Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor
Reciclarea Polietilentereftalatului
Student: Burlacu Dumitru Cosmin
Cuprins: 1. Notiuni introductive…………………………………………..3 1.1 Etapele obtinerii flaconului de PET…………………...3 2. Reciclare fizica……..4 3. Produse obtinute prin reciclarea PET-ului in Romania………6 3.1 Fulgii PET……………………………………………..7 3.2 Granule r-PET…………………………………………8 3.3 Fibre PET……………………………………………...9 4. Avantajele reciclarii PET……………………………………..9 5. Bibliografie…………………………………………………...10
1. Noţiuni introductive 2
Polietilentereftalatul (PET-ul) aparţine poliesterilor liniari, compusi macromoleculari caracterizaţi prin prezenţa grupei funcţionale esterice (-CO-O-) în lanţul principal. PET-ul este singurul poliester saturat liniar cu importanţă comercială, acesta fiind cunoscut şi sub denumirea comercială de “terilen”, “tergol” sau “terom”. Calităţile excepţionele ale fibrei din PET au dus la dezvoltarea producţiei industriale în foarte multe ţări; la noi în ţară se produc fibre poliesterice sub denumirea comercială de “terom”. Cea mai întâlnită utilizare este fabricarea sticlelor de băuturi răcoritoare şi a borcanelor de miere. Flacoanele pot fi reciclate, spre exemplu în ţesătură sintetică. Rezistenţa la impact este mare, dar rezistenţa structurală este modestă . Puteţi să o depozitaţi la rece , dar în nici un caz nu puteţi fierbe sau prepara la microunde cu acest material. Este rezistent la majoritatea solvenţilor şi este adecvat pentru contactul cu mâncarea. Este turnat prin injecţie. Gama de temperaturi de lucru : -30°C ÷ +100°C. PET-ul este inamicul numărul doi al mediului, după noxele eliminate în atmosferă . Ajunsă în mediu , o sticlă PET se biodegradează în 1.000 de ani , în timp ce unui cotor de măr îi trebuie doar 3 luni. În tările din Europa de Vest există un întreg sistem de reciclare. Buteliile PET sunt colectate de la agenţii economici şi de la populaţie, sortate şi transformate în noi bunuri. Din deşeurile PET se produc fulgi curaţi care pot fi exportaţi ca atare ( la un preţ de 550-600 dolari tona ) sau vânduţi în ţară, sub forma de fibre sau aliaje în industriile prelucrătoare. De exemplu, din 20 de PET-uri de 2 litri se poate obţine captuşeală pentru o jachetă de iarnă, iar 35 de alte sticle ajung pentru realizarea unui sac de dormit . 1.2 Etapele obţinerii flaconului de PET Polietilentereftalatatul se obţine din dimetiltereftalat şi etilenglicol ca materii prime şi din catalizatori şi stabilizatori termici ca materii secundare. Etapele obţinerii flaconului de PET pornesc de la reacţia de polimerizare şi se termina cu obţinerea unui flacon care poate fi folosit ca atare. Etape: 1. Transesterificare si policondensare => PET granule. 2. Injectare în matriţă a PET-ului granule => preforme. 3. Suflare aer în preforme => flacon PET-ul are temperatura de topire înaltă, 263 ºC pentru PET pur şi 256-260 ºC pentru PET industrial. Conţinutul de apă în PET trebuie să fie cît mai mic posibil pentru a evita hidroliza 3
polimerului în timpul filării din topitură. Ca urmare PET-ul pentru filare trebuie să aibă maxim 0.01% umiditate, ceea ce impune condiţii de uscare severe şi foarte bine urmărite. Transportul şi depozitarea granulelor de PET trebuie efectuate în mediu lipsit de umiditate, deoarece ele pot absorbii apa cu atît mai multă cu cît umiditatea mediului este mai mare şi cu cît timpul este mai lung. PET-ul este un polimer greu solubil. Nu se dizolvă în solvent uzuali, se dizolvă la cald în : fenol, tricrezol, alcool benzilic, nitrobenzene, iar la rece în acid tricloracetic, trifloracetic, dimetilformamida, amestec fenol-tetracloretan. Ce se întâmplă cu PET-ul după ce este folosit? Deşi nu există date concrete în acest sens , estimările spun că descompunerea plasticului poate dura sute şi chiar mii de ani , astfel că , dacă aruncăm o sticlă de plastic la întâmplare şi nimeni nu o va ridica în urma noastră , putem fi siguri că va fi găsită acolo şi de multe generaţii după noi . 