Призначення розробки: Розробка технології виготовлення та використання клеїв-розплавів для взуттєвого виробництва з відходів поліетилентерефталатної упаковки (ПЕТФ).

Рекомендована область застосування: Легка промисловість включаючи взуттєве виробництво.

Технічна характеристика: Розроблено технологію використання клеїв-розплавів, отриманих хімічним рециклінгом відходів поліетилентерефталатної упаковки у взуттєвому виробництві. Доведено, що продукти переробки відходів володіють всіма необхідними властивостями для використання їх у якості адгезивів. Встановлено оптимальні технологічні режими виготовлення клеїв-розплавів, які можна використовувати на операціях клейового затягування взуття. Доведено залежність адгезивних властивостей клеїв-розплавів від хіміко-технологічних факторів процесу їх отримання. Оптимізовано технологічні параметри формування клейового з'єднання для клейового затягування взуття. Клейові з'єднання, отримані на основі отриманих клеїв-розплавів характеризуються високими показниками міцності та експлуатаційними властивостями. Застосування розробленого клею-розплаву у клейовому затягуванні взуття, дозволить знизити температурний режим роботи обладнання, прискорити операції збирання заготовки взуття, підвищити якість виготовлення взуття та поліпшити умови праці робітників. Наукова новизна одержаних результатів: -встановлено вплив хіміко-технологічних параметрів технології переробки відходів ПЕТФ на адгезивні властивості продуктів; -вперше запропонований механізм дії гліцерину на відходи ПЕТФ в залежності від співвідношення вихідних продуктів реакції, температури проведення процесу, типу і концентрації каталізатору у реакційній суміші та способу вилучення побічних продуктів; -одержані та проаналізовані математичні моделі впливу технологічних параметрів операцій клейового затягування взуття на міцність клейових з'єднань. Практичне значення одержаних результатів: -розроблено спосіб переробки відходів ПЕТФ, який дозволяє отримати продукти для подальшого використання у якості клею-розплаву для виготовлення взуття; -запропоновано оптимальний склад поліестерного клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, використання якого на операціях клейового затягування взуття, дозволяє знизити температурні параметри технологічних операцій клейового затягування взуття, прискорити операції збирання заготовки верху взуття, підвищити якість виготовлення взуття та поліпшити умови праці робітників; -розроблено оптимальні параметри технології клейового затягування взуття з використанням клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ для пакету матеріалів, що дозволило отримати клейові з'єднання з показниками властивостей, які відповідають нормативним вимогам до якості взуття.

Переваги перед аналогами: В порівнянні з закордонними та вітчизняними (єдиний в Україні поліестерний КР-16-20, виготовлений з використанням первинної сировини) аналогами розроблений склад клею-розплаву характеризується високими міцністними та експлуатаційними характеристиками, до того ж використання його за розробленими технологічними режимами дозволить: - зменшити температурні параметри операцій клейового затягування взуття; - скоротити процес виготовлення взуття, шляхом поєднання операцій і одностороннім нанесенням клею; - поліпшити умови праці робітників, шляхом уникнення роботи з розчинниками; - підвищити продуктивність праці, внаслідок збільшення швидкості склеювання; - налагодити вітчизняне виробництво клеїв з порівняно низькою вартістю виготовлення. Основним недоліком технології формування клейових з'єднань з використанням існуючих складів клеїв-розплавів є досить високі температурні показники процесу склеювання та висока в'язкість адгезивів, що передбачає більш складне виконання окремих вузлів обладнання.

