Переработка пластика — процесс превращения пластиковых отходов во вторичное сырьё, энергию, или продукцию с определёнными потребительскими свойствами. Период естественного разложения пластмасс достигает несколько сотен лет, поэтому переработка отходов является частью глобальной попытки сократить объём загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду.
Всего выделяют три основных способа переработки: механический, химический и термический. Механический рециклинг (переработка) является наиболее распространённым из них, при его использовании конечным результатом является появление нового пластикового материала. Химический метод позволяет разбивать пластиковые отходы на составляющие компоненты. Впоследствии их смешивают и обрабатывают для создания новых материалов. При термическом методе материал подвергается температурной обработке, в результате чего вырабатывается энергия. Различные виды пластика могут быть переработаны с сохранением своих свойств до 10 раз.
Контекст
Пластик — это органический материал, в основе которого лежат синтетические или природные высокомолекулярные соединения — полимеры. Они, в свою очередь, состоят из мономерных звеньев, соединяющиеся в макромолекулы благодаря химическим или координационным связям. Дешевизна, простота изготовления и высокие эксплуатационные характеристики делают пластик самым производимым материалом в мире. В процессе создания синтетические полимеры могут принимать практически любую форму — от листов до тончайших нитей. Более того, пластмассы отличаются высокой химической стойкостью к кислотам и щелочам, водоустойчивостью, не подвергаются коррозии, а также плохо проводят тепло и электрический ток.
Ежесекундно в мире создаётся около 20 тыс. ПЭТ-бутылок, а в минуту их продаётся около 1 млн. Ежегодно среднестатистический человек производит более 50 килограммов пластиковых отходов, большинство из которых составляют ПЭТ-бутылки и другие упаковки от продуктов питания, детали и элементы современного оборудования, попадающие на свалки как от собственников, так и напрямую с заводов по причине брака. По данным WWF, ежегодно становится мусором около 100 миллионов тонн пластмассы. В среднем около 9,5 млн тонн пластика ежегодно попадает в Мировой океан, при этом образуются и мусорные острова, от которых страдают обитающие в океане живые существа.
При этом, в мире переработке подвергается около 14 % потребляемого материала, бо́льшая часть захоранивается на полигонах или разлагается в природе. Согласно прогнозу 2018 года, если существующее положение дел останется без изменений, к 2050 году на полигонах будет храниться около 12 миллиардов тонн пластика. Общей вес отходов будет в раз тяжелее, чем здание Эмпайр-стейт-билдинг.
Вторичная переработка является основным путём решения проблемы пластикового загрязнения. В результате процессов переработки образуются дополнительные продукты для других отраслей промышленности, а природа загрязняется в гораздо меньшей степени. В то же время, использование вторичных отходов может позволить существенно сократить употребление первичного сырья, такого как нефть, газ и электроэнергии. Также вторичная переработка пластика позволяет сократить углеродный след конечных изделий. Так, углеродный след производства пластикового изделия из вторичного сырья на 37 % ниже углеродного следа предмета из первичного пластика.
Маркировка
В 1980 годы в США начали активно развивать программы по переработке мусора, из-за чего возникла необходимость ввести единую классификацию пластиковых материалов. В 1988 году внедрило систему маркировки для обеспечения утилизации одноразового пластика по разным категориям. Маркировка представляет собой треугольник с «догоняющими друг друга» стрелами, в центре которого нанесены цифры от 1 до 7, обозначающие вид пластика. Буквенная аббревиатура под треугольниками обозначает тип материала.
Начиная с 2008 года Общество пластмассовой промышленности начало сотрудничать с Американским обществом по испытанию материалов для разработки улучшенной версии кодов переработки. Необходимость пересмотра предыдущей маркировки возникла из-за проблем с восприятием треугольника из «догоняющих друг друга» стрелок — многие путали коды пластика со знаком переработки, также состоящим из треугольника со стрелками. По этой причине в 2013 году было выпущено постановление об изменении символа — был утверждён треугольник с цельными границами. И также в постановлении были пересмотрены некоторые стандарты предыдущей кодификации, уточняющие какие товары принадлежат к каждой из категорий.
Класс Логотип Кодировка Источник Новый товар 1 Полиэтилентерефталат (лавсан) (PET(E); ПЭТ) Бутылки для воды и напитков, упаковки для сыпучих пищевых продуктов, одноразовые пищевые контейнеры, некоторые флаконы для косметики, фармацевтики, бытовой химии. Легко перерабатывается. 2 Полиэтилен высокой плотности (низкого давления) (HDPE; ПНД) Фасовочные пакеты, канистры, флаконы для косметики и бытовой химии, контейнеры для продуктов. Легко перерабатывается. 3 Поливинилхлорид (PVC; ПВХ) Напольные покрытия, банки для пищевых жиров, окна и двери, игрушки, упаковки из-под таблеток. Может быть переработан, но возможны сложности при переработке. 4 Полиэтилен низкой плотности (высокого давления) (LDPE; ПВД) Пакеты, пищевая плёнка, трубы, крышки, гибкая пластиковая упаковка, косметическая упаковка. Может быть переработан. 5 Полипропилен (PP; ПП) Пластиковые банки для косметики, одноразовые шприцы, крышки бутылок, детали автомобилей и бытовой техники, контейнеры для замороженных продуктов, стаканчики для йогурта, упаковки для линз и другие литьевые изделия из пластика. Может быть переработан. 6 Полистирол (PS; ПС) Одноразовая посуда, баночки для лекарств и косметики, упаковочные подложки для продуктов, цветочные горшки. Из вспененного полистирола изготавливают пенопласт, контейнеры для яиц. Чаще всего не принимается к переработке, но технически может быть переработан. 7 Другие (O(ther); Другое) Упаковка для косметики, фармацевтики, различная упаковка для пищевых продуктов, дойпаки, некоторые тубы, упаковка для пищевых и непищевых продуктов, некоторые композитные материалы, акрилы и полимеры, не входящие в вышеуказанные группы. Часть пластиков из этой категории перерабатывается, включая упаковку из биопластиков, смеси HDPE и LDPE, упаковку с soft-touch слоем, из смеси или слоев полиэтилена и полипропилена. Для переработки отдельных видов композитной упаковки, например, для туб и дойпаков, существуют пилотные проекты по сбору и переработке, но пока в большинстве случаев такая упаковка утилизируется. Акриловые материалы могут быть переработаны специализированными компаниями (не во всех регионах).
