Взаимодействие меловых добавок со вторично переработанными полимерами

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЛОВЫХ ДОБАВОК СО ВТОРИЧНО ПЕРЕРАБОТАННЫМИ ПОЛИМЕРАМИ

Российский рынок полимерного сырья на протяжении уже многих лет отличается крайней степенью волатильности. Наличие импортной пошлины на полипропилен и большинство разновидностей полиэтилена негативно сказывается на разнообразии предложения, что, в свою очередь, создает благоприятную почву для монополизации данного рынка. Резкое снижение цен на полимеры, наблюдаемое в мае - июне 2017 г. не должно внушать излишнего оптимизма по двум причинам. Во-первых, рынок, в котором на стороне продавца играют, по сути, три - четыре крупных игрока, склонен сбалансироваться явно не в точке ценового дна, но скорее на растущих трендах. Во-вторых, снижение цен на полимеры не является секретом для конечных потребителей полипропиленовых или полиэтиленовых изделий, особенно крупных холдингов и сетевых компаний, которые, в свою очередь, требуют от переработчиков пропорционального снижения цен на готовую продукцию. Производитель товаров всегда и везде находится между молотом цен на сырье и наковальней потребностей клиента, но мало где в мире зазор между молотом и наковальней столь узок, как в нашей стране. Это заставляет нас, переработчиков, экономить буквально на всем, а поскольку сырьевая составляющая является базовой в себестоимости, то именно она в первую очередь подвергается известной ревизии.

Среди различных инструментов экономии выделяются два наиболее мощных: это вторично переработанное сырье и меловые наполнители – добавки. Плюсы и минусы их применения широко известны, мы остановимся на них только конспективно.

Вторичные полимеры имеют такой же удельный вес, что и первичные, что позволяет не терять экономику на увеличении веса изделий и перерасходе сырья в смеси. Однако при этом, поскольку структура вторичного полимера уже как минимум один раз была деструктирована, изделия, полученные с ее применением, зачастую отличаются пониженными механическими характеристиками, ухудшением цвета и появлением нетипичного для изделия запаха. Исключить такие негативные эффекты возможно за счет применения вторичных полимеров, полученных самостоятельно из собственных отходов. Однако любое производство стремится к минимизации отходности, в связи с чем получение «вторички» в объеме 3-7% от общего количества перерабатываемого сырья не позволяет в полной мере воспользоваться теми широкими возможностями по экономии, которые предоставляет нам данный инструмент. Покупка же вторичного материала со стороны чревата рядом рисков, связанных с нестабильностью качества сторонней «вторички» и ее наличия у компании-оператора таких полимеров, Особенно опасна «вторичка» из загрязненных отходов, которая содержит внутри гранул частицы песка, металла и прочих абразивов, способная привести к износу шнековую пару иногда за полгода.

Меловая добавка, в свою очередь, также ухудшает прочностные характеристики, но при условии высокого процента ввода: например, для качественного наполнителя ввод 30-40% в полиэтилен еще не является критичным, а вот 60-70% ввода при однослойной экструзии уже не позволят получить изделие с привлекательным внешним видом и приемлемыми механическими характеристиками. Кроме того, меловая добавка склонна увеличивать удельный вес изделий, что при определенных обстоятельствах ведет к перерасходу сырья. Мел, как и любое неорганическое вещество, способствует износу шнековых пар. Однако, в отличие от применения вторичного материала, срок такого износа, при условии использования качественных меловых добавок, в которых использован именно мел, а не мрамор (часто называемый «кальцит» или «микрокальцит»), прошедший специальную антиабразивную обработку, составляет 4-6 лет, за которые стоимость замены шнековой пары «отбивается» до сотни раз. При этом меловая добавка придает готовому изделию более привлекательный внешний вид, не имеет специфических запахов и, самое главное, стоит, в среднем, в 2,5 раза дешевле первичного и в 1,7 раза дешевле вторичного полимера. Конечно же, речь идет о меловых добавках на основе первичных полимеров, например – широко известный на рынке A-Len и некоторые другие продукты импортного производства. Мы не рассматриваем здесь добавки на основе вторичных полимеров, которые в достаточных объемах выпускаются на территории России, т.к., будучи смесью неизвестного происхождения вторички и мела, а то и мрамора, они не имеют никаких преимуществ в технологичности перед обычной вторичкой, даже купленной со стороны.

Как мы видим, и меловая добавка, и вторичка, даже высшего качества, имеют, примененные по отдельности, свои преимущества и недостатки. Что, впрочем, присуще любому инструменту в нашей работе: молотком можно прекрасно забивать гвозди, но если не соблюдать ряд простых правил, то можно серьезно травмировать себя или испортить то, во что Вы забиваете крепеж.

Умелый и рачительный пользователь стремится правильно использовать оба описанных нами инструмента с тем, чтобы добиться максимального экономического эффекта при переработке полимеров. И трудности совмещения вторичного полимера и добавок вызывают закономерные опасения пользователей. Давайте не пугаться раньше времени и рассматривать более конкретно, за счет чего можно добиться оптимального совмещения данных материалов.

В первую очередь, меловая добавка должна иметь в качестве основы первичный линейный полиэтилен. Это дает высокую предсказуемость действия меловой добавки: «вторичка» отличается аксиоматически меньшей стабильностью, чем первичка, поэтому даже простая логика подсказывает нам, что чем стабильнее будет хотя бы один из компонентов будущей смеси, тем лучше будет результат.