Стадія завершеності розробки: Впроваджено в виробництво

Техніко-економічний ефект: Виробництво клеїв-розплавів для взуттєвого виробництва потребує залучення значних обсягів природних ресурсів, кількість яких в останні роки помітно скорочується. В Україні відсутня сировинна база для їх виробництва. Імпортери завозять на Україну понад 150 тис.т. синтетичних полімерів для пакувальної галузі, які після використання стають відходами. Одним з шляхів вирішення цих питань є виробництво клеїв-розплавів з залученням вторинної полімерної сировини. Екологічний ефект від впровадження проекту полягає у: - зменшенні кількості накопичених відходів ПЕТФ, - зменшенні площ земель під полігони та парникових емісій у атмосферу, Cоціальний ефект - пов'язаний зі створенням додаткових робочих місць. На сьогодні потреба ринку України у клеях-розплавах різного призначення (упаковка, гофрокартон, топографія, етикетування, взуттєве виробництво) складає понад 500-600 т/міс. Усереднена ціна імпортних клеїв 25-30 грн/кг. Ціна розроблених - 10-12 грн/кг. Виграш у ціні буде складати понад 3 млн.грн/міс. В порівнянні з закордонними та вітчизняними (єдиний в Україні поліестерний КР-16-20, виготовлений з використанням первинної сировини) аналогами розроблений склад клею-розплаву характеризується високими міцністними та експлуатаційними характеристиками, до того ж використання його за розробленими технологічними режимами дозволить: - зменшити температурні параметри операцій клейового затягування взуття; - скоротити процес виготовлення взуття, шляхом поєднання операцій і одностороннім нанесенням клею; - поліпшити умови праці робітників, шляхом уникнення роботи з розчинниками; - підвищити продуктивність праці, внаслідок збільшення швидкості склеювання; - налагодити вітчизняне виробництво клеїв з порівняно низькою вартістю виготовлення. Основним недоліком технології формування клейових з'єднань з використанням існуючих складів клеїв-розплавів є досить високі температурні показники процесу склеювання та висока в'язкість адгезивів, що передбачає більш складне виконання окремих вузлів обладнання. Таким чином створення вітчизняного виробництва клеїв-розплавів на основі рециклатів є надзвичайно актуальним і екологічно привабливим проектом. Результати роботи впроваджено: - на Хмельницькій фабриці індивідуального пошиття взуття на операціях виготовлення взуття з використанням розробленого складу клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, фактично отриманий річний економічний ефект складає 41360 грн. - на ВАТ "Взуттекс" при клейовому виготовленні спецвзуття з використанням розробленого складу клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, фактично отриманий економічний ефект складає 3,76 грн. на пару взуття, річний випуск - 50 тис. пар взуття.

