл. В 29. С 29/00, опублик. 1979.

мого компонента.

пилена, полиэтилена низкой, средней и высокой плотности, акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС), блочного и ударопрочного полистирола, полиамида-6, поликарбоната, пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида, аминопласта и фенопласта, взятых в равном соотношении, измельчают на роторном измельчителе пластмасс с диаметром ротора 350 мм (ИПР-350) и диаметром отверстий калибрующей решетки 12 мм. При этом частицы измельченных термопластов имеют размеры 3-10 мм. Измельченную смесь помещают в установку для разделения, где в качестве рабочей среды используют раствор этилового спирта в воде, имеющий плотность 905 кг/м³ и содержащий смесь поверхностно-активных веществ - оксиэтилйрованные спирты и оксиэтилированные амиды с моноэтаноламином в количестве 20 0,005-0,01%. Количество раствора - 0.05 м³, ; Раствор подвергают упариванию при температуре 71 °C, в процессе которого при плотно;

ют с температуры 88°С (на 1° ниже темпера25 туры кипения данного раствора, равной 89°С), постепенно повышая ее по мере концентрирования раствора и роста его температуры кипения.

Так. после отделения полипропилена за 30 0,5 мин постепенно повышают температуру упаривания раствора до 90°С, при которой в пределах плотности раствора 910-930 кг/м³ (температура кипения 91 °C) выделяют полиэтилен низкой плотности за 2 мин. От35 делив его, температуру упаривания повышают постепенно до 92°С, выделяя при ней в пределах плотности раствора 950-960 \ кг/м³ (температура кипения 93°С) полиэтилен высокой плотности за 1 мин.

Таким же образом при температуре

После отделения поливинилхлорида в погруженном состоянии остаются аминопласты и фенопласты. Разделение смеси фенопластов и аминопластов не производимо, так как в настоящее время отходы этих материалов не перерабатываются в самостоятельные изделия.

Содержание основного вещества в выделенных продуктах составляет 98-99%.

Время разделения всех составляющих смесь компонентов составило 84 мин, из них 52 мин - время выделения целевых компонентов, остальное время - время, нет обходимое для достижения разделяющей средой плотности последующего выделяеП р и м е р 2. Смесь отходов пластмасс, приготовленную по примеру 1, помещают в установку для разделения, в раствор этилового спирта в воде с плотностью 905 кг/м³ и упаривают его, выгружая при этом всплывающие полимеры в диапазонах плотностей раствора по примеру 1 . Упаривание начина’ ·---»------- ·--- .

сти раствора в пределах 905-910 кг/м всплывают частицы полипропилена в течение 1 мин. После отделения полипропилена раствор подвергают дальнейшему упариванию. При этом последовательно выделяют и выгружают: полиэтилен низкой плотностипри плотности раствора в пределах 910-930 кг/м³ за 4 мин; полиэтилен высокой плотности - при плотности раствора 950-960 кг/м³ за 2 мин; полиэтилен средней плотности при плотности раствора 960-970 кг/м³ за 2 Мин.

После отделения полиолефиновых компонентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в водно-солевом раствооё (CaCh), начиная с плотности его 1020 кг/м³.

Раствор упаривают и последовательно

Раствор упаривают и последовательно 94°С и плотности раствора 960-970 кг/м³ выделяют; акрилонитрилбутадиенстироль- (температура кипения 95°С) выделяют полиций пластик (АБС)- за 7 мин при плотности этилен средней плотности за 1 мин. раствора 1020-1040 кг/м³; ударопрочный После отделения полиолефиновых комполистирол - за 4 мин_о при плотности рас- 45 понентов последующее разделение отходов пластмасс продолжают в растворе хлористого кальция, начиная с плотности 1020 кг/м³, упаривая его при температуре 101°С. При этом в пределах плотности раствора 1020-1040 кг/м³ (температура кипения 102°C) происходит отделение акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС) за 2 мин. Отделив его, температуру упаривания повышают до 103°С, при которой в пределах плотности раствора 1050-1080 кг/м³ (температура кипения 104°С) выделяют ударопрочный полистирол за 3 мин. В дальнейшем при 109°С и плотности раствора 1011-1015 кг/м³ (температура кипения 110°С) выделяют блочный полистирол за ‘ ный пластик (АБС) - за 7 мин при плотности раствора 1020-1040 кг/м³: ударопрочный твора 1050-1080 кг/м³, блочный полистирол — за 4 мин при плотности раствора 1085-1095 кг/м³, полиамид - 6 - за 2 мин при плотности раствора 1110-1150 кг/м³, поликарбонат - за 4 мин при плотности рас- 50 твора 1180-1200 кг/м³, пластифицированный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 40%) - за 6 мин при плотности раствора 1270-1300 кг/м³, пластифицированный поливинилхлорид (с со- 55 .3 стифицйрованный поливинилхлорид (с содержанием пластификатора до 20%) - за 12 мин'при плотности раствора 1310-1370 кг/м³, непластифицированный поливинилхлорид за 4 мин при плотности раствора 1380-1400 кг/м.

1055041 10

Claims (1)

1. Формула изобретения

   СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ОТХОДОВ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС на основе полимеров, выбранных из группы: полиолефины, полистирол и его сополимеры, полиамиды, поликарбонаты, поливинилхлорид, аминои фенопласты путем использования разделяющего раствора с плотностью, большей плотности выделяемого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты разделяемых компонентов и упрощения процесса, разделение осущест5 вляют сначала в воднослиртовом растворе с плотностью 905 - 970 кг/м³ упариванием его при 71 - 95*С, а затем в водно-солевом , растворе с плотностью 1020 - 1460 кг/м³ θ упариванием его при 101 - 129’С.

   Редактор М.Ленина Составитель Техред М.Моргентал Корректор, М.Самборская Заказ 3189 Тираж Подписное НПО Поиск Роспатента

   113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул,Гагарина, 101