Кроме того, добавка должна быть наполнена мелом, который прошел обработку стеариновой кислотой. Она создает на поверхности частиц мела покрытие из стеарата кальция. Помимо того, что такое покрытие предохраняет Ваши шнековые пары от чрезмерного и преждевременного износа, свойства стеарата кальция позволяют ему создавать прочные химические связи с молекулярными цепочками полимера. Что особенно положительно сказывается на улучшении свойств вторично переработанного полимера, полимерные цепочки которого в силу уже произошедшей ранее деструкции сильно укоротились. А от длины цепочек и степени встраивания в матрицу частиц мела как раз и зависит прочность Вашего изделия.

С другой стороны, важнейшее значение для перемешивания вторички и меловой добавки имеют характеристики оборудования: дизайн шнековых пар и конструкция загрузочных устройств.

Начнем с загрузки. Предварительное смешивание в миксерах простой конструкции, конечно, поможет Вам гораздо лучше ручного труда работников. Но качество перемешивания при простом механическом способе уже не обеспечивает того уровня требований к готовым изделиям, которые сегодня предъявляет рынок. Элементарная установка дозирующих систем, хотя бы волюметрических (объемного дозирования), уже позволит вывести перемешивание компонентов Вашей смеси на новый уровень. И если раньше стоимость достижения такого результата была очень высока за счет дороговизны системы дозирования, то с выводом на рынок серии одно- и многокомпонентных шнековых дозаторов Aleko Pro-Dose, производимых в России компанией «Алеко Машинери», есть возможность получить такой юнит по цене от 150 000 руб. с НДС за комплект. Причем можно практически полностью исключить человеческий фактор при смешивании компонентов за счет того, что система запоминает до 50 вариантов рецептуры.

После дозирования смесь поступает в шнековую камеру, и тут решающее значение приобретает дизайн шнека. Большинство экструдеров азиатского производства имеют шнеки, которые не приспособлены к вводу большого объема меловой добавки или вторичного полимера: соотношение диаметра к длине шнека у бюджетных моделей, как правило, менее 1/28, зоны смешивания не имеют барьерных элементов, шнек в целом не создает нужной компрессии для хорошей гомогенизации высоконаполненных смесей. Например, трехслойный экструдер АВА-типа (два шнека доставляют расплав в трехслойную выдувную голову) популярной тайваньской марки сталкивается с проблемами уже при вводе 20% меловой добавки или 30% «вторички», не говоря уже о совместном вводе данных компонентов.

Для лучшего смешивания таких компонентов, как меловая добавка и вторичка, существует специально разработанный дизайн шнеков с несколькими зонами перемешивания, разновысотными барьерными витками и возможностью перетекания расплава в сторону, противоположную голове, что создает беспрецедентно высокий уровень перемешивания. Шнеки такого рода практически не встречаются на азиатском оборудовании. В соответствующем ценовом сегменте этот дизайн шнеков встречается в экструдерах «Алеко», европейские альтернативы обойдутся на порядок дороже.

В качестве примера применения комплекса инструментов «добавка – оборудование» и «вторичка – оборудование» можно привести успешно работающее в Московской области производство полиэтиленовых пакетов типа «майка», оснащенном трехслойными АВА-экструдерами «Алеко» со смесевым дизайном шнеков. При условии использования меловых добавок A-Len V2PE-282 и A-Len V3PE-282 (цены на которые, отметим, являются одними из самых привлекательных на рынке: от 35 руб./кг с НДС 18% со склада продавца) и качественного вторичного сырья достигнут состав среднего слоя (при соотношении толщин слоев 1:4:1 это почти 70% от общей толщины пленки) либо: 50% меловой добавки, 20% вторичного и 30% первичного сырья (а это может быть не только дорогие «Ставролен» и «Казпэлен», но и дешевые «Снолен» и «Узкоргаз»); либо до 100% вторичного сырья. Внешние слои – примерно по 15% от общей толщины пленки – содержат не более 3% красителя, а также 5-15% меловой добавки и первичное сырье.

Таким образом, меловая добавка и вторично переработанные полимеры ни в коем случае не исключают применение друг друга в целях оптимизации себестоимости готового изделия. Оба указанных фактора являются мощными инструментами экономии при производстве полимерной продукции, а значит – служат для увеличения прибыли предприятия и снижения уровня затрат. Повышение эффективности использования данных инструментов оптимизации себестоимости становится все более технологичным процессом, снимающим нагрузку с технологов и рабочего персонала предприятия за счет применения эффективных дозирующих систем и современного дизайна рабочих элементов оборудования. Дальнейшая интенсификация применения таких инструментов снижения затрат, как меловая добавка и вторичное сырье, крайне затруднительна вне комплексного решения с тем оборудованием, в котором данные материалы будут использоваться.

Примером такого решения служат меловые добавки A-Len в комплексе с экструзионным оборудованием от группы компаний «Алеко». Положительные примеры использования именно такого сочетания уже весьма часто можно видеть на территории России, стран СНГ, а теперь и государств ЕС, куда теперь также поставляются и меловые добавки A-Len, и экструзионные системы «Алеко». Разумеется, решение может и не иметь столь высокую степень комплексности: так, меловые добавки A-Len могут перерабатываться на абсолютно любом оборудовании, а экструдеры «Алеко», в свою очередь, превосходно «едят» все марки меловых добавок и большую часть «вторички», которые присутствуют на рынке. 

Мы всего лишь знакомим читателя с тем, какие сочетания материалов и оборудования доказали свою наибольшую эффективность в деле экономии и привели к доказательно лучшим финансовым результатам, к чему мы все, в конечном счете, и стремимся. Окончательный выбор остается за пользователем, который все чаще обращается именно к комплексным решениям, подобным описанным в нашей статье.

Коваленко А.Н.