Recyklace Nátěrových Hmot na Bázi Organických Rozpouštědel: Postupy a Metody

Povrchové úpravy hrají klíčovou roli v průmyslu a stavebnictví, ovlivňují kvalitu a životnost výrobků. Kontrola kvality povrchových úprav je nezbytná a zahrnuje několik fází.

Fáze Kontroly Kvality Povrchových Úprav

• Kontrola povrchu a nátěrových hmot před aplikací (vstupní kontrola).
• Kontrola během aplikace a těsně po aplikaci (klimatické podmínky, tloušťka mokré vrstvy, vizuální kontrola).
• Kontrola povlaku po aplikaci.

Ochrana podkladových materiálů organickými povlaky je běžný a ekonomický způsob ochrany proti korozi. Příprava povrchu je zásadní pro funkčnost povlaku. Na povrchu se mohou vyskytovat různé nečistoty, a s čistotou souvisí i stupeň přípravy povrchu (např. parametr Sa), který upravuje norma ISO 8501-1.

Mechanická Recyklace

Mechanická recyklace je definována jako sekundární recyklace, což je fyzikální proces, při němž se z polymerního odpadu získává materiál nebo výrobek, jehož vlastnosti jsou odlišné od původního. Je to nejběžnější přístup k recyklaci pevného plastového odpadu a má zavedenou infrastrukturu ve většině vyspělých zemí. Mechanická recyklace zahrnuje sběr/segregaci, čištění a sušení, sekání/třídění, barvení/aglomeraci, peletizaci/extruzi a výrobu konečného produktu.

Primární recyklace využívá spotřebitelský (PCR) nebo postindustriální recyklovaný (PIR) odpadní materiál, tj. materiál stejného typu, a vyrábí nové produkty. Primární recyklace si zachovává stejnou kvalitu jako původní materiál, zatímco downcyklace je běžná u sekundární recyklace kvůli určité degradaci vlastností plastu.

Materiály po spotřebiteli, zejména polyolefiny (PP, PE), mohou mít nepředvídatelné fyzikální vlastnosti kvůli velkému rozsahu jejich polymerních struktur, molekulových hmotností a aditiv. Tato variabilita a nedostatky v třídění mohou ztížit použití těchto materiálů. Rozdíly v barvě také komplikují použití v nových produktech kvůli nemožnosti kontroly finálních barev.

Čtěte také: Nátěrové hmoty šetrné k životnímu prostředí

Mechanickou recyklaci je možno obecně popsat a sestavit z několika výrobních kroků: drcení/granulace, odstranění kontaminantů, následované segregací vloček. Molekulová hmotnost plastu má výrazný vliv na vlastnosti termoplastů. Obecně platí, že zvýšení molekulové hmotnosti zvyšuje teplotu skelného přechodu, teplotu tání krystalického podílu, pevnost, elasticitu, tuhost, houževnatost ,viskoelastické vlastnosti,atd.

Jak již bylo uvedeno, nadrcený termoplast je ve vytlačovacím válci roztaven, tj. podroben další tepelné historii, vystaven další tepelné expozici. Opakované vystavení vysokému teplu, času a smykovým rychlostem může způsobit degradaci polymerního materiálu a v některých případech nežádoucí vedlejší reakce, které mohou buď zvýšit nebo snížit molekulovou hmotnost konečného produktu. Tyto strukturální úpravy vedou ke změnám jak v tokových, tak v mechanických vlastnostech materiálu.

Výrobci se změnám mohou bránit použitím aditiv k obnovení vlastností materiálu nebo k homogenizaci recyklovaného materiálu, což ovšem obvykle zvyšuje náklady na recyklovaný plast a může to dále zkomplikovat budoucí pokusy o recyklaci odpadního materiálu.

Chemická Recyklace

Chemická recyklace zahrnuje několik metod, jako je pyrolýza, zkapalňování a gasifikace.

Pyrolýza

Při pyrolýze se odpad vystavuje teplotě vyšší, než je jeho chemická stabilita, ale nedochází ke spalování. Pro pyrolýzu plastů jsou typické teploty v rozmezí 350 °C až 700 °C, přičemž obecně platí, že vyšších výtěžností produktů rozkladu se dosahuje při vyšších teplotách pyrolýzy. Pyrolýza je nejvíce prozkoumaná metoda chemické recyklace plastů.

Čtěte také: Organická hmota a ekosystémy

Hlavní výhodou pyrolýzy termoplastů je schopnost přeměnit plast na produkty s nižší molekulovou hmotností, které lze použít jako palivo nebo surovinu pro nové chemikálie nebo plasty. Pyrolýza také produkuje méně emisí než při spalování plastů.

V Evropě jsou v provozu 3 pyrolýzní zařízení ve vlastnictví firem Quantafuels (Oslo, Norsko) a Plastic Energy (Londýn, Spojené království Velké Británie a Irska). První komerční výrobní závod společnosti Quantafuel je v dánském Skive. Závod zpracuje 20 kt za rok. Tekutý produkt je zasílán společnosti BASF, která kapalný produkt používá k výrobě nových plastů a dalších chemikálií.

Plastic Energy má v současnosti dva závody v Almerii (provoz byl zahájen v roce 2014) a Seville (zahájení provozu v roce 2017) ve Španělsku. V posledních letech několik společností oznámilo plány na vybudování zařízení na pyrolýzu termoplastů a převedení plastových olejů na aromatické látky/olefiny krakováním párou.

