Сучасні методи утилізації відходів деревини та полімерів

Размещено на http://allbest.ru

Луцький національний технічний університет

Сучасні методи утилізації відходів деревини та полімерів

Захаров Т., здобувач групи ЕОС-21,

Картавий А.Г., ст. викладач кафедри екології та агрономії

Анотація

Сучасні методи утилізації відходів деревини і полімерів

Захаров Т., Картавий А.Г.

В даній статті ми пропонуємо використовувати відходи деревини на виробництво будівельних матеріалів на основі деревинно-полімерного композиту. Такій підхід дозволяє використати в якості вторинної сировини не тільки відходи деревини, але і відходи полімерів, наприклад поліетилену від використаних ПЕТ - пляшок, що є дуже актуальним в наш час. Деревинно-полімерний композит - це сучасний матеріал, який має всі кращі природні властивості дерева. Деревинно-полімерні композити виготовляються з суміші полімерних гранул, деревинного борошна та деяких добавок, наприклад - барвників.

Abstract

Modern methods of wood and polymer waste disposal

Zakharov Т., Kartaviy A.

In this article we propose to use wood waste for the production of building materials based on wood - polymer composite. This approach allows to use as secondary raw materials not only wood waste, but also polymer waste, such as polyethylene from used PET bottles, which is very relevant today. Wood-polymer composite is a modem material that has all the best natural properties of wood. Wood-polymer composites are made from a mixture of polymer granules, wood flour and some additives, such as dyes.

Вступ

Актуальність проблеми. Як відомо, однією з глобальних проблем людства в XXI сторіччі є проблема утворення і накопичення відходів. В той же час відомо, що відходи є досить цінною сировиною, із якої можна отримувати необхідну народному господарству продукцію. Наприклад, в деревопереробній промисловості за даними фахівців відходи складають у середньому 50-60%. Тому стає доцільним щоб на деревообробних підприємствах були цехи по переробці відходів або передбачено домовленості з іншими підприємствами, які могли б забирати ці відходи й переробляти. Виробництво будівельних матеріалів - один із найраціональніших напрямків використання неділової деревини, відходів лісопильно-деревообробних підприємств. Розвиток виробництва будівельних матеріалів сприяє комплексному використанню деревини і збереженню лісів - найцінніших природних ресурсів нашої країни.

Мета роботи: Метою роботи є розгляд європейського досвіду поводження з промисловими та побутовими відходами, а само з відходами полімерних матеріалів та відходами деревини. В роботі розглядається можливість утилізації цих відходів шляхом виробництва сучасних будівельних матеріалів - деревинно-полімерних композитів.

Виклад основного матеріалу

Перші пропозиції з використання стружки і тирси для виробництва пресованих композиційних виробів з'явилися ще в кінці 19-го століття. Процес переходу до широкого промислового використання м'яких відходів деревини в різних країнах почався в різні періоди і відбувався різними темпами.

Ті країни, які відчувають дефіцит у лісі і в яких внутрішні джерела отримання тирси і верстатної стружки вичерпані, наприклад Німеччина і Швеція, стали ввозити їх з сусідніх країн [1].

Творець ДПК - італійський концерн «ІСМА San Giorgio», що в 1970-х роках одержав патент на новий будівельний матеріал. До цього винаходу компанія спеціалізувалася на традиційній деревообробці, а також виготовленні різноманітних полімерів і пластикових виробів. Проблема утилізації відходів двох цих виробництв і знайшла своє рішення в принципово новому матеріалі.

Європейський ринок деревинно-полімерних композитів (ДПК) молодий: наприклад, у 2002 році в Німеччині було лише чотири підприємства з виробництва цих матеріалів. Зате вже у 2007 року їх стало понад два десятки. В Європі за рік виробляють тільки 40-50 тис. тонн, тоді як у Північній Америці обсяг виробництва деревинно-полімерних композитів сягнув 700 тис. тонн. На початку нинішнього десятиріччя очікується значне зростання ринку, за деякими оцінками, - втричі.

Розширення виробництва ДПК у СІЛА стало можливим завдяки успішному виходу на ринок нового матеріалу для будівництва дощатих терас, якими американці, зазвичай, оточують свої будинки. У 90-х роках дошки для них стали виготовляти із суміші деревинних часток і термопластичних полімерів - з цього й почався „деревинно-полімерний бум”. В даний час фірми «Sorbilite», «Strandex», «Timber Tech» (СІЛА), «Polima» (Швеція), «Bizon» і «Stora» (Німеччина), «Fasalex» (Австрія) займаються розробкою власних технологій і виробництвом різноманітних деревних композиційних матеріалів і виробів на основі деревних відходів і сполучних, в якості яких використовуються відходи полімерів - поліетилену, поліхлорвінілу і т.п. деревина полімер композит декинг

Дерево, мабуть, найбільш затребуваний будівельний і оздоблювальний матеріал. Деревина універсальна в обробці, має високі теплоізоляційні і естетичні якості, незамінна при створенні незвичайних архітектурних споруд, вишуканих меблів, під час декорування інтер'єру і оформленні присадибних ділянок. Єдиний недолік дерева - чутливість до несприятливих зовнішніх чинників і здатність до гниття.

Прагнучи зберегти всі достоїнства деревини і звести нанівець всі її недоліки, виробники створили інноваційний будівельний матеріал - деревинно-полімерний композит.

