Эволюция взглядов на полимеры
Полимеры стремительно ворвались в нашу жизнь в далекие уже 50-е годы прошлого столетия. Из них стали делать буквально все – ведь эти новые материалы с универсальными возможностями оказались дешевыми и долговечными. Впрочем, довольно скоро стало ясно, что за преимуществами скрываются будущие проблемы с переработкой отходов.
И теперь применение полимеров подвергается критике, но во многих областях без них невозможно обойтись. А альтернативные, вроде бы более экологичные материалы тоже так или иначе оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Обсудим историю и перспективы применения полимерных материалов, ставших предметом острых дискуссий.
Из чего мы исходили … и куда идем теперь
Пластмассы бывают разными. От полимеров, используемых для изготовления товаров массового спроса, требуется лишь отсутствие токсичных веществ, тогда как к промышленным полимерам предъявляется гораздо более широкий спектр требований – от механических свойств до законодательных ограничений. И в этой связи нелегко определить, в каких случаях возможны экономия, сокращение расхода материалов или использование переработанного сырья. Фактом является то, что прошлый и нынешний опыт применения полимерных материалов ставит перед нами множество задач.
Ретроспектива: пластик такой легкий!
Пожалуй, сегодня не каждый поймет тот безоговорочный восторг, который полимерные материалы вызывали в середине XX века. Но если задуматься, станет ясно, что эта эйфория определялась очевидными преимуществами. В то время для изготовления оборудования любого рода использовались в основном металлы – дорогостоящие и тяжелые. И появившийся новый материал – стойкий, обладающий электро-, тепло- и звукоизоляционными свойствами и к тому же легкий и дешевый – произвел настоящую революцию в технике. Такие качества и возможность массового производства сделали полимерные материалы одной из основ экономического бума, произошедшего после окончания Второй мировой войны.
Даниэль Кармин Маноччио, начальник лаборатории материалов в компании Karcher, поясняет: «Каждая новая технология вызывает ажиотаж на этапе ее широкого внедрения. Достаточно вспомнить хотя бы о мечтах о легковом автомобиле с ядерным двигателем или нынешних надеждах на искусственный интеллект. Но в конце концов восторг всегда наталкивается на реальность».
Полимерные материалы оказались и для компании Karcher шагом к созданию перспективных, более эргономичных продуктов. Первый мобильный аппарат высокого давления HD 555, выпущенный в 1984 году, весил целых 15 кг и, хотя и допускал переноску, не обеспечивал пользователю удобства в работе. «Пластмассовые детали позволили существенно уменьшить массу, и сегодня аппараты такого рода весят от 5 до 10 кг», – говорит Маноччио.
А еще одним аспектом, впечатлявшим людей на ранней стадии широкого внедрения полимеров, была их долговечность, рассматривавшаяся тогда как очевидное преимущество с точки зрения продления срока службы продуктов.
Сегодняшний взгляд: положение дел с повторным использованием
Массовая переработка полимеров началась лишь в XXI веке – с целью использования измельчаемых отходов производства в качестве добавки при изготовлении продукции для экономии материалов и, соответственно, затрат. Однако полноценное повторное использование полимерного сырья, предполагающее, например, плавление сортируемых отходов или их химическую обработку по методу пиролиза, все еще дорого и не нашло широкого распространения.
«В технической области полимеры играют столь важную роль потому, что они позволяют целенаправленно варьировать свои свойства путем изменения состава и структуры, – говорит Маноччио. – Но это значит также, что при переработке отходов различных полимерных материалов крайне важна их тщательная предварительная сортировка.
В противном случае примеси способны радикально ухудшить качество получаемого вторичного сырья». К тому же изделия из первичного сырья часто оказываются не только более качественными, но и более дешевыми, чем произведенные с использованием вторичного сырья.
Однако Маноччио наблюдает определенное движение на рынке: «Каждому понятно, что еженедельно выбрасываемые флаконы из-под шампуня представляют проблему. Впрочем, все больше людей начинает осознавать, что и в Минимойках высокого давления есть пластмассовые детали и что отслужившие электроприборы вообще не должны просто выбрасываться с бытовым мусором».