2. Reciclarea fizică Reciclarea mecanică (fizică) este folosită pe scară largă pentru transformarea ambalajelor recuperate în materiale simple care se vor utiliza la fabricarea aceluiaşi tip de produs sau a altor produse. Este foarte important ca procesul de reciclare să respecte anumite cerinţe şi anume: să fie autorizat; să utilizeze numai materiale plastice în concordanţă cu Directiva 2002/72/EC; eficienţa sortării să fie de minim 99 %; produsul rezultat să îndeplinească cerinţele articolului 2 al Directivei 89/09/EEC; să aibă de un sistem de asigurare a calităţii care să indeplinească cerinţele de autorizare. Factorii care limitează reciclarea din punct de vedere al calităţii sunt: contaminarea cu alţi polimeri sau de natură minerală; scăderea stabilităţii termice şi a stabilităţii UV; scăderea masei moleculare şi schimbarea distribuţiei de masă moleculară. Primul pas în reciclarea flacoanelor de PET îl constituie COLECTAREA SELECTIVǍ. Cheia unei reciclării reuşite a flaconului de PET ţine de consumator. Numai el poate identifica 4
containerele şi să iniţieze procesul de colectare. Containerele pentru colectarea PET-ului sunt identificabile datorită simbolului specific şi a codului 1 imprimate pe acestea. Pentru reciclarea corectă se recomandă: - spălarea şi aplatizarea; se pot lăsa etichetele, nu însă capacele (sigiliile de la capace); - nu se pun sticle de produse petroliere (ex.: ulei de motor), de pesticide sau ierbicide. - a se sorta pe 2 categorii: PET colorat si PET incolor Din nefericire însă majoritatea flacoanelor ajung la un loc cu celelate deşeuri deoarece localitatea nu are un program de colectare selectivă sau din cauza consumatorilor care sunt indiferenţi faţă de procesul de reciclare. La depozitul de deşeuri poate avea loc o selectare a Pet-urilor, dar de cele mai multe cazuri acestea sunt murdare şi amestecate cu alte deşeuri şi numai pot fi recuperabile. În acest caz mai există posibilitatea de utilizare ca combustibil prin incinerare. Al doilea pas. Odată colectate, flacoanele sunt trimise către locaţiile de reciclare, unde sunt macinate rezultănd pelete de plastic. Peletele sunt apoi supuse unui proces de separare şi spălare, care îndepartează particulele străine cum ar fi hârtia, metalul sau alte materiale plastice. Odată curaţăt PET-ul este vîndut către producători care îl transformă în fibre, componente injectate sau alte recipiente pentru uz nealimentar.
Figura 1.Schema instalaţiei de prelucrare a deşeurilor din PET. În figura se prezintă fluxul tehnologic al unei instalaţii standard de prelucrare a deşeurilor din PET. În prima fază fulgii de plastic sunt transportaţii prin intermediul unui transportor cu 5
bandă sau melc la instalaţia de uscare/cristalizare. Materialul este continuu preîncalzit, uscat si cristalizat. Din silozul intermediar este dirijat la combinaţia de unitaţi taietor/ uscator/ extrudor prin intermediul unor supape cu vacuum. Ţinut la presiune scăzută şi temperatură înaltă, masele plastice (PET) se decontaminează prin volatizarea substanţelor toxice împreună cu umiditatea. Se ajunge până la o vâscozitate a masei plastice egală cu cea iniţială, adică înainte de utilizare. Cu ajutorul unui sistem de traductori se permite controlul nivelului rezidual de contaminare. Livrarea peletelor de plastic se face în vrac sau în baloturi. Materialele refolosibile mărunţite, măcinate sau granulate se livrează în saci etichetaţi cu denumirea produsului, grupa de clasificare, tipul materialului şi greutatea. Aproximativ trei pătrimi din PET-ul recuperat este folosit pentru a produce fibre pentru covoare, fire sintetice şi imbrăcăminte. Restul de o treime este extrudat sub formă de folii pentru termoformare sau injectate în recipiente pentru uz nealimentar. Polimerii PET se utilizează şi prelucrează diferenţiat în funcţie de masa moleculară. Astfel PET cu masa moleculară 38500-46000 se utilizează pentru obţinerea de fibre, 4100055000 pentru film iar PET cu masa moleculară 51000-84000 pentru injecţie butelii.
