Требуемое сырье и материалы

Технология резинонаполненных пластмасс (РНП)

И производства изделий на их основе

Сфера применения: строительство и области использования резинотехнических изделий.

РНП - композиционные строительные материалы на основе отходов резиновой крошки и полимеров, способные заменить дорогостоящие бетонные изделия для мощения площадок и пешеходных зон, особенно там, где требуется защита от радиации и воздействия воды, соли, бензина, масел и образования льда.

Изделия из РНП могут найти широкое применение в качестве дорожных и напольных покрытий в гаражах, на остановках общественного транспорта, перронах, переездах, садовых участках, детских и спортивных площадках и в других сферах применения резинотехнических изделий, в которых физико-химические свойства РНП удовлетворительны.

Продукция

Путем переработки резиновой крошки и отходов пластмасс могут производиться - плита дорожная и тротуарная, другие изделия сложной трехмерной формы с высокой атмосферо- и износостойкостью, стойкостью к реагентам (вода, соль, бензин, масла), рулонный гидроизоляционный материал, "гибкая" кровля.

Требуемое сырье и материалы

Исходным материалом для получения РНП служат отходы резины (крошка изношенных шин), а в качестве полимерного связующего применяются термопласты (полиэтилен, полипропилен) и их отходы.

Требования к производственному помещению:

Линии для выпуска изделий из РНП в объеме 1800 т/год или 57000 м²/год тротуарной плитки:

a. помещение категории Д, t0=16-18°C, W=60%

b. площадь 650-800 м²

c. полезная высота 12 м

d. установленная мощность =300 кВт.ч.

Краткое описание:

Проведенные исследования, а также отработка технологий в опытном производстве позволили разработать экономически эффективные методы супернаполнения полимеров, основанные на управлении адгезионной активностью расплава полимеров и микрокапсулировании частиц наполнителя. Разработанные методы обеспечивают возможность создания композитов с широкой гаммой полезных потребительских свойств, используя универсальное дешевое сырье (отходы резины и пластика).

Производство изделий из РНП осуществляется прессованием или вальцеванием. Производство изделий из РНП состоит из следующих стадий:

a. подготовка резиновых отходов;

b. подготовка полимера;

c. получение композиций;

d. переработка композиций в изделия.

Комплектация производства осуществляется на базе стандартизированного оборудования по переработке пластмасс при незначительном объеме нестандартного оборудования.

Преимущества производимых РНП:

a. универсальность допускаемой сырьевой базы, проявляющаяся в возможности использовать в качестве наполнителя различные виды резиновых отходов без процесса регенерации, а также вторичные полимерные материалы (полимерные отходы);

b. высокая степень наполнения отходами резины (до 70% по массе);

c. технология переработки РНП позволяет получать готовые изделия сложной трехмерной формы;

d. изделия из РНП обладают экологической чистотой, практически нулевым водопоглащением. Изделия биологически стойки - не разрушаются бактериями, грибком, термитами, прекрасно поддаются механической обработке, стойки к вибрационным и статическим нагрузкам грузового транспорта.

e. изделия из РНП в 2,5 раза легче аналогичных изделий из бетона, характеризуются высокой мобильностью укладки и демонтажа;

f. освоение технологии РНП позволяет с минимальными дополнительными инвестициями организовать производство изделий из древесно- и минералонаполненных пластмасс с использованием как первичных пластмасс, так и их отходов и тем самым диверсифицировать производство и сделать его максимально независимым от конъюнктуры рынка. ⁵

Экономические характеристики типового проекта реализации технологии РНП

Наименование показателя	Значение показателя
Типовая мощность	1 800 т изделий в год при 3-х сменной работе
Количество перерабатываемых отходов Резина Пластмассы	1 260 т/год 540 т/год
Окупаемость проекта	2.25 - 3.0 года в зависимости от номенклатуры выпускаемых изделий, рынка сбыта и конъюнктуры

 

РЕГЕНЕРАТ И РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДОШВ НА ЕГО ОСНОВЕ:

Сущность изобретения: регенерат получают смешением компонентов в резиносмесителе при 130^oC в течение 40 мин. Затем обрабатывают на вальцах при зазоре 0,15 - 0,20 мм. Регенерат имеет состав, мас.ч.: 100 крошки из отходов пористых резин, 25,7-28,5 нефтяного масла ПН-6, 11,4-15,2 стирольно-инденовой смолы, 4,6-6,5 нефтеполимерной смолы, 7,9-15,8 алкилфеноламинной смолы, модифицированной 20-70 мас.% таллового пека, имеющей молекулярную массу 740-1780 и температуру размягчения 75-90^oC. Получают резиновую смесь смешением компонентов на валковом оборудовании, вулканизацию проводят в прессе при 165^oC. Смесь имеет следующий состав, мас.ч.: каучук БС-45 АКН 27-28; СКИ-3 11-17; синтетические жирные кислоты 1,0-1,5; нефтяное масло 3,0-3,5; белая сажа 21,86-22,75; 2-бензтиазолилди-сульфид 1,0-1,1; окись цинка 2,2-2,5; фталевый ангидрид 0,4-0,5; сера 1,65-1,67; титановые белила 1,5-1,67; указанный регенера т 22,0-24,5, алкилфеноламинная смола, модифицированная 20-70 мас. %

таллового пека, имеющая молекулярную массу 740-1780 и температуру размягчения 75-90^oC, 1,0-3,5.