С 2012 года компания Karcher в 4 раза увеличила долю переработанного сырья в изготавливаемой технике, а с конца 2018 года стала использовать технологию Technyl4Earth для производства струйных трубок (см. п. «Из старого – новое»). В рамках стратегии устойчивого развития оптимизируются и другие аспекты производственной деятельности, вплоть до уменьшения объемов упаковочных материалов (см. п. «Чем меньше, тем лучше»).
Перспектива: что экологичней?
Пожалуй, каждый человек порой задается вопросом о том, какие действия необходимы для защиты нашей планеты. «Надо сказать, что ответ на него неоднозначен, даже когда речь идет о простейших вещах, – констатирует Маноччио. – Например, если по дороге из магазина бумажный пакет намок и порвался, то использование многоразового пластикового пакета оказалось бы более экологичным решением».
В компании Karcher экологические аспекты принимаются во внимание уже на стадии разработки новых продуктов. Законодательную основу для этого образует экологическая директива ЕС, часть положений которой приобрела глобальную роль. Ключевой идеей является создание конструкций, пригодных для использования вторичного сырья. Она призвана также противостоять мнению о том, что следование принципам устойчивого развития лишь удорожает продукцию.
«Если мы уменьшаем материалоемкость, продукт становится дешевле. Если мы заменяем композитные материалы материалами, полученными из вторичного сырья, то в долгосрочном плане это обойдется дешевле, – разъясняет Маноччио. – Если, наконец, мы отказывается от такой мелочи, как полиэтиленовый пакет для упаковки принадлежностей, то это тоже дешевле. И все это благоприятно для окружающей среды».
Еще одной центральной задачей, решению которой в ЕС придается особое значение, является организация производства с замкнутым циклом, базирующегося на принципах экономии и повторного использования материалов. В конечном счете, каждое предприятие и каждый отдельный человек должны изменить свое поведение для того, чтобы сохранить нашу планету пригодной для жизни будущих поколений.
Даниэль Кармин Маноччио резюмирует: «Путь в будущее складывается из неисчислимо многих, неизмеримо малых шагов, которые огромное количество людей должно сделать вместе. Мы должны вступить на этот путь и не бояться тех трудностей, с которыми нам предстоит столкнуться».
Над чем работает Karcher
Чем меньше, тем лучше: уменьшение объемов упаковочных материалов
Когда речь заходит о проблеме экономии материалов, центральную роль в ее решении играет упаковка. Картонные коробки для выпускаемых Karcher портативных моек OC 3 включали ранее четыре вкладыша из пенополистирола, защищавших аппарат во время транспортировки. Но применения этого полимерного материала удалось избежать: саму коробку сделали меньше и разработали для нее вкладыши из картона. В результате объем упаковки уменьшился на 20 %, и в ней теперь вообще нет пластика. При этом стоимость упаковки снизилась на 45 %.
Из старого – новое: переработка подушек безопасности и океанического пластика
Karcher – одна из первых компаний, применивших в серийном производстве продуктов для потребительского рынка разработанную компанией Domo технологию Technyl4Earth.
Полимерный материал получается в результате переработки возвращаемых автомобильных подушек безопасности или отходов их производства. Чтобы изготавливаемые из него струйные трубки для аппаратов высокого давления были достаточно прочными и устойчивыми к давлению, полиамид упрочняется стекловолокном, доля которого составляет 30 %.
Кроме того, Karcher интенсивно исследует возможности использования океанического пластика. Большая часть полимерных материалов, оказавшихся в водах морей и океанов, представляет собой отходы упаковки, изготовленной из полиэтилена, полиэтиленгликольтерефталата, полипропилена или поливинилхлорида. На предприятиях Karcher такое вторичное сырье практически не используется, но но мы все равно занимаемся изучением возможностей его переработки.
По материалам сайта karcher.com
Фото и рисунки Karcher
предыдущая следующая