3.7. Тпо из волокнистых материалов и их переработка

ТПО в виде волокнистых материалов могут быть по физико-химическим свойствам гидрофильными (буквально водолюбивыми), т.е. легко поглощающими влагу и гидрофобными (т.е. не водолюбивыми), т.е. слабо поглощающими влагу или вообще не поглощающими ее. К первой группе следует отнести в основном волокнистые отходы на основе клетчатки или ее химических производных (т.е. природных полимерных материалов). Ко второй группе следует отнести волокнистые отходы на основе синтетических полимерных материалов (полиамидов, полиэфиров, полиолефинов, галоидированных полиолефинов, полиакрилонитрила, поликарбонатов, полиуретанов и т.п.). Ко второй группе можно отнести и волокнистые отходы при производстве стеклянного волокна, т.е. на основе неорганических материалов.

Кроме того, по однородности и чистоте волокнистые отходы можно подразделить на три группы (8)

Твердые и загрязненные отходы, получаемые в процессе формования волокна в виде прядильного раствора, фильерной рвани при заправке фильер. К ним относятся сильно загрязненные отходы от вспомогательного оборудования. Количество таких отходов сравнительно невелико, они вторично, как правило, не перерабатываются и отправляются на сжигание. Здесь следует сделать большую оговорку. Во избежание синтеза ДО и ДПВ (См. Главу 2), о которых подробно сообщалось ранее, ни в коем случае нельзя сжигать в обычных условиях волокнистые и пленочные отходы из неизвестных синтетических материалов. Их можно и нужно подвергать высокотемпературному разложению только при температуре [phone]°С в течение 4-7 часов, например в аппарате Пурвокс или в электротермическом реакторе, т.е. в таких условиях когда полностью исключается возможность образования в качестве побочных продуктов супертоксикантов галоидированных ДО и ДПВ (или просто ДО и ДПВ).

К таким же загрязненным волокнистым материалам следует отнести такие отходы, получаемые из хлопка после прядения волокна для получения нетканых материалов, используемых в качестве утепляющего вкладыша для изготовления стеганных одеял, спальных мешков. Кроме того, гидрофильный природный полимер на основе клетчатки следует использовать для получения ваты всех видов, в том числе медицинской стерильной ваты, микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), используемой в качестве дефицитного сорбента в химико-фармацевтическом производстве для удаления из человеческого организма холестерина, шлаков и других вредных веществ, вызывающих сужение и закупорку тонких кровеносных сосудов и в конечном итоге в качестве противоинсультного и противоинфарктного средства. Кроме того, препараты, выводящие радиоактивные изотопы, попавшие в человеческий организм после радиоактивного облучения, выводятся также специальными препаратами целлюлозы, содержащими большое количество карбоксильных групп (-СOOH). В данном конкретном случае карбоксильные группы и играют роль активного сорбента радионуклида, т.е. происходит процесс:

МКЦ широко используется в качестве сорбента шлаков и других вредных веществ, в пищевой, в химико-фармацевтической и других отраслях промышленности. МКЦ получается гидролизом нативной или гидратцеллюлозы 2,5 н раствором HCl при температуре +105°С до предельного значения степени полимеризации (СП) (11). Далее этот продукт подвергается механическому измельчению и в виде белого тонкого порошка используется по назначению в качестве товарного продукта. Процесс получения МКЦ из отходов клетчатки может быть упрощен и выполнен практически без вредных выбросов на доступном недорогом оборудовании. На основе волокнистых отходов клетчатки может быть получена широкая гамма очень ценных и широко применяемых в различных отраслях хозяйственной деятельности человека товарных продуктов от загустителей и клеев, обладающих прекрасными универсальными, несравнимыми ни с одним клеем из синтетических материалов адгезионными свойствами до наполнителей во многих отраслях хозяйства. Подробно доступная технология переработки волокнистых природных материалов в ценные товарные продукты излагается в последующих главах.

Непрессованные волокнистые отходы получаются на участке между устройствами для намотки волокна и укладки ленты (например при производстве сорбирующего жгута из производных целлюлозы (8). Эти отходы направляются в химический цех для приготовления прядильного раствора (в случае ацетатных и триацетатных нитей и жгута) из вторичного сырья в специальном баке растворителе. Такие отходы вискозного и медно-аммиачного волокна после ряда препараций можно использовать для получения всех выше упомянутых ценнейших малотоннажных продуктов.

Повторно используемые отходы собираются в тележках. Содержимое разделяется в случае ацетатных и триацетатных волокон на четыре части при помощи резального устройства (8). Получаемые заготовки загружаются в бак-реактор. На практике перед загрузкой собирается партия таких отходов массой от 700 до 800 кг. Режим загрузки устанавливается таким образом, что на 300 л ацетона добавляется 100 кг волокнистых отходов с тем, чтобы загрузка отходов заканчивалась почти одновременно с подачей ацетона.

