Назначение разработки: Разработка технологии изготовления и использования клеев-расплавов для обувного производства из отходов полиэтилентерефталатной упаковки (ПЭТФ).

Рекомендуемая область применения: Легкая промышленность, включая обувное производство.

Техническая характеристика: Разработана технология использования клеев-расплавов, полученных химическим рециклингом отходов полиэтилентерефталатной упаковки в обувном производстве. Доказано, что продукты переработки отходов владеют всеми необходимыми свойствами для использования их в качестве адгезива. Установлены оптимальные технологические режимы изготовления клеев-расплавов, которые можно использовать на операциях клеевого затягивание обуви. Доказана зависимость адгезивных свойств клеев-расплавов от химико-технологических факторов процесса их получения. Оптимизированы технологические параметры формирования клеевого соединения для клеевого затягивания обуви. Клеевые соединения, полученные на основе полученных клеев-расплавов характеризуются высокими показателями прочности и эксплуатационными свойствами. Применение разработанного клея-расплава в клеевом затягивании обуви, позволит снизить температурный режим работы оборудование, ускорить операции сбора заготовки обуви, повысить качество изготовления обуви и улучшить условия труда рабочих. Научная новизна полученных результатов: -установлено влияние химико-технологических параметров технологии переработки отходов ПЭТФ на адгезивные свойства продуктов; -впервые предложен механизм действия глицерина на отходы ПЭТФ в зависимости от соотношения исходных продуктов реакции, температуры проведения процесса, типа и концентрации катализатору в реакционной смеси и способу исключения побочных продуктов; -получены и проанализированы математические модели влияния технологических параметров операций клеевого затягивания обуви на прочность клеевых соединений. Практическое значение полученных результатов: -разработан способ переработки отходов ПЭТФ, который позволяет получить продукты для последующего использования в качестве клея-расплава для изготовления обуви; -предложен оптимальный состав полиэстерного клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, использование которого на операциях клеевого затягивания обуви, позволяет снизить температурные параметры технологических операций клеевого затягивания обуви, ускорить операции сбора заготовки верха обуви, повысить качество изготовления обуви и улучшить условия труда рабочих; -разработаны оптимальные параметры технологии клеевого затягивания обуви с использованием клея-расплава на основе отходов ПЭТФ для пакета материалов, что позволило получить клеевые соединения с показателями свойств, которые отвечают нормативным требованиям к качеству обуви.

Преимущества перед аналогами: По сравнению с заграничными и отечественными (единственный в Украине полиэстерный КР-16-20, изготовленный с использованием первичного сырья) аналогами разработан состав клея-расплава характеризуется высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками, к тому же использование его за разработанными технологическими режимами позволит: - уменьшить температурные параметры операций клеевого затягивания обуви; - сократить процесс изготовления обуви, путем сочетания операций и односторонним нанесением клея; - улучшить условия труда рабочих, путем избежания работы с растворителями; - повысить производительность труда, в результате увеличения скорости склеивания; - наладить отечественное производство клеев со сравнительно низкой стоимостью изготовления. Основным недостатком технологии формирования клеевых соединений с использованием существующих составов клеев-расплавов являются достаточно высокие температурные показатели процесса склеивания и высокая вязкость адгезива, которая предусматривает более сложное выполнение отдельных узлов оборудования.