Zkapalňování (Solvolýza)

Zkapalňování termoplastů, solvolýza, je proces, při kterém jsou zregenerovány vstupní polymery z materiálů, které mechanickým procesem recyklovat nelze. Výsledkem je přeměna termoplastů na kapalný ropný olej s různými frakcemi. Jedná se o materiály typu vícekomponentní materiály, zejména ty s podílem PP, PE, PA, PBT, PET, které mají uplatnění v hygienickém, potravinářském, automobilovém a stavebním průmyslu.

Ve srovnání s přepracovacími procesy mechanickou cestou se jedná o proces energeticky úsporný, je možno recyklovat materiály s plnivy, které lze následně dále využívat. Zkapalnění obvykle probíhá při teplotách mezi 200 °C až 450 °C a to pod vysokým tlakem dusíku nebo vodíku, který pomáhá udržovat produkty v kapalné fázi.

Čtěte také: Ekologie a Vysočina

Hydrotermální zkapalňování HTL má výhodu zejména ve faktu, že pro vstupní odpadní suroviny nevyžaduje ekonomicky drahé sušení. Voda a další rozpouštědla se za svými kritickými body chovají odlišně od normálních stavů.

Voda v superkritickém stavu (SCW voda) má vynikající vlastnosti přenosu tepla, které je výhodné využít k chemické recyklaci odpadních plastů dekonstrukcí plastů na jejich monomery nebo jiné chemikálie s přidanou hodnotou, případně na uhlovodíková paliva.

Gasifikace (Zplyňování)

Gasifikace je technologie, při niž jsou plasty s obsahem uhlovodíků zpracovávány na syntézní plyn, pevný odpad je přeměněn na plynné palivo. Část odpadu je spálena při tlaku 5 MPa až 7 MPa a zbývající část je zplyňována při teplotách 1300 °C až 1500 °C.

Výsledkem je syntezní plyn (ke zkapalňování se používá kyslík) s obsahem H2, CO, CO2 a H2O, kdy H2 a CO2 jsou použity jako vstupní surovina, například na výrobu methanolu, kyseliny octové nebo amoniaku nebo generátorový plyn (CO, H2, CH4), kdy je použit ke zkapalnění vzduch.

Metody Založené na Disoluci (Rozpouštění)

Metody založené na disoluci používají rozpouštědla k separaci a recyklaci plastů, a to bez chemické úpravy jejich struktury. Základní postup procesu recyklace na bázi rozpouštění polymerů je možno popsat následovně: nejprve se cílový polymer, při definované teplotě, selektivně rozpustí ve vhodném rozpouštědle nebo směsi rozpouštědel; následně se směs filtruje, čímž se oddělí pevný plast a kapalná fáze, která obsahuje solvatovaný polymer; nakonec se polymer vysráží z roztoku přidáním antirozpouštědla.

Klíčem k procesu recyklace polymerů na bázi rozpouštění je výběr vhodných rozpouštědel. V procesu selektivního rozpouštění by rozpouštědlo mělo rozpouštět cílový polymer s dostatečnou rozpustností bez rozpouštění dalších nežádoucích složek vstupního proudu.

Vícesložkové polymerní materiály jsou vyrobeny ze dvou nebo více plastů, z nichž každý přispívá svými vlastními užitečnými vlastnostmi k výsledným vlastnostem celku. Pro recyklaci takovýchto materiálů jsou metody založené na rozpouštění slibné, protože selektivní rozpouštění umožňuje separaci různých plastů a je tolerantní k přísadám a nečistotám přítomným v odpadu.

Vliv Parametrů na Kvalitu Nátěrových Hmot

Funkčnost ochranných povlaků závisí rovněž na stavu povrchu bezprostředně před jejich nanesením. Většina nátěrových hmot vyžaduje, aby povrch byl před nanášením suchý.

Klimatické Podmínky

Spolehlivou metodou zjištění možné přítomnosti kondenzované vody na povrchu je měření relativní vlhkosti vzduchu v kombinaci s teplotou vzduchu a především teplotou povrchu, na který bude povlak aplikován. Teplota povrchu musí být minimálně 3˚C nad rosným bodem.

Teplota Nátěrové Hmoty

Správná aplikační teplota nátěrové hmoty je velmi důležitým parametrem a obvykle je uvedena v technickém listě nátěrového hmoty. Nátěrové hmoty není doporučeno skladovat při nízkých teplotách (obvykle pod 0°C), neboť jejich vlivem může docházet uvnitř systému k molekulárním změnám, které mají vliv na aplikaci, přilnavost i životnost nátěrové hmoty barvy.

Viskozita Nátěrové Hmoty

Dalším důležitým parametrem je viskozita nátěrové hmoty, dalo by se také říci její hustota. Většina výrobců nátěrových hmot uvádí ve svých technických listech viskozitu nátěrových systémů měřenou pomocí výtokového pohárku.

Těchto šest parametrů (čistota povrchu, klimatické podmínky, profil povrchu, stupeň přípravy povrchu, teplota nátěrové hmoty a viskozita nátěrové hmoty), které jsme zde ve stručnosti představili, dokáže, samostatně, nebo kombinací některých z nich, zásadním způsobem ovlivnit vlastnosti povlakového systému až po jeho selhání.

tags: #naterove #hmoty #na #bazi #organickych #rozpoustedel

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana přírody v Tichém údolí
• Program Ekologického dne v Karviné
• Složení ekologických čisticích prostředků
• Čištění odpadků kolem silnic
• ATEM - Ateliér ekologických modelů