Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов
Получены характеристики изменений объемов компонентов для проектирования технологии рециклинга отходов пенополистирола путем растворения их в живичном скипидаре и по- следующего использования, в частности, в литейном производстве, которые показывают весьма замечательные возможности его компактирован...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Процессы литья |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114097 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов / О.И. Шинский, А.А. Стрюченко, В.С. Дорошенко // Процессы литья. — 2009. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-114097 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шинский, О.И. Стрюченко, А.А. Дорошенко, В.С. 2017-02-28T20:22:39Z 2017-02-28T20:22:39Z 2009 Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов / О.И. Шинский, А.А. Стрюченко, В.С. Дорошенко // Процессы литья. — 2009. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114097 621.743.422 Получены характеристики изменений объемов компонентов для проектирования технологии рециклинга отходов пенополистирола путем растворения их в живичном скипидаре и по- следующего использования, в частности, в литейном производстве, которые показывают весьма замечательные возможности его компактирования. В 1 единице (46•10⁻³м³) объема 40 %-ного раствора помещается 19,14 объемных единиц (880,5•10⁻³м³) отходов пенополи- стирола, а по отношению к исходным (30•⁻³м³) растворителя этот объем отходов больше в 29,35 раз. Отримані характеристики змін об’ємів компонентів для проектування технології рециклінга відходів пінополістиролу шляхом розчинення їх в живичному скипидарі і подальшого використання, зокрема, в ливарному виробництві, які показують вельми чудові можливості його компактування. Так, у 1 одиниці (46•10⁻³м³)) об’єму 40 %-ного розчину міститься 19,14 об’ємних одиниць (880,5•10⁻³м³)) відходів пінополістиролу, а по відношенню до початкових (30•10⁻³м³)) розчинника цей об’єм відходів більше в 29,35 разів. Descriptions of changes of volumes of components are got for planning of technology of recycling wastes of expanded polystyrene (EPS) by dissolution it in soft resin turpentine and the subsequent use, in particular, in a casting production, which show very remarkable possibilities of his compaction. In a 1 unit (46•10⁻³м³)) of volume 40 % solution 19,14 by volume units (880,5•10⁻³м³) of wastes of expanded polystyrene (EPS) are placed, and in relation to initial (30•10⁻³м³) solvent this volume of wastes anymore in 29,35 times. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Процессы литья Проблемы технологии формы Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| spellingShingle |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов Шинский, О.И. Стрюченко, А.А. Дорошенко, В.С. Проблемы технологии формы |
| title_short |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| title_full |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| title_fullStr |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| title_full_unstemmed |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| title_sort |
получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов |
| author |
Шинский, О.И. Стрюченко, А.А. Дорошенко, В.С. |
| author_facet |
Шинский, О.И. Стрюченко, А.А. Дорошенко, В.С. |
| topic |
Проблемы технологии формы |
| topic_facet |
Проблемы технологии формы |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Процессы литья |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| description |
Получены характеристики изменений объемов компонентов для проектирования технологии рециклинга отходов пенополистирола путем растворения их в живичном скипидаре и по- следующего использования, в частности, в литейном производстве, которые показывают весьма замечательные возможности его компактирования. В 1 единице (46•10⁻³м³) объема 40 %-ного раствора помещается 19,14 объемных единиц (880,5•10⁻³м³) отходов пенополи- стирола, а по отношению к исходным (30•⁻³м³) растворителя этот объем отходов больше в 29,35 раз.
Отримані характеристики змін об’ємів компонентів для проектування технології рециклінга відходів пінополістиролу шляхом розчинення їх в живичному скипидарі і подальшого використання, зокрема, в ливарному виробництві, які показують вельми чудові можливості його компактування. Так, у 1 одиниці (46•10⁻³м³)) об’єму 40 %-ного розчину міститься 19,14 об’ємних одиниць (880,5•10⁻³м³)) відходів пінополістиролу, а по відношенню до початкових (30•10⁻³м³)) розчинника цей об’єм відходів більше в 29,35 разів.