Характеристика регенератора: прочность на разрыв 48-56 МПа, относительное удлинение 300-320, мягкость 2,9-3,5 мм, эластическое восстановление 1,7-2,0 мм, летучие 0,87-1,05%. Характеристика резиновой смеси с регенератом: условная прочность 7,8-10,0 МПа, относительное удлинение 55-60%, твердость 80-87 ед., прочность связи резины с кирзой пятислойной прорезиненной 5,8-6,2 кГс/см², истираемость 495-575 см³/кВт.ч. 2 с.п.ф-лы, 6 табл.

Известно использование АФАС, модифицированной талловым пеком в количестве 10 - 180 мас.ч. в рецептуре клея-расплава для увеличения прочности крепления кромочных пластин к древесине. В заявляемых технических решениях использование этой АФАС в иных количествах приводит в рецептуре регенерата к улучшению санитарно-гигиенических условий производства и увеличению прочности на разрыв регенерата, а в отношении резиновых смесей, совместно с регенератором Б, приводит к уменьшению истираемости и повышению твердости.

Алкилфениламинную смолу, модифицированную талловым пеком, получают следующим способом.

В реактор с рубашкой для обогрева с мешалкой загружают алкилфенол, полученный алкилированием фенола полимердистиллятом или тримерами пропилена, уротропин и талловый пек. Молярное соотношение алкилфенола и уротропина при этом должно составлять 1 : 0,15-0,3, содержание таллового пека - 20-70 мас.% от смеси введенных реагентов.

Реакционную смесь нагревают при 60-70^oC в течение 2 часов до полного растворения уротропина, а затем температуру повышают до 170-200^oC и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 часов до получения продукта с температурой размягчения 70-90^oC.

Модифицированную АФАС получают также соконденсацией готовой алкилфеноламинной смолы и таллового пека (содержание таллового пека в смеси должно составлять 20-70 мас.%). Для этого к нагретому до 100 - 120^oC талловому пеку добавляют расчетное количество алкилфеноламинной смолы. Смесь перемешивают до полного растворения АФАС, затем повышает температуру реакционной массы до 170-200^oC и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 часов до получения продукта с температурой размягчения 70-90^oC. ⁶

 

4. Природа образования и свойства тумана пластификаторов. Улавливание паров пластификаторов. Конденсационный метод. Применяемое оборудование. Электрофильтры

 

Изобретение относится к вентиляционной технике, в частности к устройствам для очистки воздуха от жидких частиц субмикронного размера и молекулярной фазы, например, от паров и тумана пластификатора.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту является устройство для очистки воздуха от тумана пластификаторов, выполненное в виде трубы Вентури, в горловине которой установлены осадительные элементы в виде металлических трубок с острыми входными кромками, установленных вертикально и заземленных.

Недостатком прототипа является то, что при повышении температуры очищаемого газа происходит снижение коэффициента очистки, так как возрастает доля молекулярной фазы пластификатора, которая не улавливается в устройствах основанных на механическом отделении (за счет инерционного эффекта, градиентной и турбулентной коагуляции, а также электрофореза).

До температур порядка 60-70^оС доля паровой фазы пластификаторов: ДБФ, ДОС, ДОФ в тумане этих веществ не превышает 8-10% от их общей массы. При более высоких температурах доля паровой фазы возрастает, а при температурах вентиляционных и технологических выбросов 170-180^оС и выше паровая фаза значительно превышает жидкую.

Вследствие указанной причины эффективность очистки устройства, выбранного в качестве прототипа, становится крайне низкой, а при температуре более 200^оС стремится к нулю из-за отсутствия жидкой фазы пластификатора в указанных выбросах. Это делает неэффективным использование прототипа в тех случаях, когда присутствует молекулярная фаза наряду с жидкой фазой в очищаемом воздухе.

