РЕЦИКЛИРАНЕ НА НАЙЛОН

Найлон е общото наименование на клас синтетични полимери, наречени полиамиди. По същество найлонът е вид пластмаса – капролактам, извлечена от суров нефт.  Капролактамът се подлага на кондензационна полимеризация и в края на технологичния процес се получават силни и еластични влакна.

Кратка история на найлона

Найлонът е първото влакно, разработено изцяло в лаборатория и неговото изобретение е зората на ерата на синтеза. Първоначално въведен в света от DuPont в края на 30-те години на миналия век, найлонът се втурва в текстилния пазар като идеален материал за дамски чорапи. Става широко достъпен по времето на Втората световна война.

Първо, благодарение на своята здравина и дълготрайност найлонът се използва широко за военни продукти, включително парашути, палатки, въжета и гуми. На второ място, найлонът заменя всичко, което някога е било направено от коприна.

След края на войната и милиони жени са се редели в универсалните магазини, за да купуват чорапи, направени от “чудотворния материал”. Скоро след това пазара на синтетични влакна се измества към цивилни продукти като производство на килими, обзавеждане за дома и автомобилни тапицерии. До 50-те години на миналия век найлонът съставлява над 20% от влакната, произведени за текстилни фабрики в САЩ, което отбелязва началото на трайната ни афера с нефтохимическия текстил.

Ударът на найлона върху планетата

Различните видове найлон имат различни свойства, но общите са силата, издръжливостта и способността да се формоват. Негативите са, че нито един тип найлон не е биоразградим. Необходими са 30-40 години, за да се разпадне депонираният отпадък. При изгарянето им в инсинератор се образуват токсични димни газове и пепел, обикновено съдържащи циановодород.

Понастоящем производството на найлон заема приблизително 12% от пазара на синтетични влакна. Макар че това е малък процент, имайки предвид доминирането на синтетични влакна в съвременната индустрия и произведените вече количества, които нарастват с 8 милиона паунда /около 3600 тона/ годишно, се получава внушителна сума. И какво да правим с него?

Производството на найлон има няколко други директни въздействия върху околната среда:

• Парникови газове: при производството на найлон се отделя азотен оксид, парников газ, който е 300 пъти по-мощен от въглеродния диоксид;
• Вода: производството на найлон е много жаден процес; големи количества вода се използват за охлаждане на влакната, което може да бъде източник на замърсяване на околната среда;
• Енергия: производството на найлон е много енергоемък процес, който допринася за влошаване на околната среда и глобално затопляне.

Необходимо ли е рециклирането?

Найлонът е материал използван ежедневно в нашия живот – опаковки, дрехи, килими, четки за зъби. Материалът се използва и за специфични индустриални цели – в автомобилната индустрия, прахови покрития на металите, производство на риболовни и др. мрежи.

Синтетичното влакно не се разпада лесно и съставлява около 10% от отпадъците в океана. Според Световното дружество за защита на животните всяка година над 600 000 тона риболовно оборудване се изхвърля в морето, като в това количество се включват и найлоновите риболовни мрежи.

Най-доброто, което може да се направи със създадения токсичен излишък е рециклирането. Hyosung, корейска компания, разработи метод за рециклиране на изхвърлени найлонови изделия в текстилно влакно, наречено Regen, като рециклираният материал по никакъв начин не отстъпва от първичния и може да се използва за редица приложения.

Въпреки че методът за преработка не е изцяло екологично ефективен или устойчив, рециклирането на найлон предотвратява попадането на нефтохимически отпадъци в депата или изгарянето в инсинератори, освобождавайки токсични емисии в атмосферата. Той също така намалява с 27% потреблението на природни ресурси, намалява емисиите на парникови газове с 28% и може да се преработва отново и отново.

Методи и технологични процеси за рециклиране

Методите за преработка на полиамидни отпадъци могат да бъдат отнесени към две основни групи: механични, несвързани с химични трансформации и физико-химични. Механичните методи включват смилане и различни техники и методи, използвани в текстилната промишленост за производство на продукти с влакнеста структура.

На механична преработка могат да бъдат подложени технологичните отпадъци – изрезки, отливки, нестандартна продукти, частично изтеглени и неизтеглени влакна.

Раздробяването е не само операция, която съпътства повечето технологични процеси, но и независим метод за рециклиране. Характерно е, че по време на смилането физикохимичните свойства на изходната суровина остават почти непроменени. За получаване на прахообразни продукти се използват процеси на криогенно смилане.

От механичните методи за рециклиране най-перспективни и широко разпространени са производството на нетъкани материали, подови покрития и щапелни тъкани.