Descriptions of changes of volumes of components are got for planning of technology of recycling wastes of expanded polystyrene (EPS) by dissolution it in soft resin turpentine and the subsequent use, in particular, in a casting production, which show very remarkable possibilities of his compaction. In a 1 unit (46•10⁻³м³)) of volume 40 % solution 19,14 by volume units (880,5•10⁻³м³) of wastes of expanded polystyrene (EPS) are placed, and in relation to initial (30•10⁻³м³) solvent this volume of wastes anymore in 29,35 times.
|
| issn |
0235-5884 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114097 |
| citation_txt |
Получение связующих из отходов пенополистирола для литейных форм и стержней и изучение ряда характеристик этих процессов / О.И. Шинский, А.А. Стрюченко, В.С. Дорошенко // Процессы литья. — 2009. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT šinskiioi polučeniesvâzuûŝihizothodovpenopolistiroladlâliteinyhformisteržneiiizučenierâdaharakteristikétihprocessov AT strûčenkoaa polučeniesvâzuûŝihizothodovpenopolistiroladlâliteinyhformisteržneiiizučenierâdaharakteristikétihprocessov AT dorošenkovs polučeniesvâzuûŝihizothodovpenopolistiroladlâliteinyhformisteržneiiizučenierâdaharakteristikétihprocessov |
| first_indexed |
2025-11-25T21:02:29Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:02:29Z |
| _version_ |
1850542534821937152 |
| fulltext |
48 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 1
Проблемы технологии формы
УДК 621.743.422
О. И. Шинский, А. А. Стрюченко, В. С. Дорошенко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
ПОЛУчЕНИЕ СВязУЮщИХ Из ОТХОДОВ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА
ДЛя ЛИТЕйНЫХ ФОРМ И СТЕРжНЕй И ИзУчЕНИЕ РяДА
ХАРАКТЕРИСТИК эТИХ ПРОцЕССОВ
Получены характеристики изменений объемов компонентов для проектирования технологии
рециклинга отходов пенополистирола путем растворения их в живичном скипидаре и по-
следующего использования, в частности, в литейном производстве, которые показывают
весьма замечательные возможности его компактирования. В 1 единице (46•10-3 м3) объема
40 %-ного раствора помещается 19,14 объемных единиц (880,5•10-3 м3) отходов пенополи-
стирола, а по отношению к исходным (30•10-3 м3) растворителя этот объем отходов больше
в 29,35 раз.
Отримані характеристики змін об’ємів компонентів для проектування технології рециклінга
відходів пінополістиролу шляхом розчинення їх в живичному скипидарі і подальшого ви-
користання, зокрема, в ливарному виробництві, які показують вельми чудові можливості
його компактування. Так, у 1 одиниці (46•10-3 м3) об’єму 40 %-ного розчину міститься
19,14 об’ємних одиниць (880,5•10-3 м3) відходів пінополістиролу, а по відношенню до
початкових (30•10-3 м3) розчинника цей об’єм відходів більше в 29,35 разів.
Descriptions of changes of volumes of components are got for planning of technology of recycling
wastes of expanded polystyrene (EPS) by dissolution it in soft resin turpentine and the subsequent
use, in particular, in a casting production, which show very remarkable possibilities of his compaction.
In a 1 unit (46•10-3 м3) of volume 40 % solution 19,14 by volume units (880,5•10-3 м3) of wastes of
expanded polystyrene (EPS) are placed, and in relation to initial (30•10-3 м3) solvent this volume
of wastes anymore in 29,35 times.
Ключевые слова: пенополистирол, живичный скипидар, рециклинг, растворитель.
Поиск рациональных путей утилизации отходов полимеров приобретает во всем мире
все более серьезное экологическое значение. По данной проблеме издаются журналы, в
различных изданиях печатаются научные работы, проводятся международные конфе-
ренции [1, 2].
Полимерный материал пенополистирол, который производится миллионами тонн,
нашел широкое применение в мировой практике в качестве технической и бытовой
тары, в том числе тары для пищевых продуктов, изделий для строительства и многих
других целей, в частности, также применяется в литейном производстве при литье по
газифицируемым моделям.
Пенополистирол после использования не подлежит утилизации, так как не вза-
имодействует с водой, а также не подвергается биологическому разложению. Его нельзя
сжигать подобно углю, дровам и т. п., так как при этом в процессе термодеструкции
полимера полистирола в больших объемах выделяются очень токсичные газы. Поэтому
пенополистирол накапливается в большом количестве в окружающей среде, создавая
одну из важнейших для человечества экологических проблем.
Одним из наиболее рациональных и перспективных путей рециклинга, то есть по-
вторного использования отходов пенополистирола, является растворение этих отходов
в органических углеводородных растворителях. Хорошо известно, что полистирол (пе-
нополистирол) хорошо растворяется во многих растворителях. Однако многие из них,
например бензол, толуол, ксилол, сольвент и многие другие, имеют низкий предел до-
пустимой концентрации (ПДК, мг/м3) и высокую летучесть, что полностью исключает
их применение в атмосфере рабочих помещений [3].