Стадия готовности разработки: Внедрено в производство

Технико-экономический эффект: Производство клеев-расплавов для обувного производства нуждается в привлечении значительных объемов природных ресурсов, количество которых в последние годы заметно сокращается. В Украине отсутствует сырьевая база для их производства. Импортеры завозят на Украину свыше 150 тыс.т. синтетических полимеров для паковочной отрасли, которые после использования становятся отходами. Одним из путей решения этих вопросов есть производство клеев-расплавов с привлечением вторичного полимерного сырья. Экологический эффект от внедрения проекта заключается в: - уменьшении количества накопленных отходов ПЭТФ - уменьшении площадей земель под полигоны и парниковых эмиссий в атмосферу Cоциальний эффект - связанный с созданием дополнительных рабочих мест. На сегодня потребность рынка Украины в клеях-расплавах разного назначения (упаковка, гофрокартон, топография, этикетировка, обувное производство) составляет свыше 500-600 т/мес. Усреднена цена импортных клеев 25-30 грн/кг. Цена разработанных - 10-12 грн/кг. Выигрыш в цене будет составлять свыше 3 млн.грн/мес. По сравнению с заграничными и отечественными (единственный в Украине полиэстерный КР-16-20, изготовленный с использованием первичного сырья) аналогами разработан состав клея-расплава характеризуется высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками, к тому же использование его за разработанными технологическими режимами позволит: - уменьшить температурные параметры операций клеевого затягивания обуви; - сократить процесс изготовления обуви, путем сочетания операций и односторонним нанесением клея; - улучшить условия труда рабочих, путем избежания работы с растворителями; - повысить производительность труда, в результате увеличения скорости склеивания; - наладить отечественное производство клеев со сравнительно низкой стоимостью изготовления. Основным недостатком технологии формирования клеевых соединений с использованием существующих составов клеев-расплавов являются достаточно высокие температурные показатели процесса склеивания и высокая вязкость адгезива, которая предусматривает более сложное выполнение отдельных узлов оборудования. Таким образом создание отечественного производства клеев-расплавов на основе рециклатив является чрезвычайно актуальным и экологически привлекательным проектом. Результаты работы внедрены: - на Хмельницкой фабрике индивидуального пошива обуви на операциях изготовления обуви с использованием разработанного состава клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, фактически полученный годовой экономический эффект составляет 41360 грн. - на ОАО "Взуттекс" при клеевом изготовлении спецобувь с использованием разработанного состава клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, фактически полученный экономический эффект составляет 3,76 грн. на пару обуви, годовой выпуск - 50 тыс. пар обуви.

