Применение отходов полиакрилонитрильного волокна

Ключевые характеристики процесса — относительно низкая стоимость производства, надежность и гибкость. Одна из отличительных особенностей процесса заключается в возможности периодического независимого запуска процесса полимеризации полимера и процесса формования из него волокна. Это достигается тем, что этапы полимеризации и формования проводятся на двух разных установках, в определенном смысле независимых друг от друга. Полимер производится в форме водной суспензии, затем высушивается и хранится в силосах в сухом виде вплоть до того момента, когда потребуется на этапе формования, на котором он растворяется при помощи растворителя — диметилацетамида. Волокна и волокнистые материалы в настоящее время являются составляющим элементом большого количества высокопористых композиционных материалов для использования в различных областях науки и техники.

Технологический процесс получения ПАН включает следующие основные стадии:

• синтез полиакрилонитрила — осуществляется в цехе полимеризации производства;
  
• получение прядильного раствора и подготовка его к формованию, формование, ориентационное вытягивание и отделка волокна — прядильно-отделочный цех (рис. 1).
  

Рис. 1. Намотка ПАН-прекурсора на бобины

Создание новых крупнотоннажных производство и вовлечение в среду обитания человека новых синтетических материалов, приводит к резкому росту количества отходов.

Промышленными отходами принято считать вещества, материалы и изделия, образовавшиеся на разных этапах производственного процесса и не пригодные к последующему использованию для получения продукции в рамках применяемого технологического процесса. Выделяют следующие виды отходов:

• возвратные отходы;
  
• вторсырье;
  
• невозвратные отходы.
  

Тема утилизации отходов всегда поднималась в высокотехнологичных производствах. В мире существует несколько основных способов утилизации отходов: переработка, сжигание и захоронение. Каждый из этих методов имеет как свои плюсы, так и свои минусы. Наиболее оптимальным считается комбинированный метод. В нашей стране переработка отходов пока не занимает лидирующие позиции.

Переработка синтетических волокон — это одна из новейших и наиболее интересных тенденций с точки зрения перспектив развития в самых разных областях применения переработанной продукции (рис. 2).

Рис. 2. Хранение бобин с ПАН-прекурсором

До недавнего времени должное внимание этим материалам не уделялось, поскольку на территории Российской Федерации осталось только несколько производств, производящих полиакрилонитрильное волокно. В настоящее время на территории РФ существуют одно промышленное предприятие, производящее ПАН прекурсор: ОАО «ВНИИСВ», г. Тверь. ООО «Композит Волокно» производит ПАН прекурсор номиналом 1-48К с использованием растворной полимеризации и мокрого формования, применяя в качестве растворителя водный раствор роданистого натрия. Предприятие ОАО «ВНИИСВ» специализируется на выпуске ПАН прекурсора тонких номиналов (33.3 текс — 0.3К и 50 текс — 0.45К) по технологии, предусматривающей использование суспензионной полимеризации и органического растворителя для формования.

В настоящее время большая роль уделяется экологическому аспекту и цель авторов данной статьи — ретроспективный анализ существующих способов и разработка оригинальной технологии использования отходов полиакрилонитрильного волокна с минимально возможным количеством технологических этапов и, как следствие, уменьшение затрат на изготовление полимерных композиционных материалов с их использованием.

Как отметил Юрий Сергеевич Свистунов в своем докладе, посвященный 15-летию работы в Юматекс: «Я считаю, что мы доросли до такого состояния, в котором мы можем заняться технологиями, которые не связаны с прямым производством, а связаны с экологическими аспектами и устойчивым развитием, как, например, начатый нами в прошлом году проект «Рециклинг». Некоторые из проектов, которые мы сейчас ведем в области новых технологий, превратятся в отдельные направления бизнеса со своими продуктами, рынками и перспективами».