В производстве ацетатных и триацетатных нитей и наиболее распространенного ацетатного (условно называемого сигаретного) жгута волокнистые отходы составляют 10-13% от выпускаемой продукции. Примерно 96% (кроме текстурированных нитей) повторно растворяются для получения прядильного раствора.

Волокнистые отходы из синтетических (гидрофобных) материалов (полиамидов, полиэфиров, полиолефинов и т.п.) получаемых способом формования из расплава направляются в качестве вторичного сырья в прядильный цех для добавки к первичному сырью. Скажем прямо вторичное сырье направляется на прядильные места (на прядильные головки) к уже загруженной капроновой крошке и т.п. для плавления и формования синтетического волокна. Волокнистые отходы из полиамида ( капрона, лавсана, нейлона) кроме того могут быть после соответствующей обработки и оформления принимать товарный вид мочалки. Такие мочалки, хотя и сравнительно с вискозными ( или с другими целлюлозными) сравнительно мало гидрофильны, тем не менее они дольше служат, практически не истираются и очень прочны. Следует отметить, что из таких мочалок ( капрон, нейлон, лавсан, полиэтилен ) никогда не выделяются вредные для человека и окружающей природной среды вещества и они безвредны.

Волокнистые отходы образуются при формовании и текстильной переработки (крутки, перемотки, шлихтования, укладки и т.п.) и в процессе заправки прядильной машины. Их подразделяют на два вида - угары, образующиеся при заправке фильер (волокнообразующих устройств) и намотки нити на галеты и галетной рвани, возникающие в период заправки нити от галеты прядильной машины до заправки на прядильные паковки (т.е. приёмники нити).

При текстильной переработке (сковке, крутке, перемотке и сортировке) волокнистые отходы образуются за счет наличия дефектов на волокне: шишек и налетов, остатков на прядильной катушке, механических повреждений нитей (8). По возможности их перематывают на другие паковки, остальные срезают, накапливают в специальной таре и возвращают на повторное растворение. Волокна в виде отходов при текстильной переработке, полученные сухим способом из расплава могут направляться на расплав для добавки к первичному сырью для последующего формования волокна. На ряде предприятий разработаны способы использования безвозвратных отходов. В частности для получения штапельного волокна ( т.е. специальным образом полученного волокна из коротких волоконец - штапелей в отличие от непрерывного филаментного волокна), для получения нетканных материалов, трикотажного полотна и т.п. Некачественные нити, образующиеся при производстве текстурированных нитей типа калон, текрен, таслон, комэлан, окэлан, компален бракуются по двум группам. Первая - нити, которые не отвечают по физико - механическим показателям (8) и формам намотки, техническим условиям; вторая - отходы (концы или "путанки"). Из первой группы получают трикотажное полотно типа интерлочное, жаккардное и набивное для изготовления верхних трикотажных изделий; из второй группы - нетканный материал, используемый как утепляющий материал, вкладыш для изготовления стеганных одеял, спальных мешков и т.п. Для получения трикотажного полотна применяются машины различных типов.

Из второй группы волокнистых отходов высокообъемных ацетатных нитей, а так же из лавсановых нитей получают нетканый материал на чесально-пробивном агрегате АПН-1800, который используется для стегания одеял и спальных мешков.

Кроме того, существуют способы получения пряжи для ручного вязания из некондиционной текстурированной нити. Резаные нити из отходов текстурированных нитей для обивочного материала применяются в смеси с шерстью при получении полушерстяной ваты для утепления одежды, набивки мебели и одеял. При этом следует отметить, что волокнистые отходы из природных полимерных материалов главным из которых является клетчатка и ее производные при длительной эксплуатации и хранении никогда не выделяют вредных для человека и для окружающей природной среды веществ (за счет длительного старения и даже при возгорании) в отличие от полиуретановых или в отличие от волокон на основе галоидированных полиолефинов.

Технология переработки резаной нити из текстурированной нити для обивочного материала (нить обычно состоит из 89% ацетатной текстурированной нити и из 11% капроновой нити) двухстадийная: разрыхление и выпрямление путанных текстурированных нитей; резка выпрямленных нитей. Разрыхление и выпрямление проводится на волчке для рыхления капроновых волокон.

Отходы стекловолокна также используются. Так Полоцкий завод стеклянного волокна применяет отходы стекловолокна для получения кирпичей. Такие отходы вводятся в основную массу для замешивания кирпича. Получаемые изделия (готовые кирпичи) обладают более высокими физико-механическими показателями и на рынке у потребителя пользуются повышенным спросом о чем уже упоминалось.

Таким образом, практически полная переработка ТПО волокнистых материалов создает условия для безотходной технологии данного вида производства.