Технология переработки полимеров — это область науки и техники, изучающая процессы, предлагаемые для получения изделий из пластических масс или улучшения свойств полимеров. В настоящее время уровень мировой экономики и экономики отдельных стран всё в большей мере зависит от уровня развития производства и применения полимерных материалов. Потребность самых различных отраслей промышленного производства в пластических массах, полуфабрикатов и изделиях из них, непрерывно возрастает. Поэтому их производство составляет ежегодно несколько миллионов тонн и продолжает увеличиваться. Увеличение выпуска пластических масс и их внедрение практически во все отрасли народного хозяйства обусловлено высокой экономической эффективностью, высвобождением традиционных материалов, снижением трудоемкости изготовления продукции, ускорением темпов научно-технического прогресса.
Различные виды пластиковых стаканов для кисломолочных продуктов сильно востребованы на рынке упаковки. Большую часть составляет тара из полипропилена (ПП) и полистирола (ПС), а также имеет место быть и поливинилхлорид (ПВХ).
В России в 2010 г. выпуск полипропилена составлял 630 тыс. т., в 2016 г. 1 380 тыс. т., а в 2021 г. выпуск составил уже 1940 тыс. т. Доля в мировом рынке составляет 1,4%. В последние несколько лет, присутствует тенденция к активному росту производственных мощностей, идет активное расширение объемов производства, в качестве примера можно привести реализацию двух проектов – «Сибур-Тобольск» (500 тыс. т) и «Полиом» (210 тыс. т) [2]. Наиболее крупными производителями в России являются группа компаний ТАИФ и Сибур; производимая ими продукция включает в себя огромный ассортимент марок, на основе различных типов полипропилена.
За последние годы рынок ПП в России активизировался: с 2015 до 2018 гг. затем наблюдался небольшой спад и за первое полугодие 2020 года рост вновь начал набирать рост, в России выросло внутреннее производство полипропилена и одновременно увеличился импорт его различных марок. За последние 5 лет объем экспорта ПП из России увеличился почти на 60%, а внутреннее потребление возросло на 20% [3].
Производственные мощности российских компаний практически полностью удовлетворяют внутренний спрос и позволяют экспортировать продукцию.
Рисунок 1. Динамика производства (обозначено синим) и потребления (обозначено красным) ПП в России за период 2010 -2021
Одной из причин стремительного роста потребления ПП является расширение сфер его применения за счет вытеснения других полимеров. В первую очередь это касается полистирола и поливинилхлорида.
Эти два полимера подвержены наибольшим нападкам со стороны экологически неравнодушной части общественности, что соответствующим образом отражается на законодательных инициативах властей, особенно в Европе. Именно законодательства, преследующие эти виды полимеров по двум основным позициям – утилизация отходов и токсичность – заставляют многих производителей готовой пластиковой продукции все чаще обращаться к ПП, как к альтернативному материалу.
Стоит отметить, что за последние десятилетия сохраняется стабильный рост объемов производства полипропилена и растет число промышленных предприятий, специализирующихся на выпуске этого материала. На сегодня полипропилен по объему производства среди термопластов занимает второе место в мире, уступая только полиэтилену.
Объемы потребления ПП в мире растут с каждым годом, динамика производства и потребления полипропилена без учёта экспорта отражены на рис. 1[3].
Основные мощности по производству полипропилена сосредоточены в Северо-Восточной Азии, Западной Европе, Северной Америке. Совокупно на долю этих трех регионов приходится более 75% мирового производства, и потребления указанного полимера [2].
В мире полипропилен производят около 400 компаний, среди которых крупнейшими производителями являются голландская фирма LyondellBasell, китайская Sinopec Group, саудовская SABIC Group.
Актуальность темы исследования обуславливается большим спросом на полипропиленовою упаковку для кисломолочной продукции, а также рост популярности легко перерабатываемых полименрных материалов каким и является ПП.
Полипропилен не токсичен и гораздо легче, чем большинство других пластиков, утилизируется. Законодательство в отношении к данному виду пластика гораздо более мягкое. В первую очередь это относится к главной сфере его применения – упаковке. Так же он является одним из наиболее универсальных и широко используемых полимеров в мире, используемых как в быту, так и в промышленности. Его уникальные свойства и способность адаптироваться к различным технологиям изготовления делают его бесценным материалом для самых разных целей.
Практическая значимость данной работы заключается в высоком спросе на упаковку из ПП, популярность которой увеличивается с каждым годом. На данный полимер приходится примерно 24% мировых объемов выпуска термопластов. Так же стоит отметить экономическое преимущество сырья для ПП упаковки – пропилен, цена которого ниже чем у основного конкурирующего полимера – ПС [3].
Кроме экономических преимуществ у ПП есть ряд других несомненно важных положительных сторон, таких как прочность, лёгкость, износостойкость, гигиеничность и многие другие физико-химические показатели.
Несмотря на современные тенденции экологичного и здорового образа жизни пластик не теряет своей актуальности и популярности, вопрос состоит лишь в том, как усовершенствовать упаковочную тару из пластика так, чтобы она удовлетворяла санитарным нормы и отвечала всем потребностям конечного потребителя [1].
Цель работы заключает в себя подробное описание технологии и организации производства упаковки кисломолочной продукции на основе полипропилена.
Задачи:
– анализ мирового и Российского рынка производства и потребления ПП;
– теоретический анализ свойств ПП;
– синтез ПП на металлорганических катализаторах;
– обоснование выбранного ассортимента для производства тары из ПП;
– изучение технологии переработки ПП методом плоскощелевой экструзии;
– изучение формования изделия методом термоформования;
– разработка технологической схемы производства.
?