Опис розробки:
()
Мета проекту. Мета проекту полягає у розробці технології виготовлення та використання клеїв-розплавів для взуттєвого виробництва з відходів поліетилентерефталатної упаковки (ПЕТФ). Сучасний стан проблеми в світі і в Україні На початку 1990-х років, після розпаду колишнього СРСР більшість підприємств з виготовлення взуття опинились у скрутному становищі, яке пов'язано зі зменшенням кількості вітчизняних матеріалів для виробництва взуття та допоміжних матеріалів, таких як, клеї, фурнітура, т.п. Криза у легкій промисловості частково пов'язана і з становищем в хімічній промисловості країни, яка за браком вітчизняної сировини немає можливості виготовляти такі матеріали. За умови існуючого стану, щодо матеріалів для легкої промисловості, в тому числі і для взуттєвого виробництва, можливим варіантом рішення цієї проблеми може стати використання вторинної сировини, а саме, полімермістких промислових та побутових відходів. Доцільність цього напрямку зумовлена тим, що обсяги використання полімерних матеріалів кожних 5 років збільшуються вдвічі, і на сьогоднішній час досягають 180 млн т на рік. За даними Міністерства економіки України, щорічно на промислових підприємствах та в житловому фонді міст і селищ країни накопичується майже 6 млн.т відходів, серед яких близько 50% складають відходи упаковки, значну частку серед них (до 10 % за масою та 40 % за обсягом), займають відходи полімерних матеріалів, які можна використовувати в якості сировини для виготовлення поліестерних клеїв-розплавів для взуттєвої промисловості. Згідно з статистичними даними на сьогодні у світі накопичується 1,7 млн т відходів пластмас в с. З них 10 % відходів спалюється, 10 % відходів перетворюється в рециклат, а 80 % підлягає захороненню, тобто 2/3 відходів наповнюють землю. Характерною особливістю структурного складу побутових відходів, які постійно накопичуються, є зростаюча частка в них відходів споживання пляшок з поліетилентерефталату (ПЕТФ), що широко застосовується для пакування різноманітних рідинних продуктів: мінеральної та столової води, шкогольних та слабоалкогольних напоїв, фруктових соків, сиропів, рослинних олій, оцту тощо. В Україні відходи цих пляшок, за орієнтованими розрахунками, враховуючи постачання імпортної продукції, складають сьогодні понад 100-120 тис т на рік. На відміну від країн ЄС та США в Україні не організовані системи збору ПЕТФ-пляшок, а вони відправляються на звалище. Цей невикористаний ресурс лежить на землі, якщо враховувати відсутність в країні власного виробництва ПЕТФ полімеру. У той же час необхідно відзначити, що ПЕТФ являє собою полімер з унікальними експлуатаційними властивостями і тому відходи виробів з цього матеріалу після відповідної підготовки і переробки можуть мати певну економічну цінність для виготовлення нових продуктів. За умови розробки сучасних технологій утилізації відходів ПЕТФ, їх можна розглядати, як потужне джерело напівпродуктів для виготовлення допоміжних матеріалів для взуття, такі як клеї-розплави, для найбільш продуктивних технологій виготовлення взуття. Застосування клеїв-розплавів дозволяє: - з економічної точки зору - підвищити продуктивність праці, - з технологічної-механізувати і автоматизувати процеси зборки взуття. Основні ідеї, результати попередніх досліджень та розробок, які покладено в основу проекту. На сьогодні так і залишається не вирішеним питання забезпечення взуттєвого виробництва вітчизняними клеями-розплавами, які дають змогу підвищити ефективність технологічного процесу. Разом з тим кількість вторинної полімерної сировини, яка б могла з успіхом бути використана при виробництві таких клеїв з року в рік збільшується. Більшість технологій, які використовують для переробки таких відходів - механічні і не дають змогу отримувати нові матеріали. Для досягнення поставленої мети в роботі були сформульовані та вирішені основні завдання: -розробка способу отримання клеїв-розплавів, шляхом хімічної переробки відходів ПЕТФ-пляшок, з подальшим використанням їх у операціях виготовлення взуття; -дослідження механізму хімічного рециклінгу та впливу хіміко-технологічних факторів процесу переробки відходів ПЕТФ на властивості отриманих клеїв-розплавів; -оптимізація технологічних параметрів застосування отриманих клеїв-розплавів на основі відходів ПЕТФ при клейовому затягуванні взуття; -дослідження основних показників властивостей клеїв-розплавів на основі відходів ПЕТФ. Об'єкт дослідження - процес отримання клеїв-розплавів на основі вторинної сировини для взуттєвого виробництва. Предмет дослідження - технологія виготовлення та використання клеїв-розплавів на основі відходів поліетилентерефталату у взуттєвому виробництві. Новизна проекту, технологічні та технічні аспекти виконання проекту. Наукова новизна одержаних результатів: -встановлено вплив хіміко-технологічних параметрів технології переробки відходів ПЕТФ на адгезивні властивості продуктів; -вперше запропонований механізм дії гліцерину на відходи ПЕТФ в залежності від співвідношення вихідних продуктів реакції, температури проведення процесу, типу і концентрації каталізатору у реакційній суміші та способу вилучення побічних продуктів; -одержані та проаналізовані математичні моделі впливу технологічних параметрів операцій клейового затягування взуття на міцність клейових з'єднань. Практичне значення одержаних результатів: -розроблено спосіб переробки відходів ПЕТФ, який дозволяє отримати продукти для подальшого використання у якості клею-розплаву для виготовлення взуття; -запропоновано оптимальний склад поліестерного клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, використання якого на операціях клейового затягування взуття, дозволяє знизити температурні параметри технологічних операцій клейового затягування взуття, прискорити операції збирання заготовки верху взуття, підвищити якість виготовлення взуття та поліпшити умови праці робітників; -розроблено оптимальні параметри технології клейового затягування взуття з використанням клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ для пакету матеріалів, що дозволило отримати клейові з'єднання з показниками властивостей, які відповідають нормативним вимогам до якості взуття. Результати роботи впроваджено: - на Хмельницькій фабриці індивідуального пошиття взуття на операціях виготовлення взуття з використанням розробленого складу клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, фактично отриманий річний економічний ефект складає 41360 грн. - на ВАТ "Взуттекс" при клейовому виготовленні спецвзуття з використанням розробленого складу клею-розплаву на основі відходів ПЕТФ, фактично отриманий економічний ефект складає 3,76 грн. на пару взуття, річний випуск - 50 тис. пар взуття. Наведені теоретичні положення отримання клеїв-розплавів з відходів ПЕТФ-пляшок за механізмом хімічного рециклінгу. Реалізація цього положення передбачає цілеспрямовану деструкцію вихідного полімерного матеріалу - відходів ПЕТФ пляшок під дією спеціальної речовини - агенту деструкції, з метою отримання сполук з заданими властивостями. Найбільш доцільними агентами деструкції слід вважати багатоатомні спирти. Запропонована модель хімічного рециклінгу відходів ПЕТФ пляшок передбачає таку послідовність реакцій: - деструкція вихідного полімеру, синтез олігомерів, внаслідок обмінних реакцій; - утворення розгалужених сполук. Запропонований ймовірний механізм процесу дії гліцерину (Гл) на відходи ПЕТФ, який передбачає отримання широкого спектру адгезивних сполук. Для оцінки фізико-хімічних властивостей поліестерного клею-розплаву визначені стандартні методики, які передбачені нормативними документами, а саме: - фізико-хімічні методи визначення функціональних груп полімерів, в'язкості, середньовагової та середньочислової молекулярної маси полімерів, температури розм'якшення; - спектроскопічні методи аналізу складів клею-розплаву; - рентгенографічний метод дослідження; газохроматографічний аналіз клеїв-розплавів; - фізико-механічні методи дослідження клейових з'єднань; - методи математичного планування та оптимізації.

Відомості про новизну розробки:
є патентів України -- 4 шт.

Результати дослiджень
Забезпечує отримання стабільних результ

Можливість передачі за кордон:
Продаж патентів
Продаж ліцензій
Продаж техничної документації
Спільне виробництво,продаж,эксплуатація

Фотодоповнення

Країна Україна

Для отримання додаткової інформації звертайтесь::
E-mail: gal@uintei.kiev.ua