Ve třetím pokračování našeho miniseriálu o recyklaci PVC se budeme zabývat sekundární mechanickou recyklací z hlediska fyzikálního, chemického i různými technologickými postupy, kterými je možno tyto odpady zpracovat. Sekundární mechanická recyklace plastového odpadu je proces, kdy se z plastového odpadu získává materiál či výrobek, jehož vlastnosti jsou značně odlišné od původního materiálu či výrobku.
Pro recyklaci některých typů PVC odpadů byl vyvinut postup VinyLoop, který využívá rozpouštědla k izolaci PVC od mědi, vláken a jiných polymerů. Jedná se o vsádkovou technologii s uzavřenou smyčkou. PVC je získáváno zpět ve formě kompoundu (směsi vhodné přímo ke zpracování) obsahujícího potřebná zpracovatelská aditiva (ta jsou obsažena již ve zpracovávaném PVC odpadu). Takový recyklát je pak vhodný pro další zpracování v aplikacích obecného použití, má vyhovující tepelnou stabilitu a jeho tvrdost může být upravena dle potřeby konečné aplikace. Jeho granulometrie je vhodná pro zpracování válcováním, pro vytlačování a vstřikování je nutné ji upravit. Barva získaného recyklátu je vhodná pro tmavě šedé nebo černé výrobky.
Fyzikální a chemické cesty recyklace PVC
Chemická recyklace plastových odpadů využívá technologické postupy, při nichž probíhají chemické reakce. V průběhu procesu chemické recyklace jsou plastové odpady podrobovány působení zvýšené teploty, a to buď v přítomnosti kyslíku, případně za přídavku vodíku, nebo i v oxidačním prostředí. Jsou tak štěpeny na nízkomolekulární sloučeniny svým charakterem často dosti podobné ropným frakcím. Tepelné krakování plastového odpadu se provádí hydrogenací, pyrolýzou nebo zplyňováním. Získané uhlovodíky jsou nejčastěji využívány jako surovina v petrochemickém průmyslu, a proto je třeba v nich dodržet obsah halogenovaných sloučenin v řádu ppm. Z tohoto důvodu jsou sebrané směsné plastové odpady předem upravovány. Další možností je tepelné odstranění halogenů před vlastním zpracováním pyrolýzou v kapalné fázi nebo ve fluidním loži. Vznikající chlorovodík bývá neutralizován nebo průmyslově využit.
Chemická recyklace odpadů, ve kterých je dominující složkou PVC (např. u kompozitních výrobků je to více než 30 %), je určena především k zpětnému získání chlorovodíku a uhlovodíků. Řada technologických procesů byla navržena tak, aby byla schopná si poradit s odpadem bohatým na obsah PVC. Získávaný chlorovodík je po přečištění používán jako surovina v oxichloraci při výrobě vinylchloridu - monomeru pro výrobu PVC. Existují i jiné postupy chemické recyklace založené na depolymeraci plastu a zpětném získání monomerů, avšak tyto postupy nejsou široce rozšířeny.
V některých zemích EU byly zavedeny recyklační systémy např. pro směsné plasty nebo kompozitní výrobky obsahující PVC. Společně s těmito technologiemi se rozvíjejí i postupy mechanické recyklace, protože technologie chemické recyklace bývá složitější a ekonomicky náročnější. Pro účinné zpracování směsného odpadu jsou vhodné technologie intruze, tzv. vtlačování do formy, které umožňují vyrábět tlustostěnné výrobky jako desky či profily.
Specifika jednotlivých plastů a jejich recyklace
Přehled vybraných plastů a jejich způsobů recyklace:
- Polyethylen (PE): Drť se často využívá pro vstřikování a extruzní procesy; regranulát z foliového PE se používá pro technicky méně náročné výrobky.
- Polypropylen (PP): Zpracovává se obdobně jako PE; často jen méně zastoupený v odpadech, v některých případech zpracováváno i jako směsný PE/PP regranulát.
- Polystyren (PS): Pěnový PS recyklujeme na technické výrobky, plný PS na regranulát; v Evropě patří k nejefektivněji recyklovatelným plastům.