Деревинно-полімерний композит (ДПК) - композиційний матеріал, у якому полімер і деревинний заповнювач, модифікований, зазвичай, хімічними добавками. Інші назви деревинно - полімерних композитів: "рідке дерево", деревинно-пластиковий композит, древопласт, полівуд, древотермопласт тощо. Особливість деревинно-полімерних композитів у тому, що готові вироби виходять з відходів виробництва та споживання: тирси, стружок, деревного борошна, сільськогосподарських відходів та різних видів відходів споживання.

Деревинно-полімерний композит - сучасний матеріал, який має всі кращі природні властивості дерева [2]. Склад ДПК: деревинне борошно (чи дрібна тріска, тирса) з фракцією 0,5-2мм, полімер і деякі хімічні домішки. В якості полімеру використовують ПВХ, поліетилен чи поліпропілен. Під час нагріву суміші в спеціальному екструдері полімери плавляться, змішуються з деревинним борошном і, завдяки перемішуванню, утворюють однорідну масу. Ця маса при застиганні утворює виріб з ДПК. Виробництво деревинно-полімерних композитів - одне з найбільш перспективних у сфері раціонального використання відходів лісозаготівельних робіт, меблевого і деревообробного виробництв, використання низькосортної деревини, рослинних целюлозовмісних відходів та вторинних пластмас на переробку в високоякісні профільні деталі для широкого спектра застосувань.

Матеріали ДПК мають унікальний набір властивостей:

• легко піддаються механічної обробці;

• сировиною служать відходи виробництв, як деревообробного так і відходи поліетилену, полівінілхлориду та інших полімерів;

• можливість експлуатації виробів на свіжому повітрі за будь-які погодні умови; - матеріал не розтріскується на морозі і не піддається впливу вологи;

• екологічно чиста основа, відсутність токсичних виділень;

• можливість виробництва різноманітних складних конфігурацій профілю;

• економія по вазі під час виробництва пологого профілю (з порожнинами);

• забарвлення усього об'єму.

Багато рецептур ДПК мають виняткову стійкість до атмосферного й біологічного впливу: ультрафіолетового випромінювання, вологи, води, мінеральних розчинів, стійкі до атак мікроорганізмів і комах. Деякі фірми - виробники ДПК надають гарантії на 40 - 50 років експлуатації готових виробів надворі, без спеціального захисту.

Усі матеріали з деревинно-полімерних композитів можуть піддаватися обробці як дерево: обробка рубанком, кріплення цвяхами і болтами, розпил, шліфування, фарбування. їх легко пиляти, стругати, свердлити тощо. Добре утримують цвяхи, скоби, шурупи, добре піддаються склеюванню звичайними клеями для дерева. Деякі композити можна зварювати, подібно пластмасі. Можливо гнуття в підігрітому вигляді.

Профілі з ДПК можуть ефективно комбінуватися з металевими чи склопластиковими профілями (смугами, трубами, кутниками, таврами тощо) для створення дуже міцних та жорстких конструкцій. Самим популярним у світі виробом із ДПК можна сміло назвати декинг, або терасову дошку [4]. Вона служить для створення покриттів на підлогу, як для внутрішніх приміщень, у тому числі й з підвищеною вологістю (наприклад, сауни або ванні кімнати), так і для зовнішніх споруджень, таких як тераси, балкони, експлуатовані покрівлі й навіть пірси, пристані й, як ми вже згадували, палуби кораблів. Декинг у формі традиційної терасової дошки - це профільні вироби з різними конфігураціями перетину. Залежно від передбачуваного навантаження на майбутнє покриття, виробники декинга пропонують пустотілий або суцільний профіль.

Терасова дошка композит має всі властивості натуральної деревини і практичність композиту. Вона екологічно чиста, не містить формальдегідів та свинцевих стабілізаторів. При цьому матеріал має високу міцність (механічне навантаження до 550кг), він вологостійкий і вогнестійкий. Найбільш дорогі моделі здатні витримувати перепади температур від -60 до +80 С.

Терасова дошка не розсихається і не розколюється, проста в догляді і не потребує додаткового захисту (промаслення, фарбування і т.д.). Довжина дощок може бути 2-6 м, ширина-137- 300мм, товщина 22-35мм. За індивідуальними замовленнями можливе виробництво дощок нестандартних розмірів. Вартість терасової дошки варіюється в залежності від використовуваної деревини. Наприклад, матеріал, що складається з деревної муки (тирси) і поліетилену відноситься до нижчої цінової категорії, термін його служби складає від 20 до 35 років [4].

Висновок

Виробництво терасової дошки з ДПК - один із найраціональніших напрямків використання неділової деревини, відходів лісопильно-деревообробних підприємств. Розвиток виробництва деревинно-полімерних композитів з відходів деревини і відходів полімерних матеріалів сприяє не тільки комплексному використанню деревини, але й вторинному використанню відходів полімерів, що на сьогодні дуже важливо.

Перелік джерел посилання

1. Апостолюк С. О., Джигирей В. С, Апостолюк А. С. Промислова екологія: Навчальний посібник. - К.: Знання, 2005. - 474с.

2. Бехта П. Технологія деревних композиційних матеріалів. -- К: Основа, 2003.-- 336с.

3. Щербаков А. С., Гамова И. А., Мельникова Л. В. Технология древесных композиционных материалов. --М.: Экология, 1992. -- 189 с.

4. Шмиг Р.А. Деревні матеріали // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. -- Львів, 2010. -- С. 78-79. -- ІБВІУ 978-966- 7407-83-4.

Размещено на Allbest.ru