Введение к работе
Актуальность работы. Одним из наиболее осязаемых результатов антропогенной деятельности человека является образование отходов, среди которых отходы пластмасс занимают особое место в силу своих уникальных свойств.
Решение вопросов, связанных с вторичной переработкой полимеров, требует значительных капитальных вложений. Стоимость обработки и уничтожения отходов пластмасс примерно в 8 раз превышает расходы на обработку большинства промышленных и почти в три раза – на уничтожение бытовых отходов. Это связано со специфическими особенностями полимерных материалов, значительно затрудняющими или делающими непригодными известные методы утилизации твердых отходов.
Крупным потребителем полимеров и композиций на их основе, и как следствие, источником полимерных отходов, является кабельная промышленность. В настоящее время в качестве основного сырья при производстве кабельной изоляции применяют поливинилхлорид (PVC), резины, а также полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и композиции на основе этилена и пропилена. Выбор данных полимерных материалов объясняется доступностью сырья и их удовлетворительными эксплуатационными свойствами. Имеется и ряд ограничений возможности использования более термостойкого PP, по сравнению с PE, которые могут быть связаны с негативным каталитическим воздействием ионов меди токонесущей жилы, приводящим к интенсивной деструкции PP и разрушению оболочки. Для исключения контакта PP с медью в ряде случаев на жилу наносят разделительный слой из PE, в дальнейшем подвергнутого радиационной сшивке (PEX-С) для увеличения термостойкости. Впоследствии именно PEX-С создает наибольшие трудности при вторичной переработке кабельной изоляции, так как не является термопластичным и не перерабатывается традиционными способами.
Цель и задачи работы:
Целью данной диссертационной работы является разработка научно обоснованного процесса переработки отходов оболочек кабельной изоляции нефтепогружных насосных установок в изделия промышленного назначения. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
На основании анализа состава отходов сформулировать критерии для описания механического воздействия на полимерный материал.
-
Определить взаимосвязь параметров процесса смешения с физико-механическими характеристиками, получаемых полимерных материалов. Сформулировать критерии качества на основе математического описания процесса смешения.
-
Используя критерии качества рассчитать технологические параметры переработки полимерных смесей для различного вида технологического оборудования.
-
Оптимизировать рецептуры смеси с учетом обеспечения требуемого комплекса свойств готового продукта.
-
Осуществить поиск возможных областей применения полученных композиций для изделий технического назначения
Научная новизна результатов исследования:
-
Проанализирована взаимосвязь плотности энергии деформирования и физико – механических характеристик, получаемых полимерных материалов, и определены условия получения материалов с оптимальным комплексом свойств, в частности, пригодных для изготовления изделий технического назначения.
-
Введены критерии, описывающие качество смешения для композиций на основе нефтенасыщенных отходов кабельной изоляции.
-
Подобраны компактибилизаторы для улучшения совместимости полимерных композиций на основе отходов полиолефинов кабельной изоляции нефтепогружных насосных установок.
Практическая значимость:
-
Разработаны рецептуры полимерных композиций на основе отходов кабельной изоляции нефтепогружных насосных установок.
-
Спроектирована технологическая линия для компаундирования полимерных композиций на основе отходов кабельной изоляции нефтепогружных насосных установок с требуемым комплексом свойств.
-
Предложены возможные направления дальнейшего использования вторичного сырья для производства товаров технического назначения.
-
Разработаны технологические процессы изготовления изделий промышленного назначения методами на основе базовых технологий литья под давлением и экструзии.
-
Подобраны добавки, обеспечивающие возможность переработки композиций в изделия технического назначения.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлены и обсуждены на 4 конференциях «Неделя науки СПбГТИ (ТУ) – 2011, 2012», IХ, XII международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности».
Публикации. По материалам работы опубликованы 8 печатных работ. 2 статьи в академических журналах, 2 работа в рамках международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 475 от 20 июня 2011 г. работы, опубликованные в материалах международных и общероссийских конференций, засчитываются ВАК РФ при защите диссертаций), тезисы 4 - х докладов конференций. К диссертационной работе прилагается один акт внедрения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 120 страницах, включает 40 рисунков, 16 таблиц, 61 формулу. Список литературы содержит 75 наименований.
