Способ переработки отходов пенополиуретана

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА(71) Заявитель Витебский государственный технологический университет(72) Авторы Буркин Александр Николаевич Матвеев Константин Сергеевич(73) Патентообладатель Витебский государственный технологический университет(57) Способ переработки отходов пенополиуретана, включающий измельчение отходов в крошку и термомеханическую переработку экструдированием на шнековом прессе, отличающийся тем, что перед экструдированием отходы смешивают с волокнистым наполнителем, взятом в количестве 10-20 мас. , экструдат подвергают предварительному формованию и затем вальцеванию.(56) Островский В.С. и др. Кожевенно-обувная промышленность. - 1982. -6. - . 29-30.5331044 , 1994.0420017 3, 1991.04233950 , 1992.5185380 , 1993.2139305 1, 1999. Изобретение относится к обувному производству и касается возможности переработки отходов пенополиуретана, образующихся в результате технологического процесса литья низа обуви из пенополиуретанов. Отходы образуются в виде брака, литников, облоя и массивных наплывов и по своему химическому составу не могут вывозиться на полигон для захоронения. Известны различные способы переработки отходов пенополиуретана, которые осуществляются следующим образом. Производственные отходы, образующиеся в процессе жидкого формования полиуретановых подошв, измельчаются в крошку на ножевом режущем инструменте. Последующей обработкой крошки на вальцах, резиносмесителях,шнек-прессах достигается гомогенизация, уплотнение структуры. Термомеханические воздействия на полиэфируретаны пористой структуры (измельчение, пластикация, вальцевание, гранулирование) приводят к частичному ослаблению цепного строения молекул полимера. Данный процесс называется термомеханической деструкцией, при проведении которой, отходы, в результате термической обработки в специальном шнековом экструдере, проходят процесс перехода эластомера в термопластичное состояние путем частичного разрушения трехмерной структуры с образованием более линейных структур. Одновре 6172 1 менно происходит разрушение пористой структуры, дегазация, пластикация, гомогенизация и уплотнение массы 1. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении технологического процесса переработки отходов пенополиуретана. Указанная задача решается за счет того, что в способе переработки отходов пенополиуретана, включающем измельчение отходов в крошку и термомеханическую переработку экструдированием на шнековом прессе, перед экструдированием отходы смешивают с волокнистым наполнителем, взятым в количестве 10-20 мас. , экструдат подвергают предварительному формованию и затем вальцеванию. Введение в отходы пенополиуретана волокнистого наполнителя позволяет повысить скорость разрушения пористой структуры и гомогенизации смеси за счет изменения вязкости композиции. При этом происходит термомеханическая пластикация и продавливание экструдата через щелевую головку в вязком состоянии, не переходящем в расплав, что снижает вероятность деструкции материала. Поскольку температурный диапазон переработки отходов пенополиуретана невелик и составляет порядка 140-150 С (при больших температурах начинается разложение), то его снижение позволяет значительно увеличить время пребывания в корпусе экструдера,что осуществляется за счет увеличения длины корпуса и шнека. Увеличение же времени экструдирования способствует еще большей гомогенизации композиции и соответственно повышению качества получаемого регенерата. Поскольку вводимые изменения позволяют избежать жидкого течения расплава и его последующей полимеризации на валках, то отпадает необходимость в применении сложной системы охлаждения валков и последующих процессах листования и каландрования смеси. При прокатке гладильными валками вязкой, предварительно сформованной при прохождении через щелевую головку полосы происходит лишь ее уплотнение с нанесением, в случае необходимости, рельефного рисунка, что позволяет достигнуть положительного результата путем осуществления прокатки валками с воздушным охлаждением. В качестве волокнистого наполнителя могут использоваться предварительно разволокненные отходы кожи, картонов, текстиля и др. Принципиальное значение имеет не состав наполнителя, а его наличие в смеси. Объясняется это тем, что при введении волокнистого наполнителя меняется характер течения расплава термопласта в цилиндре экструдера. В данном случае имеет место процесс транспортировки волокнистого наполнителя, пропитанного термопластичным связующим. Сама смесь все время нахождения внутри экструдера находится в вязкотекучем состоянии. Процентное содержание наполнителя в пределах 10-20 определено экспериментальным путем исходя из степени формуемости композиции при прокатке. Наличие в композиции менее 10 наполнителя не оказывает существенного влияния на процесс переработки отходов. При 10 массовых процентах, что составляет порядка 50 объемных процентов, уже начинает меняться характер перерабатываемого материала. При наличии в композиции наполнителя более 20(в объемном соотношении это около 75 ) может встать вопрос о том, что является наполнителем. Кроме того, плотность композиции на выходе из щелевой головки становится такой,что формование гладильными валками уже не производится и для его осуществления необходим разогрев валков, что ведет к усложнению конструкции. Пример реализации способа переработки отходов пенополиуретана. Для проведения испытаний использовался шнековый экструдер с диаметром шнека 75 мм,длиной 1600 мм, мощностью привода 5,5 кВт, четырьмя зонами нагрева, щелевой головкой с размерами отверстия 6220 мм и двумя гладильными валками диаметром 120 мм и шириной 250 мм с воздушным охлаждением. 6172 1 Предварительно измельченные отходы пенополиуретана (размер частиц 555 мм) смешивают с предварительно разволокненными отходами стелечного картона (размер частиц не более 1 мм) с содержанием последнего в смеси 10 мас После загрузки смеси в бункер шнекового экструдера осуществляют экструзию композиции при температуре по зонам 130-135-140-120 С. Результат экструзии - полоса композиционного материала с размерами, соответствующими размерам отверстия щелевой головки, которая после прокатки между гладильными валками приобретает рисунок, соответствующий негативному рисунку, нанесенному на один из валков, и толщину 5 мм при ширине 220 мм. Физико-механические параметры полученного образца плотность - 1,16 г/см 3 предел прочности при разрыве - 5,5 МПа твердость - 75 усл. ед. сопротивление истиранию - 2,5 Дж/мм 3 сопротивление многократному изгибу - 25 тыс. циклов. Таким образом, введение в отходы пенополиуретана волокнистого наполнителя и осуществление предварительного формования композиции перед прокаткой позволяет значительно упростить процесс переработки отходов пенополиуретана, сведя его практически к прямому экструдированию на шнековом экструдере. Источники информации 1. Островский В.С. и др. Кожевенно-обувная промышленность. - 1982. -6. - С. 29-30. Национальный центр интеллектуальной собственности. 3 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.