Что представляют из себя отходы полистирола, их переработка и утилизация

Отходы полистирола и его сополимеров почти не перерабатываются в естественных условиях. Природа не в силах за короткий промежуток времени создать механизм разложения веществ, созданных человеком, поэтому люди, чтобы не загромождать планету мусором, должны сами позаботиться об утилизации отходов производства и ненужных использованных изделий.

Что такое полистирол

Полистирол – это продукт реакции полимеризации стирола. Химическая формула стирола: С₆Н₅СН=СН₂.

Полистирол является твердым, похожим на изделия из стекла, веществом, пропускающим до 90% света. Полистирол не проводит электрический ток и тепло, хорошо растворяется в таких органических растворителях, как кетоны, ароматические углеводороды, альдегиды и эфиры. Плохо растворим в спиртах, не взаимодействует с кислотами и щелочами, пассивен по отношению к воде.

Большую популярность в строительстве завоевал так называемый вспученный полистирол, получаемый при нагревании полистирола с газообразователями. После охлаждения полученный материал представляет собой жесткую конструкцию с ячейками, заполненными воздухом (всего 2% по массе приходится на полимер и 98% – на воздух). Вспученный остывший полистирол получил название пенополистирол (относится к пенопластам – это целый класс вспененных пластмасс).

Пенополистирол – это вещество, обладающее низкой теплопроводностью, отлично режется ножом, легко монтируется, не поддается радиоактивному облучению.

Другие названия полистирола

Исходя из названий мономеров, полистирол можно иначе назвать поливинилбензол, или полифенилэтилен. В мире используются следующие аббревиатуры термина полистирол:

ПС, HIPS (англ.), PS (англ.), GPPS (англ.), polystyrene (англ.).

Почему нельзя просто выкинуть

У Вас дома скопились пластиковые стаканчики, которые использовались однажды, тара от принесенной из магазина бытовой техники, упаковка из-под яиц и т.д.? Куда деть эти отходы? Как куда?! На свалку! В России нет, по крайней мере, в нужном количестве пунктов приема полистирольных и пенополистирольных отходов. Что же произойдет с выброшенным на свалку мусором?

1. Пенополистирол длительное время не подвергается действию кислорода и ультрафиолетовому облучению.
2. Не вступает в химическое взаимодействие с рядом лежащим мусором, так как он растворяется в ацетоне, самом стироле, ароматических и хлорсодержащих углеводородах, которых, по правилам, на свалке бытового мусора быть не должно.
3. Испытания показали, что при температурах от –40⁰С до +40⁰С пенополистирол не начинает разлагаться под циклическим воздействием воды и ультрафиолета соответствующим 80 годам нахождения на свалке (что равноценно естественному действию солнечного света и осадков).

Исходя из вышесказанного, получается, что полистирол и его производные безопасны для природы? Уже сейчас понятно, что отходы полистирола, превратившиеся в крошку и длительное время лежащие на свалке, занимают полезную землю. Кроме того, если случится возгорание, то полимер начнет разлагаться, выделяя в атмосферу букет опасных веществ: угарный и углекислый газы, сажу, бромоводород, синильную кислоту, фосген. Всего три глотка воздуха, насыщенного фосгеном, убивают человека.

Достаточно вспомнить массовое отравление гостей клуба «Хромая лошадь» в Перми в 2009 году продуктами горения полистирола, которым был отделан потолок. При температуре 41⁰С и выше в полистироле медленно, но верно запускается процесс саморазложения с выделением в воздух стирола, толуола, этилбензола, формальдегида, метанола и других небезопасных веществ.

Утилизация и переработка

Отходы ПС образуются при производстве полистирола плюс это вышедшие из употребления изделия. Больше всего отходов полистирола приходится на вспененные полимеры, то есть на пенопласты.  Отходы на основе полистирола можно вторично использовать в следующих направлениях:

1. Утилизация сильно загрязненных отходов промышленности.
2. Утилизация отходов производства ударопрочного полистирола
3. Переработка использованных изделий.
4. Утилизация ПС отходов.
5. Утилизация смешанных отходов.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Утилизация сильно загрязненных отходов промышленности: отходы осматриваются, сортируются, очищаются, измельчаются, моются и сушатся. Затем масса обезвоживается, окончательно измельчается и поступает в экструдер, где она сжимается, плавится и пропитывается газом. Далее расплав охлаждают, сушат и гранулируют.

Утилизация отходов производства ударопрочного полистирола: литье под давлением, экструзия, прессование.

Переработка использованных изделий (относятся к ТБО и имеют код 43414101205). В России есть компании, которые из отходов пенопласта производят полистиролбетон, мебель, игрушки, утеплитель, пеноблоки, листы и новые блоки пенопласта.

Утилизация ПС отходов:

• механическая обработка – это измельчение вторичного полистирола и дальнейшее смешивание с гранулами первичного. Из полученного материала можно отливать скамейки и оградки;
• применение измельченных отходов на основе полистирола для улучшения структуры почвы или бетона;
• рекуперация энергии – это сжигание отходов для получения тепла;
• заполнение углублений местности;
• деполимеризация – это каталитическое получение стирола из полистирола с целью получения полимера.

Утилизация смешанных отходов.

Как выглядит оборудование для переработки пенопласта, а также некоторые этапы самого процесса можно посмотреть в следующем видео

Куда сдать

Защитники природы и просто люди, заинтересованные в порядке и чистоте, скорее всего, задавали себе вопрос: «Можно ли сдать полистирол и пенопласт на переработку? Если можно, то куда?». В США и Европейских государствах организован прием пенопласта на переработку, чего не скажешь про Россию. Производить что-либо из отходов пенопласта невыгодно, так как:

1. Продукция дешевая.
2. Организовать прием отходов у производителей и частных лиц сложно, так как за вторсырье надо платить, но из-за дешевизны конечного продукта оплата будет мизерной.
3. Отходы пенопласта легкие, но громоздкие и поэтому требуют значительных площадей для хранения.
4. Хранить вторичный пенопласт необходимо в сухом помещении.

На заметку! Несмотря на трудности, в России дело сдвигает малый бизнес. Например, производители мебели, игрушек и изделий для рыбалки часто ищут через интернет вторсырье на основе полистирола. Предпринимателей интересует незагрязненная тепло- и звукоизоляция, одноразовая посуда, лотки из-под яиц, поплавки, составляющие спасательных жилетов, упаковки, коробки от бытовой и другой техники, отходы пенопласта от разбора товаров из вагонов, судов и т.д.

Проблема хранения громоздкой продукции решается прессованием и брикетированием измельченного пенопласта и в дальнейшем сдачей производителю компактированного пенопласта.

Утилизация в домашних условиях

Оказывается, зная основы химии, можно утилизировать пенопласт в домашних условиях. Для этого незагрязненные полоски пенопласта следует измельчить, поместить в банку и залить на одну четверть ацетоном или бензолом. В результате реакции и загустения массы получается клей.

Клей из пенопласта можно получить также после опрыскивания его экстрактом лимонной цедры (лимонен). После обработки объем пенопласта уменьшится примерно в 20 раз, масса станет липкой и клейкой.

Из пенопласта можно вырезать массу полезных вещей и украшений для жилья. Также его можно использовать при поделках изделий из отходов своими руками для детей в школу или садик.

Итак, полистирол и его производные используются в хозяйстве человека, но отходы производства и устаревшие изделия из полимера не перерабатываются в природе. Однако отходы можно использовать в качестве вторсырья кустарно и использовать как бизнес-идею в условиях малого предпринимательства.