- Polyvinylchlorid (PVC): PVC odpad lze recyklovat na různé produkty (trubky, okna, podlahoviny, střešní krytiny, kabely). Recyklát z PVC často vyžaduje specifické postupy v závislosti na typu odpadu. Technologie VinyLoop dovoluje izolaci PVC z cizorodých složek, recyklát je vhodný pro další zpracování.
- PET: Z PET lahví vznikají vločky pro vlákna, granulát či chemická recyklace na monomery; největší část recyklovaného PET se uplatňuje ve výrobě vláken, poté v dalších oborech.
Dalšími významnými pokračováními jsou moduly zaměřené na speciální recyklaci PVC, kde se řeší izolace kabelů, linolea a dalších kompozitů, a na možnosti recyklace směsného odpadu prostřednictvím vtlačování do formy a dalších technologických postupů.
Praktické aplikace a ekonomický kontext
Recyklace PVC přináší významné environmentální i ekonomické výhody. V Evropě bylo v určitém období zrecyklováno několik set tisíc tun PVC; cíle a investice v chemické recyklaci se očekávají výrazně zvyšovat, což posouvá roli recyklace plastů v oběhovém hospodářství. Prořezávání a znovuvyužití recyklovaných materiálů umožňuje využít plastů napříč průmyslem - od stavebnictví po automobilový a textilní sektor. Jelikož PVC představuje jednu z nejběžnějších komodit na světě, její recyklace a znovuvyužití jsou klíčové pro udržitelný rozvoj.
Energetické využití plastů zodpovídá významnému podílu, který mohou plasty poskytnout v cementářství, železárenství a speciálních spalovnách. Při spalování PVC je důležitá kontrola obsahu chloru a dioxinů; moderní spalovny zahrnují vysokoteplotní sekce k minimalizaci těchto emisí a zachycení škodlivin.
V souvislosti s kvalitou vstupních surovin a hygienickými hledisky je důležité, aby byly odpady pečlivě tříděny a upravovány. Místní recyklační provozy často spolupracují s certifikovanými subjekty, které potvrzují recyklovatelnost a kvalitu recyklátů, jako je například Recovinyl.
V praxi se ukazuje, že i když PVC bývá považováno za obtížně recyklovatelný plast, existují konkrétní postupy a systémy, které umožňují zpracovat většinu PVC odpadů - včetně kompozitních výrobků - na produkty vhodné pro další použití nebo energetické využití.
Tabulka: Základní přístupy k recyklaci vybraných plastů
| PE | mechanická recyklace, regranulát | vstřikované díly, trubky, potrubí |
| PP | mechanická recyklace, směsný regranulát | technické výrobky |
| PS | mechanická/chemická recyklace | panely, plné výrobky, vločky/textilie |
| PVC | mechanická, VinyLoop, chemická recyklace | trubky, okna, podlahoviny |
| PET | mechanická, chemická, termická | vlákna, fólie, PET vločky |
Vybrané praktické příklady ukazují, že z PVC odpadů lze získat kompoundy, které jsou připravené k dalšímu zpracování, a to s vhodnou tepelnou stabilitou i potřebnou tvrdostí. Z technologií vyzdviňme VinyLoop jako specifický proces pro izolaci PVC a jeho následné zpřístupnění pro další zpracování, a zároveň nezapomeňme na obecný rámec mechanické a chemické recyklace, který se v průmyslu využívá pro široké spektrum plastů včetně PVC.
Bláznivé nápady z prázdných plastových lahví a PVC trubek! Zvládne to každý
Pro srozumitelnost a širší kontext uvádíme závěrečné shrnutí klíčových konceptů: sekundární mechanická recyklace umožňuje získávat materiály z kompozitních výrobků a směsných odpadů; fyzikální postupy nabízí široké možnosti zpracování s minimálním chemickým zásahem; chemická recyklace se zaměřuje na extrakci chlorovodíku a uhlovodíků a je nabíledni pro vysoce chlorované odpady; energetické využití může nahradit fossily v odvětví průmyslového spalování; a důsledná třídění a hygiena vstupních surovin zvyšují kvalitu a bezpečnost finálních recyklátů.
V praxi se rozvíjejí programy recyklace PVC napříč Evropou a ČR, s důrazem na oběhové hospodářství, snižování dopadů na životní prostředí a rozvoj technologií, které umožní vyšší míru recyklace i pro obtížně zpracovatelné odpady.