Дипломная работа: Переработка одноразовых шприцов

Сушка осуществляется путем обдува материала потоком горячего воздуха, поступающего от электробатареи.

На режим сушки оказывают влияние следующие показатели:

начальная влажность продукта, вес;

расход воздуха;

время прохождения продукта внутри установки;

Влажность вторичного сырья на выходе из сушильной камеры составляет 10%.

Конечная влажность просушенного материала должна быть не выше 1%.

После просушки материал поступает в бункер-накопитель, а затем с помощью питателей принудительно загружается в бункер экструдера для грануляции. Материал, проходя по цилиндру, уплотняется, расплавляется и гомогенизируется. Корректировку температурных режимов проводят в процессе работы в зависимости от свойств сырья.

Для устранения воздуха, газа и летучих веществ материальный цилиндр оснащен прорезями. Выйдя из цилиндра, расплав поступает в зону грануляции. Здесь материал продавливается через фильеру со многими отверстиями, а затем срезается вращающимися ножами. Гранулы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам, где охлаждаются потоком воздуха [4].

Самым оптимальным методов из всех выше изложенных является механический способ переработки, к как при этом методе практически не выделяется вредных веществ, и к тому же готовый продукт может использоваться повторно, поэтому в настоящее время способ механической переработки усовершенствуется, и начинает иметь массовых характер.

1.5 Свойства вторичных полимерных материалов

1.5.1 Свойства вторичного полиэтилена

Различные структурные типы коммерческих полиэтиленов (ПЭ) сильно влияют на поведение этих материалов при вторичной переработке. Разумеется,разветвленность (короткими или длинными цепями) влияет на кинетику деструкции, а далее и на конечные свойства повторно переработанного материала, испытавшего нескольких этапов переработки. Это поведение имеет особое значение для тех пластмасс, которые подвергаются не только термомеханической деструкции во время переработки, но также и другим деструктивным воздействиям при дальнейшем использовании. Фотоокисление и прочие виды деструкции вызывают различные структурные и морфологические изменения, зависящие от строения ПЭ [13].

Молекулярная масса бывших в употреблении изделий является весьма высокой, потому что деструкция, испытываемая материалом этого типа, при краткосрочном использовании весьма незначительна. Последнее обстоятельство предполагает, что свойства вторично переработанного материала близки к таковым у исходного полимера.

Вторично переработанные полимеры испытывают, по крайней мере, два-три цикла переработки,и в каждом из них плавление вызывает дополнительную деструкцию материала. Кроме того, увеличение количества вторично переработанных полимеров и использование смесей из вторично переработанных и первичных материалов ведет к тому, что значительная доля рекуперированных пластиков перерабатывается вновь и вновь. Это означает, что свойства таких многократно переработанных полимерных материалов постоянно изменяются с увеличением числа циклов переработки в сторону их ухудшения.

Свойства восстановленного ПЭВП зависят не только от свойств утилизированных продуктов, но также от характера и числа циклов переработки. Кроме того, как на свойства расплавов, определяющих обрабатываемость полимера, так и на свойства твердого материала до некоторой степени влияет вторичная переработка.

Таким образом, необходимо знать связь между свойствами и циклами переработки,чтобы иметь возможность до некоторой степени предусмотреть вероятные характеристики вторично переработанных пластмасс, и следовательно, определить доступные для этих материалов сферы применения. Разумеется, конечные свойства будут зависеть не только от числа циклов переработки, но также отсвойств рекуперированных материалов, от характера переработки и ее условий.

У полимера, прошедшего через несколько циклов переработки на одношнековом экструдере, вязкость уменьшается с увеличением числа циклов вторичной переработки. Это означает что, при повторных экструзиях термомеханические напряжения, действующие на расплав, вызывают определенную деструкцию полимера.

Однако у полимера прошедшего через двухшнековый экструдер вязкость уменьшается только при высоких скоростях сдвига, а при низких скоростях сдвига эффект обратный. Термомеханическое напряжение вызывает как разрывы цепей, так и молекулярный рост, главным образом из-за образования длинных боковых ветвей и сшивания. Конечное молекулярное строение зависит от относительного вклада этих двух процессов.

Следовательно на конечные свойства вторично переработанного полимера влияет строение ПЭВП и характер перерабатывающего оборудования [11].

1.5.2 Свойства вторичного полипропилена

Полипропилен (ПП) имеет широкую область применения. Основным источником рекуперированного ПП являются контейнеры из-под аккумулятор, пленки, детали автомобилей и т.п. Во многих случаях строение, морфология и свойства вторично переработанного ПП очень близки к таковым у исходной полимера.

Существенное изменение строения и морфологии встречается в тех случаях, когда изделия из ПП попадают в жесткие условия работы, например, когда речь, идет об автомобильных бамперах, постоянно находящихся под открытым небом, трубах для горячей воды и т.д. Деградация ПП из-за потери стабилизаторов особенно скоротечна и опасна. Фактически ПП очень подвержен всем типам деструкции ввиду своего химического строения, в особенности из-за наличия лабильного третичного углерода в главной цепи. Явления деструкции при переработке усиливаются присутствием механического напряжения. Поэтому переработка и использование ПП возможны только при хорошей стабилизации материала.

Деструкция в ходе переработки может быть очень значительной, если перед каждой технологической операцией не вводится стабилизатор.

Безразмерная молекулярная масса рассчитывалась как отношение величины, полученной после каждого цикла переработки, к молекулярной массе исходного полимера. Кинетика деструкции зависит от механического напряжения, приложенного к расплаву. При снижении молекулярной массы и, следовательно, вязкости полимера механическое напряжение уменьшается и его влияние на деструкцию падает. Поэтому кинетика деструкции ускорена на первых циклах, когда молекулярная масса и механическое напряжение выше [12].

Изменение молекулярной массы сопровождается изменением кристалличности, причем уменьшение массы обычно влечет увеличение кристалличности; эти две тенденции сильно влияют на механические свойства, хотя и в различной стегни. Очевидно, что уменьшение молекулярной массы и увеличение кристалличности вызывает снижение относительного удлинения при разрыве, но эти взаимосвязанные изменения производят противоположный эффект на разрывное напряжение и модуль упругости. Оба этих параметра возрастают с увеличением молекулярной массы и кристалличности. Модуль упругости экструдированных образцов возрастает с числом циклов переработки. Столь различное поведение было объяснено изменением не только молекулярной массы, но и возрастанием кристалличности (из-за уменьшения молекулярной массы), что имеет большее значение для экструдированного ПП. Относительное удлинение, напротив, уменьшается в обоих образцах, причем в большей степени в полимере, переработанном литьем под давлением. Влияние повторных переработок неблагоприятно для разрывного удлинения: после пяти экструзий пластичный ПП становится хрупким.

Основной результат повторных циклов переработки заключается в уменьшении молекулярной массы при отсутствии заметного ветвления. Поэтому кристалличность растет. Уменьшение молекулярной массы и увеличение кристалличности вызывает уменьшение относительного удлинения (а также вязкоупругий перехо?