Разработка технологии переработки ротационных композитов, на основе вторичного полиэтилена, для изготовления широкого спектра технических изделий

Проект ИРН AP26104785 выполняется в рамках грантового финансирования на 2025-2027 гг. Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан.

Руководитель проекта: Тюканько В.Ю., к.т.н., PhD химии (Hirsch index – 7 https://orcid.org/0000-0002-1736-0323, Scopus Author ID: 57198436102)

Исполнители проекта: Демьяненко А.В., Тарунин Р.А., Красильников Р.Е., Брильков С.А., Литвинов С.В.

Период исполнения: 01.07.2025 – 31.12.2027 гг.

Общий объем финансирования: 120 000 000 тенге.

Цель проекта: Разработка технологии изготовления широкого спектра технических изделий на основе вторичного полиэтилена посредством переработки ротационных композитов, обеспечивающей эффективное использование и утилизацию отходов пластика.

Ожидаемые результаты: Будут разработаны оптимальные рецептуры на основе различных композиций вторичного ротационного полиэтилена с улучшенными эксплуатационными характеристиками и достижения высоких механических свойств изделий. Разработаны новые конструкции технических изделий, таких как подземные ёмкости и септики, с гарантированно высоким ресурсом их эксплуатации (с учётом снижения механических свойств композиций на основе вторичного полиэтилена). Изучена возможность разработки метода экспресс-диагностики внутренних напряжений в ротоформованных изделиях посредством ультразвуковой дефектоскопии. Выполнена промышленная апробация предложенной технологии переработки ротационных композитов на основе вторичного. Разработана необходимая нормативно-техническая документация, включая технологический процесс и стандарты организации для не менее одного вида технических изделий.

Описание проекта: на сегодняшний день проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами, в частности полиэтиленом, продолжает оставаться очень острой, наиболее эффективным способом её решения является его вторичная переработка. Одним из методов переработки полиэтилена является ротационное формование, которое может быть использовано для производства различных технических изделий, таких как подземные ёмкости. Однако на данный момент не существует полноценной технологии переработки вторичного ротационного полиэтилена, что создает ряд задач, требующих решения. Во-первых, необходимо разработать оптимальные рецептуры композитов, включающих вторичный полиэтилен, которые позволят обеспечить высокие эксплуатационные характеристики изделий. Во-вторых, с учётом снижения механических свойств (из-за высоких температур и окислительных процессов) при переработке композитов на основе вторичного полиэтилена, прочностные характеристики материала ухудшаются, в связи, с чем стандартные конструкции изделий не могут обеспечить их гарантированный ресурс эксплуатации.

Поэтому требуется проектирование новых конструкций с использованием современных методов расчёта, например метода конечных элементов, что позволит учесть нагрузки, возникающие в изделиях, таких как подземные ёмкости, например, при давлении грунтов. Ввиду того, что разброс параметров вторичного пластика очень широк, в промышленной практике сталкиваются с тем, что при переработке композиций с вторичным полиэтиленом в изделии возникают сильнейшие внутренние напряжения, которые при эксплуатации вызывают их разрушение. В-третьих, не менее важной задачей является разработка экспресс-метода выявления внутренних напряжений в изделиях с использованием ультразвуковой дефектоскопии. Решение данной проблемы позволит своевременно корректировать рецептуры композитов, минимизируя внутренние напряжения и увеличивая срок службы изделий. Таким образом, разработка и внедрение новых технологий переработки вторичного полиэтилена, контроль качества с помощью ультразвуковой дефектоскопии и оптимизация конструкций изделий (на основе метода конечных элементов) являются перспективными направлениями, которые позволят значительно улучшить экологическую ситуацию и повысить эффективность использования пластиковых отходов.