Цель изобретения повышение эффективности очистки высокотемпературных выбросов (например, отходящих газов от желировочных камер) за счет конденсационного и термофоретического осаждения молекулярной фазы и частиц субмикронного размера пластификаторов.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем осадительные элементы в виде металлических трубок с острыми входными кромками, установленных в горловине трубы Вентури вертикально и заземленных, горловина трубы Вентури помещена в периферийный кожух, в который тангенциально подается охлаждая жидкость. При этом происходит отвод тепла от стенок трубок, возникает температурный градиент между внутренней поверхностью отдельной трубки и потоком очищаемого воздуха. На стенках трубок конденсируется паровая фаза пластификатора. Происходит охлаждение парогазовой смеси во всем объеме, вследствие чего пластификатор переходит из паровой (газообразной) фазы в жидкую (капельную) возникает мелкодисперсный туман. Капельная фаза тумана укрупняется и осаждается за счет турбулентной и градиентной коагуляции, а также вследствие термофореза, обусловленного градиентом температур между внутренней поверхностью стенки осадительной трубки и загрязненным пластификатором воздухом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается тем, что горловина трубы Вентури с осадительными элементами заключена в периферийный кожух, в котором размещены патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что данное устройство имеет более высокий коэффициент очистки вентвыбросов, содержащих пары и туман пластификаторов, и позволяет использовать тепло очищаемого воздуха.

Электрофильтры - это высоковольтное электротехническое оборудование, в которых используется коронный разряд для зарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Для этого электрофильтры питаются от повысительно-выпрямительных агрегатов с номинальным выпрямленным напряжением 80кВ, 110кВ и 150кВ.

Электрические фильтры предназначены для высокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах в различных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:

· электрофильтры имеют широкий диапазон производительности - от сотен до миллионов м³/ч

· электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки газов - до 99,95 %

· электрические фильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление - 0,2 кПа

· Электрические фильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков мкм.

В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухих электрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде или в виде шлама.

В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхности электродов, смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляется в виде жидкости или шлама.

В зависимости от направления движения газа электрические фильтры делятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтры обычно используются при дефиците производственной площади.

В районах с умеренным климатом электротехническое оборудование размещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях - в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутренних частях корпус электрофильтра теплоизолирован.

Корпуса электрофильтров рассчитаны на применение в районах с определенной сейсмичностью, которая указывается в характеристике аппаратов. Для районов с повышенной сейсмичностью необходима разработка специальных корпусов.

Высокое напряжение к электрофильтрам подводится специальным кабелем при расположении агрегатов питания в закрытых подстанциях или шинами при установке агрегатов на крышке электрофильтров.

За последние 10 лет проведены значительные усовершенствования электрофильтров:

· разработаны и внедрены новые интенсивные игольчатые коронируюшие электроды типа СФ различной модификации для улавливания невысокоомных и высокоомных пылей

· разработаны и внедрены осадительные элементы типа ЭКО МК 4x160 повышенной точности изготовления, что позволило создавать аппараты с высотой электродов до 18 метров, а также существенно повысить степень очистки за счет улучшения центровки электродных систем

· разработано и внедрено на базе малогабаритных, надежных приводов устройство встряхивания электродов с использованием частотного преобразователя для регулирования частоты и периодичности встряхивания в широком диапазоне;

· разработан и внедрен микропроцессорный регулятор БУЭФ для агрегатов питания электрофильтров с различными программами управления, позволяющими эффективно регулировать напряжение при улавливании пыли с различными свойствами. Наличие линии связи позволяет подключить БУЭФ к современным комплексам АСУТП для управления технологическим процессом.

· разработана и внедрена в практику конструирования аппаратов с горизонтальным ходом газа компоновка механического оборудования в корпусе аппарата с верхним встряхиванием коронирующих электродов, что позволило значительно уменьшить межпольные промежутки, увеличить активное время пребывания газа и повысить степень очистки газа в заданном корпусе.

Впервые в отечественной практике очистки газов разработан комбинированный аппарат типа ЭФ- РФ, представляющий собой последовательное соединение электрофильтра и рукавного фильтра. В таком аппарате можно очищать газ до 20 мг/нм³ при входной запыленности 150 г/м³ и более. Причем на степень очистки газа здесь не влияет величина удельного электрического сопротивления пыли, т.е. не требуется традиционная подготовка газа при улавливании высокоомной пыли. Большинство этих технических решений являются оригинальными и запатентованы.⁷

 

Список использованной литературы:

 

1. Ю. В. Новиков "Экология, окружающая среда и человек" - Москва 1998г.2. И. Р. Голубев, Ю. В. Новиков "Окружающая среда и ее охрана".

3. Справочник по искусственным кожам и плёночным материалам. - М. : Легкопромбытиздат, 1987.

4. Вторичное использование полимерных материалов / Под ред. Любешкиной Е. Г. – М.: Химия , 1985.5. Шеин В.С., Шутилин Ю.Ф., Гриб А.П. Основные процессы резинового производства. – Л.: Химия , 1988.

6. Зозуля В.Ю. Продвигаем экологические технологии // Экономист.

7. Берлин А.А. Современные полимерные композиционные материалы

(ПМК) // Соросовский Образовательный Журнал. 1995. № 1. С.