Životní prostředí Plasty v životním prostředí
1868 John Wesley Hyatt inzerát
1856 Alexander Parkes nitrát celulosy
1870 John Wesley Hyatt celuloid 1872 The Celluloid Manufacturing Co. & J. W. Hyatt Isaiah Hyatt
Po 115 letech se ale pingpongový míček změní Mezinárodní federace stolního tenisu (ITTF) rozhodla, že od 1. července 2014 nahradí celuloid jiný polymer.
1493-1496
Cau-utchu plačící strom
POLYMERY PŘÍRODNÍ SYNTETICKÉ POLYMERY KAUČUKY TERMOPLASTY REAKTOPLASTY ELASTOMERY PLASTY POLYMERY STANDARDNÍ KONSTRUKČNÍ SPECIÁLNÍ
Světová roční spotřeba polymerů v milionech tun (Mt) 350 300 250 200 150 100 50 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2014
Porovnání indexu růstu světové spotřeby některých materiálů v letech 1970-2010 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 dřevo ocel hliník cement polymery
Relativní světová spotřeba polymerů (295 Mt) Polyethylen 29 % Polypropylen 19 % Polyvinylchlorid 11 % Polystyren (PS) a styrenové plasty (SAN, ABS, MBS) 10 % Polyurethany (PUR) 7 % Polyethylentereftalát (PETP, PET, PES) 5,0 % Butadien-styrenový kaučuk (SBR) 3,6 % Ostatní syntetické kaučuky 3,3 % Přírodní kaučuk (NR) 3,1 % Polykarbonáty (PC) 1,2 % Polyamidy (PA) 1,2 %
ODPAD Jan Neruda: Kam s ním? Omezit!!! Zhodnotit! Zlikvidovat? Zneškodnit? Odstranit?
Papír, 10% Popel 21 % Plasty, 3% Textil 4% Zbytkový odpad 24 % Bioodpad 29 % Dřevo, pryž, 1%
ODSTRANĚNÍ
Tepelná degradace V současné době nejpokročilejší způsob, poskytuje použitelné produkty (paliva, rozpouštědla apod.), má univerzální uplatnění, tj. pro plasty i pryže. Redukční pyrolýza (praktická varianta) Odpad + CO + H2O výhřevné palivo Spalování radikální způsob polymery spalitelné (900 C) ekonomika +!! ekologie -?!
Porovnání hodnot výhřevnosti vybraných průmyslových odpadů a severočeského hnědého uhlí. Materiál Výhřevnost [MJ/kg] kaly ze zpracování ropy 9 domovní odpady 11 severočeské hnědé uhlí 8 až 12 papírové a lepenkové odpady 15 kožený odpad 16 odpady z výrob nátěrových hmot 17 odpady ze zpracování dřeva (piliny) 19 polyvinylchloridový (PVC) odpad 18 až 26 polyethylentereftalátový (PET) odpad 23 pryžový odpad (ojeté pneumatiky) 21 až 31 polyamidový (PA) odpad 30 vyjeté motorové oleje 40 polyethylenový (PE) odpad 43 polypropylenový (PP) odpad 44 polystyrenový (PS) odpad 44
1858 H. L. Hall: Objev regenerace pryže MLETÝ ODPAD LZE MĚKČIT PŘÍMOU VODNÍ PÁROU Převážně obnošená obuv se značným obsahem textilu Omezená použitelnost regenerátu Hledat vhodnější způsob
1881 N. C. Mitchel: Chemický způsob regenerace Obuv Textil rozkládán zředěnou H2SO4 praní vodní pára Plné obruče
1899 A. H. Marks: Alkalická regenerace V jednom kroku měkčení pryže, odstraňování textilu a volné síry. Pneumatiky regenerát se zvýšenou odolností vůči stárnutí 1940 Větší množství odpadu pryže ze syntetického kaučuku
Parní způsoby preparátový (0,3 MP%a, 140 C, 5 h) nízkotlaký (0,6 MPa, 200 C, 3 h) vysokotlaký (6 MPa, 300 C, 6 min) parní (1,5 2,5 MPa, 140 240 C, 1,5 5 h) dynamická regenerace Vařákové (digesční) způsoby) 190 210 C, 6 12 h alkalický (5 % roztok NaOH) neutrální (0,4 % roztok ZnCl2, nebo CaCl2 Mechanické způsoby 220 300 C, 3 10 min
REGENERÁT nikoli kaučuk, ani jiná původní surovina. Přes ekologické trendy a zvyšující se objem gumárenské výroby nikoli rozvoj regenerace, ale stagnace jeho spotřeby (10 %). Nové recyklační techniky: - FYZIKÁLNÍ - CHEMICKÉ - ENERGETICKÉ
Přímá (materiálová) recyklace Zpracování drti z odpadní pryže získávané mletím: kryogenním, mechanickým. Jemná drť: Plnivo do kaučukových směsí, do termoplastických elastomerů. Hrubší drť: Plnivo do asfaltu, zpracování s pojivy mimo oblast gumárenství. [Devulkanizace (varianta mechanické regenerace).]
Přímá (materiálová) recyklace Obtížné třídění; znečistění. Drcení, praní, homogenizace, tváření. Polyolefiny: Fólie a pytle. Instalační trubky. Kanalizační roury. Termoplasty podobných tokových vlastností (+ 30 % přísad typu minerálních plniv, vláken, textilu) Vysokotlaké lisování při cca 250 C: Fólie a desky. Přepravky. Kontejnery.
Odpadní plasty + papír (do 50 %) Vytlačování >>> plásty (polotovary) Vrstvení Lisování - povětrnostně odolný materiál vzhledu dřeva: - Přepravní palety - Okenní rámy - Zahradní nábytek - Vybavení sadů a hřišť - Dekortativní předměty
Degradační recyklování PVC Základem linky (první ZSK firmy Werner & Pfleiderer) dvoušnekový vytlačovací stroj: šneky se otáčejí stejnoměrně, zapadají do sebe, 350 C, 1 až 2 minuty. Chlorovodík >>>>>>>>>>> chlor Kouřové plyny >>>>>>>>>> těžké kovy Uhlíkatý zbytek >>>>>>>>> palivo (koks) >>>>>>>>> elektrody
Degradační recyklování směsných plastů Procesy TOSHIBA a BASF (1994) Dvojnásobná pyrolýza za přítomnosti alkálií 11 h Vhodná i pro polymery obsahující chlor Produkuje syntetickou naftu olefiny aromatické látky těžké oleje
Hydrolytická degradace za přítomnosti katalyzátorů - kyselých - zásaditých Hydrolýza (alkoholýza, glykolýza) Nová esterifikace Polyamidy >>>>> monomery Polyestery >>>>> monomery (PET >>>>> kyselina tereftalová + ethylenglykol) Polykarbonát >>>>> Polyurethany >>>>> aminy + polyoly
RENEW PROCESS recyklování PET veletrh Nova-Pack 96 v Austrálii Hrubá drť se propírá vodou, papírové a jiné nečistoty se vyplavují a separují Sušení Částečná hydrolýza Jemnější drcení Separace jiných plastů Praní Úplná hydrolýza Nová polykondenzace monomerů REGENEROVANÝ PET DO VÝROBY LAHVÍ