Физикохимичните методи за преработка на отпадъци от полиамид могат да бъдат класифицирани както следва:

• деполимеризация на отпадъци с цел получаване на мономери, подходящи за производство на влакна и олигомери, и тяхното последващо използване в производството на лепила, лакове и други продукти. Деполимеризацията се използва широко в промишлеността за производство на висококачествени мономери от незамърсени технологични отпадъци. Деполимеризацията се извършва в присъствието на катализатори, които могат да бъдат неутрални, основни или кисели съединения.
• повторно топене на отпадъците за получаване на гранулат, агломерат и продукти чрез екструзия и шприцоване. Методът за повторно топене се извършва основно във вертикални апарати с продължителност 2-3 часа и в екструзионни инсталации. При продължително излагане на топлина, специфичният вискозитет на разтвора на полиамид в сярна киселина намалява с 0,4 ÷ 0,7%, а съдържанието на нискомолекулни съединения се увеличава от 1,5 до 5-6%. Топенето в среда на прегрята пара, овлажняване и топене във вакуум подобряват свойствата на регенерирания полимер, но не решават проблема с получаването на високомолекулни продукти. В процеса на екструзионна обработка полиамидът се окислява значително по-малко, отколкото при продължително топене, което допринася за поддържането на високи физични и механични свойства на материала. Увеличаването на съдържанието на влага в суровината (за да се намали степента на окисляване) води до известно разрушаване на полиамида.
• повторно утаяване от разтвори за получаване на прахове за покрития. Получаването на прахове от полиамидни отпадъци чрез повторно утаяване от разтвори е метод за пречистване на полимери и получаването им във вид, подходящ за по-нататъшна обработка. Праховете се влагат като компонент в домакински препарати, козметиката и др.
• получаване на композитни материали. Широко разпространен метод за регулиране на механичните свойства на полиамида е използването на пълнители от влакнести материали (фибростъкло, азбестови влакна и др.).
• химическа модификация за производство на материали с нови свойства. Перспективно направление за подобряване на физикомеханичните и експлоатационните свойства на изделията от вторичен полиамид е физическото модифициране чрез обемно-повърхностна обработка. Обемно-повърхностната обработка с пълнител каолин и пластифициране с омекотители, води до увеличение на ударната жилавост с 18 % и якостта при огъване с 42,5%, което може да се обясни с формирането на по-съвършена структура на материала и отстраняване на остатъчните напрежения.

Технологичните процеси при преработка на излезли от употреба изделия се различават от преработката на технологични отпадъци с наличието на етап на предварителна подготовка –  раздробяване на суровината, измиване, промиване, екстракция и изсушаване. Следва смилане и подаване към екструдера за гранулиране.

Полиамидни суровини, съдържащи не-полиамидни материали, се обработват в реактор при стайна температура с воден разтвор на солна киселина, филтруват се за отстраняване на не-полиамидни включвания. Прахообразният полиамид се утаява с воден разтвор на метанол. Утаеният продукт се раздробява и полученият прах се диспергира.

Проблемът с рециклирането на найлон

Преди всичко рециклирането на найлон често е сложен и скъп процес. За разлика от други рециклируеми материали като стъкло и метал, найлонът не се стопява при високи температури (Ттопене 190–350 °C). По-ниската температура на топене, означава, че някои микроби или бактерии и други замърсители могат да останат в веществото след претопяването му. Ето защо, цялостното почистване на материала преди топенето му е съществено важно, но удължава процеса, прави го по-непривлекателен и скъп.

В същото време производството на нови пластмаси и полимери е сравнително евтино, което означава, че често е финансово по-привлекателно за компаниите просто да изхвърлят стари отпадъци и да купуват нови материали, отколкото да ги рециклират.

Поради тези причини рециклирането на найлон не е обичайна практика, както рециклирането на някои други отпадъчни материали като метали, пластмаси и стъкло.

Какво трябва да се направи

Въпреки непривлекателния си характер, рециклирането трябва да стане норма, а не изключение, ако искаме да увеличим максимално ресурсите на нашата планета и да сведем до минимум нашия въглероден отпечатък. Бизнес моделът на всяка компания трябва да бъде – повторно използване на материалите, доколкото е възможно; извличане на максимума от всеки един продукт преди рециклиране и рециклиране.

Пътеводни светлини в найлоновата промишленост

Докато рециклирането като стандарт е все още в начален стадий, няколко компании с напредничаво мислене, вече работят природосъобразно. Някои от най-екологичните компании по отношение на найлона:

• Bureo, базирано в Калифорния –  произвежда скейтбордове и слънчеви очила от рециклирани риболовни мрежи;
• Aquafil, италиански производител на килими, който рециклира найлона, използван в килимите им, за да създаде нов материал, наречен Econyl;

• Speedo, които използват Econyl в над 50 продукта;

• Outerknown, фирма за горни облекла от Лос Анджелис, използва Econyl в производството си;
• Patagonia, друга фирма за връхни облекла, която използва рециклиран найлон в над 50 продукта, включително 100 % химически рециклиран найлон в техните Torrentshell якета.

    

Разбира се, найлонът е само едно вещество и един аспект на една огромна индустрия. Но, ако всички приемем подход, подобен на тези компании, отпадъците могат да бъдат намалени драстично. Това е бъдещето на производството.

Трябва да започнем да преоценяваме отпадъците като ценна суровина. Найлонът е само един материал в нашия живот. Представете си, ако го направим с всички материали, които използваме.

Но, има добри новини

Да не забравяме, че найлонът е пластмаса! Е, пластмасата може да бъде рециклирана, нали? Има няколко фабрични марки и акредитации, които могат да помогнат на потребителите да намерят по-устойчиви найлонови продукти. В края на краищата, само защото искаме да спасим планетата, не означава, че искаме чорапите ни да са безформени!

Econyl разработи екологичен найлон, изработен от рециклирана пластмаса, в затворена система, която драстично намалява отпадъците и емисиите. Той е приет от марки като Stella McCartney, Finisterre, Outerknown и allSisters. Найлонът със сигурност не е чудесен за околната среда, но има много марки, които работят упорито, за да направят обрат!