Polystyren je rozšířeným plastovým materiálem s celou řadou forem a možností využití. Jeho specifikem jsou různé odpadové toky lišící se zejména způsobem sběru. Jelikož se polystyren používá také jako obalový materiál, končí odpad z něj i v obecních systémech. Odtud se předává k dalšímu zpracování a při splnění některých podmínek může být úspěšně recyklován, neboť dobrá recyklovatelnost je jednou z výhod tohoto materiálu. Navíc má jeho recyklace v Česku dlouhou tradici.
Hlavní druhy polystyrenu
Pravděpodobně nejznámější formou polystyrenu je pěnový (expandovaný) polystyren – EPS, což je však jen jedna z řady modifikací standardního polystyrenu označovaného jako GPPS. Polystyren již více než 60 let patří mezi nejběžněji používané termoplasty a spolu s polyetylenem, polypropylenem a polyvinylchloridem pak představuje plasty produkované v největší míře.
Mezi hlavní přednosti standardního polystyrenu lze zařadit dobrou tvrdost, vynikající optické vlastnosti, mimořádnou průhlednost, malou nasákavost vody a velmi dobré elektrické a dielektrické vlastnosti. Na druhou stranu je poměrně křehký a málo chemicky odolný, zejména vůči organickým rozpouštědlům.
Polystyren je možné dále modifikovat přidáním některých látek, čímž vznikají jeho další varianty.
- Standardní polystyren (GPPS) je tvrdý, křehký, čirý a průhledný polymer s vysokým leskem. Vyrábějí se z něj kupříkladu výrobky pro zdravotnické a laboratorní účely (zkumavky, pipety, Petriho misky apod.), kelímky na jednorázové použití, obaly na CD, lahve, víka, podnosy a jídelní tácy, přepravky, nátěry na lesklé papíry atd. Jeho recyklací je možné získat opět GPPS.
- HIPS(nárazu odolný, houževnatý polystyren) je kopolymer z butadien-styrenového kaučuku, který má nižší pevnost a tuhost, ale zvýšenou tažnost. Vlivem kaučukových částic je mléčně zakalený. Používá se na výrobky, jež mají odolávat nárazům jako například obaly a výrobky na jednorázové použití (kelímky, příbory), spotřební elektronika, hračky, chladicí vložky a počítačové kryty, různé díly nábytku, ramínka na oděvy, kryty disků automobilových kol, krabice na potraviny, díly do chladniček apod. Jeho recyklací se získává opět HIPS.
- BOPS– Biaxiálně orientované polystyrenové fólie jsou běžně vyráběny v tloušťkách mezi 100–800 μm a používají se nejčastěji jako smršťovací fólie.
- XPS – Pro výrobu extrudovaného polystyrenu se používá podobná surovina jako pro pěnový polystyren, rozdíl je ale v systému vypěňování. Extruzí (vytlačováním) taveniny GPPS za současného sycení vypěňovadlem vzniká materiál s minimální nasákavostí a velkou pevností. Uplatňuje se zejména jako tepelná izolace v přímém styku s vlhkostí (spodní stavba, inverzní ploché střechy) nebo izolace s vysokým zatížením (průmyslové podlahy, parkoviště, střešní terasy apod.). Své místo má rovněž ve výrobě obalů. Ačkoliv na první pohled vypadá stejně jako pěnový polystyren, odlišnosti lze spatřit v místě lomu, kdy XPS je na lomu hladký, kdežto pěnový polystyren má patrné jednotlivé buňky. Zároveň bývá často obarven například na růžovou nebo zelenou barvu. Přítomnost barviv však komplikuje jeho recyklaci, která je možná, a to opět do podoby GPPS.
- EPS– Expandovaný polystyren je vyroben z napěněných polystyrenových kuliček, přičemž samotný polystyren představuje jen cca 2 % objemu, zbytek tvoří vzduch. Kromě toho obsahuje také styrenové kopolymery a různé přísady (aditiva). Jeho vlastnosti jsou ovlivněny obsahem tzv. nadouvadel, nejčastěji pentanu. EPS má výborné izolační vlastnosti, proto je hojně využíván ve stavebnictví, a to buď jako tzv. fasádní polystyren nebo ve formě desek k tepelné či zvukové izolaci podlah. Pro své vlastnosti je taktéž ceněný v obalovém průmyslu, kde bývá součástí obalů křehkých předmětů jako tzv. ochranný obal tlumící nárazy při manipulaci a dopravě. Kromě toho slouží rovněž k výrobě podnosů, talířů, misek, termoboxů či kelímků na nápoje.
Výroba EPS
Základní surovinou pro výrobu pěnového polystyrenu je tzv. zpěňovatelný polystyren, který se výrobcům dodává ve formě tzv. perlí – malých kuliček (v několika velikostních skupinách od 0,3 do 2,8 mm v závislosti na konkrétní aplikaci) obsahujících GPPS a 4–7 % nadouvadla.
Zpěňovatelný polystyren se předpěňuje působením syté vodní páry v předpěňovacích zařízeních. Během tohoto procesu perle zvětší svůj objem díky pentanu na dvaceti až padesátinásobek a uvnitř každé z nich vznikne jemná buněčná struktura.