В настоящее время, согласно выданному патенту Украины № 9003 от 15.09.2005 г.,
найдено наиболее оптимальное решение о выборе живичного скипидара в качестве ра-
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. №1 49
Проблемы технологии формы
створителя для отходов пенополистирола. Живичный скипидар имеет ПДК 300 мг/м3,
то есть находится на уровне широко известных и применяемых в быту растворителей –
ацетона, бензина, керосина, а также применяется в фармацевтике и медицинских целях.
Одновременно он хорошо растворяет отходы пенополистирола и, что особенно важно,
имеет низкую летучесть.
В процессах приготовления и использования растворов отходов пенополистирола
в живичном скипидаре важное значение приобретает знание ряда характеристик этих
процессов с целью их промышленного освоения. В связи с изобретениями о составах
растворов и способах их применения, полученных недавно авторами, технология при-
готовления этих растворов еще не внедрена в производство, предложенные же в этой
статье характеристики будут способствовать такому внедрению.
В качестве исходных данных для получения и изучения этих характеристик взяли плот-
ность отходов пенополистирола (0,02 г/см3), а также исходный объем и, соответственно,
массу живичного скипидара для приготовления растворов. Для проведения исследований
был использован герметично закрывающийся резиновой пробкой мерный цилиндр ем-
костью 50 мл 2 кл. (ТУ Украины 14307481.005-95) с ценой деления 1 мл. В этот цилиндр
наливали живичный скипидар (ГОСТ 1581-82) до отметки по нижнему мениску в объеме
30 мл. Массу цилиндра и пластмассовой подставки (тары) предварительно взвесили, а
затем взвесили цилиндр с залитым в него живичным скипидаром.
Исследовали получение растворов следующих концентраций, в %: 10-20-30-40. Для
полимеров 30 и 40 %-ные концентрации являются очень высокими. Получать растворы
более высокой концентрации не имело смысла, так как они имеют еще более высокую
вязкость, что делает их нетехнологичными (нетекучими) с целью применения в качестве
связующего материала в формовочных смесях.
Зная массу живичного скипидара, нетрудно рассчитать величину добавки отходов
пенополистирола для получения раствора заданной концентрации. Каждый раз после
ввода в раствор расчетной добавки отходов пенополистирола по мерному цилиндру
фиксировали объем раствора заданной концентрации. Следует отметить, что все взвеши-
вания проводились на электронных весах модели Э134 завода “Госметр” (г. С-Петербург)
с дискретностью отсчета 5 мг.
В таблице представлен ряд характеристик процессов получения растворов отходов пе-
нополистирола в живичном скипидаре в зависимости от их концентрации. Большинство
из этих данных графически показано на рисунке.
Наименование характеристик Живичный
скипидар
Концентрация, %
10 20 30 40
Масса растворов Р, г 26,415 29,350 33,018 37,736 44,025
Увеличение массы растворов ∆Р, % 100 111,11 124,99 142,85 166,66
Объем растворов V, см3 30 32,8 36,0 40,0 46,0
Увеличение объема растворов ∆V, % 100 109,33 120,00 133,33 153,33
Плотность растворов γ , г/см3 0,88 0,894 0,917 0,943 0,957
Масса отходов пенополистирола,
Р
пп
, г - 2,935 6,603 11,321 17,610
Объем отходов пенополистирола
V
пп
, см3 -
146,75 330,15 566,05 880,5
Объем отходов пенополистирола для
получения 1 см3 раствора (V
пп
/V),
см3
- 4,47 9,17 14,151 19,140
Ряд характеристик процессов получения растворов отходов пенополисти-
рола в живичном скипидаре в зависимости от их концентрации
50 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 1
Проблемы технологии формы
Если концентрация растворов нами предварительно задавалась (10-40 %), то самые
важные результаты (объемы растворов заданного состава и концентрации) были получе-
ны из проведенных опытов. В дальнейшем, пользуясь исходными данными, расчетным
путем получены остальные характеристики процессов приготовления растворов заданной
концентрации.
Важно подчеркнуть, что все эти данные получены наиболее рациональным путем,
то есть в одном эксперименте (в одном мерном цилиндре). Последовательность работ
и измерений проводилась с каждым из растворов со все возрастающей концентрацией
10-40 %.
Так, из таблицы видно, как с увеличением концентрации раствора, соответственно,
увеличиваются его масса (Р, г) и объем (V, см3). При этом соответствующие данные при-
ведены в таблице не только в метрических единицах, но и в процентах.