3.Produse obtinute prin reciclarea PET in Romania In Romania sticlele PET reprezinta peste 30% din volumul de deşeuri iar colectarea, reciclarea şi tratarea acestora, ceea ce apropo este o obligaţie faţă de UE, sunt total ineficiente. In acest moment Romania are un sistem de colectare, reciclare si tratare a sticlelor PET. Având în vedere ca reciclarea pet-urilor reprezintă un serviciu de natură publica de maximă importanţă pentru comunitate este necesară o colaborarea eficace si eficientă cu autoritaţile publice şi firmele private care activează în domeniul colectării deşeurilor urbane. Compania Greentech a fost infiintată în anul 2002 si este una din cele mai importante in business-ul reciclării de mase plastice din sud-estul Europei si totodată, un important producător de banda PET si r-PET. In cadrul companiei Greentech sunt produse prin reciclarea PET-ului: Fulgi de PET, Granula PET, Banda PET si Fibre PET. 3.1 Fulgii PET 6
Sticla PET pe care o folosim astăzi atat de des poate fi colectată si introdusă, prin procesul de reciclare, înapoi in circuitul economic. Plasticul PET, este reciclabil in proportie de 100% si poate fi folosit cu usurinta in producerea de noi produse, in multiple industrii: igienică, auto, constructoare, geotextilă etc. Deseurile de sticlă PET sunt procesate automat, in faze successive de: Sortare pe culori: după ce deseurile sunt sortate individual, are loc sortarea automată pe culoare si după tipul de polimer (altele decât PET, folie, etichete, sticlă, nisip etc.) Metalele feroase si neferoase sunt eliminate din flux prin separatorul metalic, inainte ca sticlele PET sa ajunga pe linia tehnologica de măcinare. Macinare: Sticlele PET sortate deja pe culori intra in bunkere separate (sticle de culoare albastru, verde, maro, transparenta, maro si diferite culori (floral). Din bunkere, sticlele PET sunt transportate catre macinătoare, unde are loc un proces de tocare umeda, rezultând fulgii PET. Spalare: Fulgii PET sunt transportati in silozi, unde are loc spălarea acestora, in mai multe etape, urmată de uscarea lor intr-o centrifuga mecanică. Ultima fază a procesului include folosirea sortatorului optic, pentru a elimina toate impuritaţile (materiale străine sau contaminarea pe culoare), tocmai pentru a avea cea mai bună calitate pentru produsul finit. La final, fulgii PET se ambalează în saci speciali ce cantăresc app. 1 tonă. 3.2 Granule r-PET Compania Greentech deţine o linie de producţie pentru producerea r-PET (recycled PET). Având caracteristici tehnice comparabile cu cele ale materialului virgin, granula PET reprezintă cea mai bună alternativă pentru un produs sustenabil, ecologic si mai competitiv din punct de vedere al costului. Cea mai buna calitate a granulei r-PET se obţine dintr-o materie prima de înalta calitate, sortată si tratată automat. Ca producător de granula r-PET, Greentech are controlul intregului circuit, de la colectarea materiei prime pâna la reciclare si producerea de produse finite. Fabrica produce doua tipuri de granule rPET, obţinute din material 100% reciclat: -Granule r-PET ce pot fi folosite in industria alimentară -Granule r-PET ce pot fi folosite in industria non-alimentară (îngrijire, cosmetice) Produsul este disponibil in diferite culori: transparent, albastru, verde, maro. Aplicaţii:
7
3.4 Fibre PET Fibra reciclată poliesterică inlocuieşte cu succes fibrele virgine şi poate oferi soluţii avansate pentru o gamă largă de aplicaţii. Tipuri de produse: -fibre solide 1.3 - 30 dtex , diferite culori: alb (fara inalbitor, cu inalbitor, super alb) si colorat (natural si vopsit); -fibre cu lumen 6.7-13 dtex (normal si siliconizat); -fibre cu lumen spiralate şi siliconizate (HCS) si nesiliconizate 6.7-13 dtex, alb si colorat;
Colectarea şi recuperarea maselor plastice prezintă avantaje atât de ordin economic cât şi ecologic. 8
Avantajul reciclării ambalajelor PET este enorm , dat fiind numărul mare de sticle folosite care pot fi exploatate la un cost acceptabil . Cu fiecare tona de PET reciclat se economiseşte între 700- 800 Kg de petrol brut. Din 5 PET-uri reciclate se poate fabrica un tricou sau un metru pătrat de covor, reciclând un flacon de plastic este economisită energie suficientă pentru funcţionarea unui bec de 60 w timp de 6 ore.
Bibliografie:
9
1. Octavian Valeria Bold, Gelu Agafiel Maracineanu – Depozitarea, tratarea si reciclarea, Ed. Matrix Rom , Bucuresti, 2004 2. Gheorghe Hubca - Tehnologii de. obtinere a fibrelor sintetice şi artificiale, Ed. Printech, Bucuresti, 2009 3. http://greentech.ro/, accesat pe data de 5 mai 2016
10