Následně se předpěněnými perlami vyplní prostor formy, která má ve stěnách parní trysky. Působením syté vodní páry dojde k pevnému spojení jednotlivých buněk a vytvoření kompaktního bloku, jenž odpovídá tvaru formy. Při výrobě fasádního EPS, kde má forma tvar kvádru, je vyrobený EPS blok po vyzrání rozřezán teplým odporovým drátem na desky, které se následně zabalí a expedují. Výroba obalů z EPS probíhá stejným způsobem, liší se pouze tvarem forem. Ačkoliv je tato varianta bezodpadová, jejím nedostatkem je poměrně nákladná výroba forem.
Tímto nedostatkem netrpí druhá z možností – 3D obrábění EPS bloků, u něhož však při opracování naopak odpad vzniká, když je však opět recyklovatelný.
Zajímavosti o EPS
Důležitou vlastností EPS je velmi nízká hustota (objemová hmotnost) pohybující se v rozmezí 11 až 35 kg/m3, kdy nejčastěji bývá 18 kg/m3. Tuto hodnotu lze pak používat při různých výpočtech nebo odhadech, např. u přepravních nákladů, nároků na prostor apod. Běžnou kalkulací je kupříkladu hmotnost kamionu naplněného EPS, která dosahuje 600 až 1 000 kilogramů.
Některé výrobky z EPS je nově zakázáno uvádět na trh na základě směrnice o jednorázových plastech (SUPD). Zákaz se však vztahuje jen na velmi malý okruh obalů, zejména balení potravin a nápojů určených k okamžité spotřebě, např. kelímky a termoobaly na jídlo. Obdobné výrobky z XPS paradoxně uvádět na trh zakázáno není.
Recyklace PS
Odpady z GPPS a HIPS obvykle končí ve žlutých kontejnerech na sběr plastů, odkud putují na dotřiďovací linky. Na ručních dotřiďovacích linkách se zpravidla nedotřiďují na úroveň samotného polymeru, ale většinou jsou součástí směsných plastů určených k regranulaci nebo intruzi do forem. Automatizované linky však dokážou PS snadno dotřídit jako samostatný materiál a nabízet ho k dalšímu využití. V současné době se v Evropě budují zpracovatelské kapacity, které se zaměřují na opakovanou recyklaci PS do výrobků určených pro styk s potravinami.
Recyklace EPS
EPS je s ohledem na své jednoduché chemické složení dobře recyklovatelný, a to hned několika metodami. Základní podmínkou pro kvalitní recyklaci je materiálová čistota a minimální kontaminace pevnými nečistotami jako jsou zbytky stavebních hmot, lepicích pásek nebo potravin.
Závažnou komplikací pro recyklaci EPS je přítomnost inhibitorů hoření ve fasádnímpěnovém polystyrenu. Před rokem 2015 se běžně používal hexabromcyklododekan (HBCD, nebo též HBCDD), u něhož existuje silné podezření na karcinogenní vlastnosti a škodlivost pro životní prostředí, a proto bylo jeho používání zakázáno. Nicméně zejména ve starším fasádním polystyrenu, typicky v tom, který je doposud součástí opláštění budov, se stále vyskytuje. Zpracovatelé odpadního polystyrenu nemohou HBCD odstranit běžnými způsoby, a proto EPS, který jej obsahuje, nepřijímají. Jedinou možností, jak jej zpracovat je odstranění ve spalovnách nebezpečných odpadů.
Recyklace ve výrobní technologii
Drť z EPS pocházející kupříkladu z odpadů z výroby, ale taktéž z nekontaminovaných odpadů z obecních, průmyslových či živnostenských sběrů, se přidává k předpěněným perlám a znovu se použije pro výrobu nového EPS.
Pro recyklaci ve výrobní technologii se odpadní EPS dodává volně ložený nebo mírně drcený. Recyklací EPS ve výrobní technologii se u nás zabývá většina výrobců EPS, ačkoli v řadě případů zpracovávají vlastní výrobní odpady. Naopak XPS touto metodou není možné zpracovat.
Regranulace
EPS lze regranulovat klasickými recyklačními postupy. Výsledným produktem je rPS granulát, jenž má vlastnosti a použití obdobné s GPPS. Pro regranulaci se EPS dodává obvykle drcený a za studena lisovaný do hranolů nebo tavený do ingotů, a to zejména z důvodu snižování přepravních nákladů. Výroba ingotů je technologicky náročnější a méně rozšířená, naopak drcení a lisování provádí celá řada svozových firem. EPS pro regranulaci musí být maximálně čistý, a to z důvodu citlivosti recyklační technologie zejména na přítomnost stavebních hmot. V ČR jsou provozovány technologie na regranulaci PS včetně EPS a XPS. Regranulace XPS je složitější, zejména kvůli různobarevnosti a přítomnosti aditiv.
Výroba EPS drtí
Výroba EPS drtí je v ČR poměrně rozšířená, avšak v západní Evropě téměř neznámá metoda, která není technologicky náročná. Pomocí drtičů se rozbije struktura EPS až na úroveň jednotlivých buněk (kuliček). Vzniklý materiál se používá pro stavebně izolační zásypy, foukané izolace nebo jako příměs do lehčených a izolačních betonů. K recyklaci se EPS dodává volně ložený, XPS se touto metodou nezpracovává. Výrobou EPS drtí se v ČR zabývá řada zejména menších firem.
Zpracovatelské kapacity na EPS jsou v ČR dostatečné a dokážou pojmout veškerý vytříděný EPS, a to i v případě budoucího navyšování vytříděného množství.
Komentáře