Утилизация и вторичное использование отходов резинотехнических изделий (на примере стирательных резинок)

Актуальность

Многие задумываются о переработке шин, но о переработке ластиков – нет.

Остатки от ластиков скапливаются в больших количествах. Например, в художественной школе под конец дня весь пол – в катышках от ластика.

При попадании в окружающую среду они могут быть проглочены животными, что приведёт к физическому накоплению резиновых частиц в телах речных, морских объектов. Это часто становится причиной нарушения пищеварительного процесса и последующей гибели живого организма.

Цель

Проанализировать ластики, представленные на отечественном рынке, с точки зрения возможной утилизации и переработки.

Задачи

1. Проанализировать существующие способы утилизации и переработки РТИ.
2. Провести анализ товарных ластиков с точки зрения химического состава.
3. Оценить влияние воздействия агрессивных сред на ластики.
4. Оценить эффективность и доступность способа утилизации ластиков в муфельной печи.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Микроскоп «Микмед 2.0»
• Прибор для определения точки плавления STUART SMP30
• Муфельная печь
• Колбы

Описание

Первой стадией исследования был анализ ассортимента ластиков из разных торговых точек («Ашан», «ЧитайГород», «FixPrice», «Комус»), чтобы узнать, какие из изучаемых образцов представлены в наибольшем количестве. Результат показал, что материала из ПВХ было меньше всего – 11%, из ТЭП – 25%, из пластика – 28%, из каучука было больше всего – 36%. Хочется сказать, что большинство производителей не писали состав, но, не зная природу полимера, эластомера сложно подобрать правильный способ переработки.

На следующей стадии была сделана выборка ластиков различной полимерной основы (всего было выбрано 10 образцов). Они были проанализированы с точки зрения взаимодействия с агрессивными средами (в соотношении: 40% – стружка; 60% – растворитель (50х50 нефрас и этилацетат). Был проведён качественный анализ. Ластики из ПВХ, термопластичной резины, клячки приобрели кашеобразный вид, набухли, в отличие от ластиков из каучука. В подтверждение результатов был проведён уже количественный анализ набухания в растворителях, выполненный по ГОСТу. После этого был проведён опыт, который показал, что после воздействия на остатки от ластика растворителем (нефрас, этилацетат) и улетучивания растворителя возможно собрать получившуюся субстанцию и немного нагреть – получится такой же ластик, который был до использования.

Для следующего процесса (озоления) было выбрано 4 типа ластика (3 – термопластичная резина, 4 – ПВХ, 9 – клячка, 10 – из натурального каучука). Чтобы определить температуру, которая будет выставлена в муфельной печи, была определена температура плавления при помощи прибора STUART SMP30.

Таблица температуры плавления и сами образцы

Было принято решение попробовать сжечь ластики в муфельной печи, для того чтобы получить золу, которую в последующем можно использовать. Результаты показали, что ластики обуглились.

Муфельная печь; таблица изменения образцов; отожжённые образцы

Результаты работы/выводы

В результате выполнения проекта выполнены все поставленные задачи. Сделаны следующие выводы.

1. Отходы от ластиков из ПВХ, клячки, термопластичной резины можно перерабатывать при помощи растворителей (нефрас, этилацетат). Полученные субстанции – повторно использовать (например, в творческом процессе).

2. Отходы от ластиков из натурального каучука можно утилизировать с помощью муфельной печи – переводить в золу.

Перспективы использования результатов работы

• Нужно оценить свойства золы: безопасна ли она, можно ли её использовать как удобрение.

• Оценить безопасность полученных субстанций после взаимодействия и улетучивания растворителя.

• Оценить экономические затраты на разные способы переработки.

Важным шагом на пути к «зелёной» планете является централизованный, системный сбор отходов от ластиков. В связи с этим предлагаем выпускать контейнеры для сбора остатков от ластиков, продавать их вместе с ластиками (по аналогии с контейнерами для точилок). А в организациях (школах, университетах) организовывать большой контейнер для централизованного сбора (по аналогии с пунктами сбора пластиковых крышек, батареек).

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА

Награды/достижения

Городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2022 года – призёр;

Научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» – призёр

Мнение автора

«Работа была направлена на нахождение актуального способа переработки РТИ (на примере стирательных резинок). Она показала, что отходы от ластиков можно перерабатывать при помощи растворителей, а полученные субстанции повторно использовать. Однако образцы из натурального каучука не получится перерабатывать данным способом. Такие остатки можно использовать для создания чего-то или утилизировать, переводить в золу.

В процессе участия в Открытой городской научно-практической конференции можно познакомиться с интересными людьми, получить массу интересных знаний»