Виды пластика Пластмассы различаются по химическому составу, жёсткости и жирности. Пластмассы разделяют на три основных вида в зависимости от поведения материала при нагревании:
термопласты — полимеры, которые при нагревании в процессе обработки переходят из твёрдого состояния в жидкое (вязкотекучее или высокоэластичное), а при охлаждении происходит обратный переход в твёрдое;
реактопласты — полимерные материалы, переходящие под воздействием тепла, отвердителей или катализаторов в нерастворимое и неплавкое состояние. При преобразовании в готовое изделие подвергается необратимым химическим реакциям, что делает материал нерастворимым;
эластомеры — основной характеристикой этого вида пластика считаются показатели эластичности и вязкости, а также способность к обратимой деформации — эластомеры сохраняют первоначальную форму при динамических и статических нагрузках даже в условиях высоких температур. К эластомерам относятся каучуки, резина, полиуретан.
Типы пластика
Полиэтилентерефталат (PET, ПЭТ, PETE)
ПЭТ является одним из самых распространённых видов пластика. Чаще всего из него изготавливают одноразовые бутылки для газированных и освежающих напитков. Материал был впервые синтезирован в 1939 и запатентован в 1941 году работниками компании «» — Джоном Уинфилдом и Джеймсом Т. Диксоном. В СССР материал был выведен независимо от английских экспертов в 1949 году и был назван «лавсаном», в честь лаборатории высокомолекулярных соединений Академии наук, где его впервые получили. В 1950—1960-е годы полимер чаще всего использовали для изготовления синтетических волокон. Как правило, в странах Западной Европы и США используют обозначение PET. В настоящее время в России можно встретить обозначение ПЭТФ для обозначения самого полимера, а сокращение ПЭТ — про изделия, сделанные из него.
Благодаря прочности, пластичности и низким затратам на производство, ПЭТ-бутылки опережают другие упаковочные материалы по популярности. ПЭТ сохраняет свои характеристики как при низкой температуре (до −40), так при высокой (до +75), нерастворим в воде и устойчив к кетонам, щелочам и сильным кислотам, однако имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара. Использование ПЭТ-бутылок считается абсолютно безопасным. Во многих странах ПЭТ часто используется для изготовления синтетических волокон, в то время как в России текстильное направление ПЭТ не развито, поэтому более 80 % от производства занимает изготовление бутылок.
Несмотря на то, что американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов подтвердило безопасность многократного использования ПЭТ-бутылок, некоторые исследования подтверждают, что при определённых условиях химические элементы могут выщелачиваться в содержащуюся в бутылке жидкость. Тестирование обнаружило, что из некоторых пластиковых бутылок при многократном использовании в жидкость выделяется сурьма, однако уровень вещества не превышает определяемую для человека норму и не представляет угрозы здоровью. Процесс выделения химических веществ в пластиковых бутылках способен происходить и при длительном нагревании (например, из бутылки, находящейся неделями в машине на солнце).
На разложение ПЭТ-тары на полигонах уходит около 150 лет, однако материал может быть полностью переработан. Из вторичного ПЭТ обычно изготавливают «флексы» (флейки, хлопья), из которых производят новые бутылки, полиэстэр (который, в свою очередь, применяется для производства одежды), щетину для щёток уборочных машин, упаковочные ленты, плёнку, черепицу, плитку на тротуарах. Из гранул (регранулята) изготавливают наполнители спальных мешков и геосетки для дорог.
Полиэтилен высокой плотности низкого давления (HDPE, ПНД, ПЭВП)
Полиэтилен высокой плотности низкого давления — непрозрачный, жёсткий и прочный материал, широко применяемый в промышленности и домашнем хозяйстве. Температура плавления составляет около 135° С, что позволяет ему выдерживать кипящую воду, однако в большинстве случаев ПНД составляет основу жёстких упаковок, таких как бутылки для молока и бытовой химии, поддонов, бочек, ящиков и контейнеров для крупных грузов. Согласно исследованию, полиэтилен низкого давления может быть вторично переработан без потери свойств в течение 9—10 раз. Изделия из ПНД не являются токсичными, однако при нагревании до 250 °С и одновременном контакте с воздухом выделяются диоксид углерода, монооксид углерода (угарный газ) и альдегиды, в том числе и формальдегид. Материал имеет кристалличность до 75—90 %. Из переработанного ПНД производят трубы для безнапорной канализации, одноразовые пакеты, литые изделия, геомембраны, древесно-полимерные композиты.
Поливинилхлорид (PVC, ПВХ) Впервые промышленный синтез поливинилхлорида был осуществлён в водной эмульсии в 1930 году. Товарный ПВХ представляет собой белый порошок без вкуса и запаха. Материал довольно прочный и обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Не растворяется в воде, устойчив к действию кислот, щелочей, спиртов. Поливинилхлорид является одним из наиболее часто используемых термопластичных материалов по причине своей низкой себестоимости, прочности, а также универсальности. Изделия из ПВХ долговечны и не подвергаются воздействию солнца, влаги, химических соединений.