Описание разработки:
()
Цель проекта. Цель проекта заключается в разработке технологии изготовления и использования клеев-расплавов для иуттевого производства из отходов полиетилентерефталатной упаковки (ПЭТФ). Современное состояние проблемы в мире и в Украине. В начале 1990-х годов, после распада СССР большинство предприятий из изготовления обуви очутились в трудном положении, какое связано с уменьшением количества отечественных материалов для производства обуви и вспомогательных материалов, таких как, клеи, фурнитура, и т.п. Кризис в легкой промышленности частично связан и с положением в химической промышленности страны, которая за нехваткой отечественного сырья не есть возможности изготовлять такие материалы. При условии существующего состояния, относительно материалов для легкой промышленности, в том числе и для обувного производства, возможным вариантом решения этой проблемы может стать использование вторичного сырья, а именно, полимермистких промышленных и бытовых отходов. Целесообразность этого направления предопределена тем, что объемы использования полимерных материалов каждых 5 лет увеличиваются вдвое, и на сегодняшнее время достигают 180 млн т в год. По данным Министерства экономики Украины, ежегодно на промышленных предприятиях и в жилищном фонде городов и поселков страны накапливается почти 6 млн.т отходов, среди которых около 50% составляют отходы упаковки, значительную частицу среди них (до 10 % за массой и 40 % по объему), занимают отходы полимерных материалов, которые можно использовать в качестве сырья для изготовления полиестерних клеев-расплавов для обувной промышленности. Согласно статистическим данным на сегодня в мире накапливается 1,7 млн т отходов пластмасс в с. Из них 10 % отходов сжигается, 10 % отходов превращается в рециклат, а 80 % подлежит захоронению, то есть 2/3 отхода наполняют землю. Характерной особенностью структурного состава бытовых отходов, которые постоянно накапливаются, является растущая частица в них отходов потребления бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), который широко применяется для упаковки разнообразных жидкостных продуктов: минеральной и столовой воды, шкогольних и слабоалкогольных напитков, фруктовых соков, сиропов, растительных масел, уксусу и тому подобное. В Украине отходы этих бутылок, за ориентированными расчетами, учитывая снабжение импортной продукции, составляют сегодня свыше 100-120 тыс т в год. В отличие от стран ЕС и США в Украине не организованы системы сбора ПЭТФ-бутылок, а они отправляются на свалку. Этот неиспользованный ресурс лежит на земле, если учитывать отсутствие в стране собственного производства ПЭТФ полимера. В то же время необходимо отметить, что ПЭТФ являет собой полимер с уникальными эксплуатационными свойствами и потому отходы изделий из этого материала после соответствующей подготовки и переработки могут иметь определенную экономическую ценность для изготовления новых продуктов. При условии разработки современных технологий утилизации отходов ПЭТФ, их можно рассматривать, как мощный источник полупродуктов для изготовления вспомогательных материалов для обуви, такие как клеи-расплавы, для наиболее производительных технологий изготовления обуви. Применение клеев-расплавов позволяет: - с экономической точки зрения - повысить производительность труда - с технологической механизировать и автоматизировать процессы сборки обуви Основные идеи, результаты предыдущих исследований и разработок, которые положены в основу проекта. На сегодня так и остается не решенным вопрос обеспечения обувного производства отечественными клеями-расплавами, которые дают возможность повысить эффективность технологического процесса. Вместе с тем количество вторичного полимерного сырья, которое бы могло с успехом быть использованная при производстве таких клеев из года в год увеличивается. Большинство технологий, которые используют для переработки таких отходов, - механические и не дают возможность получать новые материалы. Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и решены основные задания: -разработка способа получения клеев-расплавов, путем химической переработки отходов ПЭТФ-бутылок, с последующим использованием их в операциях изготовления обуви; -исследования механизма химического рециклингу и влияния химико-технологических факторов процесса переработки отходов ПЭТФ на свойстве полученных клеев-расплавов; -оптимизация технологических параметров применения полученных клеев-расплавов на основе отходов ПЭТФ при клеевом затягивании обуви; -исследование основных показателей свойств клеев-расплавов на основе отходов ПЭТФ. Объект исследования - процесс получения клеев-расплавов на основе вторичного сырья для обувного производства. Предмет исследования - технология изготовления и использования клеев-расплавов на основе отходов полиэтилентерефталата в обувном производстве. Новизна проекта, технологические и технические аспекты выполнения проекта. Научная новизна полученных результатов: -установлено влияние химико-технологических параметров технологии переработки отходов ПЭТФ на адгезивные свойства продуктов; -впервые предложен механизм действия глицерина на отходы ПЭТФ в зависимости от соотношения исходных продуктов реакции, температуры проведения процесса, типа и концентрации катализатора в реакционной смеси и способа исключения побочных продуктов; -получены и проанализированы математические модели влияния технологических параметров операций клеевого затягивания обуви на прочность клеевых соединений. Практическое значение полученных результатов: -разработан способ переработки отходов ПЭТФ, который позволяет получить продукты для последующего использования в качестве клея-расплава для изготовления обуви; -предложен оптимальный состав полиестерного клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, использование которого на операциях клеевого затягивания обуви, позволяет снизить температурные параметры технологических операций клеевого затягивания обуви, ускорить операции сбора заготовки верха обуви, повысить качество изготовления обуви и улучшить условия труда рабочих; -разработаны оптимальные параметры технологии клеевого затягивания обуви с использованием клея-расплава на основе отходов ПЭТФ для пакета материалов, что позволило получить клеевые соединения с показателями свойств, которые отвечают нормативным требованиям к качеству обуви. Результаты работы внедрены: - на Хмельницкой фабрике индивидуального пошива обуви на операциях изготовления обуви с использованием разработанного состава клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, фактически полученный годовой экономический эффект составляет 41360 грн. - на ОАО "Взуттекс" при клеевом изготовлении спецобувь с использованием разработанного состава клея-расплава на основе отходов ПЭТФ, фактически полученный экономический эффект составляет 3,76 грн. на пару обуви, годовой выпуск - 50 тыс. пар обуви. Приведены теоретические положения получения клеев-расплавов из отходов ПЭТФ-бутылок за механизмом химического рециклинга. Реализация этого положения предусматривает целеустремленную деструкцию исходного полимерного материала - отходов ПЭТФ бутылок под действием специального вещества - агенту деструкции, с целью получения соединений с заданными свойствами. Наиболее целесообразными агентами деструкции следует считать многоатомные спирты. Предложена модель химического рециклинга отходов ПЭТФ бутылок предусматривает такую последовательность реакций: - деструкция исходного полимера, синтез олигомеров, в результате обменных реакций; - образование разветвленных соединений. Предложен вероятный механизм процесса действия глицерина (Гл) на отходы ПЭТФ, который предусматривает получение широкого спектра адгезивных соединений. Для оценки физико-химических свойств полиестерного клея-расплава определены стандартные методики, которые предусмотрены нормативными документами, а именно: - физико-химические методы определения функциональных групп полимеров, вязкости, средневесовой и середнечисловой молекулярной массы полимеров, температуры размягчения; - спектроскопические методы анализа составов клея-расплава; - рентгенографический метод исследования; газохроматографический анализ клеев-расплавов; - физико-механические методы исследования клеевых соединений; - методы математического планирования и оптимизации.

Сведения о новизне разработки:
имеется патентов Украины -- 4 шт.

Результаты испытаний
Обеспечивает получение стабильных резуль

Возможность передачи за рубеж:
Продажа патентов
Продажа лицензий
Продажа технической документации
Совместное произв.,продажа, эксплуатация

Фотоприложение

Cтрана Украина

За дополнительной информацией обращайтесь:
E-mail: gal@uintei.kiev.ua