Термопластичное связующее из полимерных отходов

Накопление полимерных отходов и загрязнение экосистем микропластиком стало глобальной проблемой современности. Базовой отраслью для эффективной утилизации полимерных отходов является стройиндустрия. При сборе и сортировке отходов наиболее успешно выбираются полиолефины и полиэтилентерефталат, но при использовании их в строительных композициях в качестве заполнителей не реализуется их связующий потенциал. Имеется производственный опыт переработки отходов полиолефинов в полимербетонные изделия, однако из-за отсутствия нормативной базы и недостаточного научного обоснования подбора композиций и технологий изготовления качество изделий нестабильно. В представленной работе показана возможность получения полимерпесчаных изделий с использованием отходов термопластов в качестве связующих. Полимерпесчаные образцы на основе смеси отходов полиэтилентерефталата и полипропилена в соотношении 95–80 к 5–20 мас.% имеют плотность до 2000 кг/м³, и если сравнивать с цементным бетоном – прочность при сжатии не ниже класса В12,5, на растяжение при изгибе – не ниже класса Вtb6,8 при коэффициенте вариации 30%, а также более высокую ударную прочность. Технология изготовления малоэнергоемкая, изделия приобретают отпускную прочность в течение часа после изготовления. Повышение воспроизводимости показателей свойств полимербетонов на основе отходов термопластов остается важной технологической задачей. Использование отходов термопластов в качестве связующих в строительных композициях – реальный путь решения экологической проблемы пластикового загрязнения, соответствующий концепции устойчивого развития и принципам циркулярной экономики.

Н.Н. ФОМИНА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Г. ХОЗИН², д-р техн. наук (khozin.vadim@yandex)

¹ Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А. (410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77)
² Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Geyer R., Jambeck J., Law K.L. Production, use, and fate of all plastics ever made // Science Advances. 2017. Vol. 3. No. 7. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782.
2. Geyer R. Earth and Plastic. 2020. DOI: https://doi.org/10.11647/obp.0193.24.
3. Ruimin Q., Davey L.J., Zhen L., Qin L., Changrong Y. Behavior of microplastics and plastic film residues in the soil environment: A critical review // Science of The Total Environment. 2020. Vol. 703. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134722.
4. Xu Ch., Zhang B., Gu Ch., Shen Ch., Yin Sh., Aamir M., Li F. Are we underestimating the sources of microplastic pollution in terrestrial environment? // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 400. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123228.
5. Horton A.A., Walton A., Spurgeon D.J., Lahive E., Svendsen C. Microplastics in freshwater and terrestrial environments: Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and future research priorities // Science of The Total Environment. 2017. Vol. 586. pp. 127–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.190.
6. Рынок упаковки. Состояние, тренды и инновации // Полимерные материалы. 2020. № 11. С. 43–50.
7. Международные конференции «ПЭТФ-2020» и «Вторичная переработка полимеров-2020» // Полимерные материалы. 2020. № 5. С. 38–42.
8. Рзаев К.В. Текущее состояние и тренды рынка переработки отходов пластмасс в России // Полимерные материалы. 2020. № 8. С. 4–10.
9. Файтельсон В.А., Табачник Л.Б. Полимербетоны на термопластичном связующем // Строительные материалы. 1994. № 9. С. 21–22.
10. Даваасенгэ С.С., Буренина О.Н. Технология переработки полимерных отходовв строительные материалы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11. № 5 (2). С. 276–278.
11. Анцупов Ю.А., Лукасик В.А. Изготовление отделочных плитокна основе полимерных отходов // Строительные материалы. 2004. № 1. С. 44–45.
12. Kumi-Larbi Jnr Al., Yunana D., Kamsouloum P., Webster M., Wilson D.C., Cheeseman Ch. Recycling waste plastics in developing countries: Use of low-density polyethylene water sachets to form plastic bonded sand blocks // Waste Management. 2018. Vol. 80, pp. 112–118. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.09.003.
13. Dalhat M.A., Al-Abdul Wahhab H.I. Cement-less and asphalt-less concrete bounded by recycled plastic // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 119, pp. 206–214. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.010.
14. Slieptsova I., Savchenko B., Sova N., Slieptsov A. Polymer sand composites based on the mixed and heavily contaminated thermoplastic waste // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 111. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/111/1/012027.
15. Fomina N.N., Ivashchenko Yu.G., Polyanskij M.M., Pavlova I.L. Construction compositions based on integrated binding of thermoplastic waste // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365. Iss. 3. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/3/032018.
16. Fomina N.N., Polyanskij M.M. Components of solid municipal waste in construction compositions // IOP Conference Series: Earth and environmental Science. 2019. Vol. 337. Iss. 1. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/337/1/012022
17. Nisticо R. Polyethylene terephthalate (PET) in the packaging industry // Polymer Testing. 2020. Vol. 90. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106707.
18. Патент РФ 2623754. Смесь для получения композиционных строительных материалов / Иващен-ко Ю.Г., Фомина Н.Н., Полянский М.М. Заявл. 29.03.2016. Опубл. 29.06.2017. Бюл. № 19.