Если принять исходный объем скипидара за 100 %, то по мере увеличения концен-
трации растворов этот объем увеличивается, при 40 %-ной концентрации он увеличива-
ется более чем 1,5 раза. Полученные данные имеют важное практическое значение для
создания промышленных процессов получения растворов отходов пенополистирола
в живичном скипидаре. Они дают информацию, каким должен быть исходный объем
живичного скипидара в зависимости от объема емкости для приготовления раствора тре-
буемой концентрации, например, такую емкость целесообразно установить на автомобиле
по одновременному сбору и растворению полистирольных отходов, который объезжает
пункты накопления таких отходов.
Из представленных данных видно, как в одном эксперименте можно получить целый
набор плотностей упомянутых растворов в зависимости от концентрации. С ростом кон-
Характеристики растворов отходов пенополистирола в живичном скипидаре при концентрации до 40 %
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. №1 51
Проблемы технологии формы
центрации плотность растворов значительно увеличивается, находясь в интервале плот-
ностей живичного скипидара и полимера полистирола, достигая для растворов 40 %-ной
концентрации 0,957 г/см3 при плотности полистирола 1,05 г/см3.
Объем отходов пенополистирола (V
пп
, см3) для получения растворов соответствующей
концентрации получен делением навески этих отходов на плотность отходов пенопо-
листирола (0,02 г/см3). Объем отходов пенополистирола для получения 1 см3 раствора
заданной концентрации (V
пп
/V) получен делением объема отходов пенополистирола на
объем раствора V.
С точки зрения высокой степени компактирования отходов пенополистирола и исполь-
зования их в литейном производстве наиболее интересен 40 %-ный раствор. Он обладает
достаточной текучестью для дозирования и смесеприготовления песчаных формовочных
и стержневых смесей в традиционных действующих смесителях без изменения режима
их эксплуатации.
Авторы настоящей работы предложили составы и способы приготовления таких сме-
сей с весьма высокими прочностными показателями, которые сравниваются с гораздо
(на порядок) более дорогими смоляными связующими [6]. Причем, на начальной стадии
наиболее перспективно применение 40 %-ного раствора в качестве добавки в пенополи-
стирольные смеси в количестве до 2 % по массе полистирола, в результате достигаются
снижение потребления жидкого стекла в 2 раза, рост прочности смеси в подсушенном
состоянии в 8-10 раз. Но при этом получаем положительный эффект: эти смеси стано-
вятся легковыбиваемыми, при прогреве свыше 300 оС они легко высыпаются из полостей
отливки, выполненных песчаным стержнем. Таким образом, регулируя в пределах 1-2 %
указанной добавки, технолог-литейщик получает гамму легковыбиваемых смесей для
различных условий литья (по массе отливки, стержня, виду сплава), конкурентных по
прочности со смоляными.
А для проектирования технологии рециклинга пенополистирола путем растворения
в живичном скипидаре полученные данные показывают весьма замечательные возмож-
ности его компактирования. По данным таблицы в 1 единице (46 см3) объема 40 %-ного
раствора помещается 19,14 объемных единиц (880,5 см3) отходов пенополистирола, а по
отношению к исходным 30 см3 растворителя этот объем отходов больше в 29,35 раз.
Список литературы
1. Shinskij O., Doroshenko V., Striuczenko A., Ladarieva J. Recykling polistyrenu piankowego // Recykling.
(Miesiecznik ogolnopolski. Poznan) - 2008 . - № 1. - Р. 28-29
2. IV Международная конференция “Репласт-2007. Вторичная переработка пластмасс”. - Москва,
2007. - 157 с.
3. Бедрик Б. Г ., Чулов П. В., Калашников С. И. Растворители и составы для очистки машин и меха-
низмов: Справочник. - М.: Химия, 1989. - 176 с.
4. Пат. 9003 України, МКП В22С1/10. Застосування живичного скипидару як розчинника для відхо-
дів пінополістиролу / А. А. Шинський, Є. В. Терліковський, А. А. Стрюченко. - Опубл. 15.09.2005,
Бюл. № 9.
5. Пат. 77338 України, МКП В22С9/10. Полістирольне зв’язуюче для виготовлення ливарних
форм та стержнів / О. Й. Шинський, В. Л. Найдек, А. А. Стрюченко. - Опубл. 15.11.2006,
Бюл. № 11.
6. Шинский О. И., Дорошенко В. С., Стрюченко А. А. Песчаные смеси на основе пенополистирола для
литейных форм и стержней с повышенной сырой прочностью на сжатие. Литье -2008: Тез. докл.
- Киев: Редакция журнала «Процессы литья», 2008. - С. 193-194.
Поступила 12.06.2008
|