Preview

"Вестник Северо-Казахстанского университета имени Манаша Козыбаева"

Расширенный поиск

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА В РОТАЦИОННЫХ КОМПОЗИТАХ

https://doi.org/10.54596/2958-0048-2026-2-12-23

Аннотация

В работе рассмотрены современные методы утилизации пластиковых отходов (в частности полиэтилена (РЕ), как самого распространённого промышленного полимера) и показана наибольшая перспективность технологии вторичной переработки отходов РЕ. Выбрана перспективная технология переработки вторичного РЕ (rPE) - ротационное формование. Проанализированы все источники в международных патентных базах и БД Scopus и Web of Science с 2000 года в области использования rPE в ротационном формовании. Показано, что введение rPE в ротационные композиты позволяет получать изделия высокого качества, при снижении себестоимости продукции и одновременной утилизации отходов РЕ. Что значительно снижает экологическую нагрузку на окружающую среду. В заключении сделан вывод о перспективности использования rPE в ротационном формовании и как следствии построения зелёной циркуляционной экономики.

Об авторах

В. Ю. Тюканько
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Старший исследователь, кафедра "Химия и химические технологии", доктор phd, доцент

Петропавловск



А. А. Тасимова
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Студент 4-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



Д. К. Хасенова
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Студент 4-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



Е. Е. Ляхова
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Студент 4-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



Р. А. Тарунин
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Старший преподаватель, кафедра "Международный кампус" магистр

Петропавловск



Р. Р. Алпысов
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Магистрант 2-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



А. Г. Кусаинов
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Магистрант 1-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



Р. Е. Красильников
НАО "Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева"
Казахстан

Магистрант 1-ого курса, кафедра "Химия и химические технологии"

Петропавловск



Список литературы

1. Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use and fate of all plastics ever made // Science Advances. 2017. - Vol. 3. - DOI:10.1126/sciadv.1700782. - Cambridge, MA, USA.

2. Statistics of plastic production 1950–2025 // Sustainability. 2023. - Vol. 15, No. 9, 7181. - Basel, Switzerland.

3. Global plastic production and recycling levels in 2023 // Sustainability. 2024. - Vol. 16, No. 12, 5122. - Basel, Switzerland.

4. Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Environmental consequences of the growth in plastic waste // Science Advances. 2017. -Vol. 3. - DOI: 10.1126/sciadv.1700782. - Cambridge, MA, USA.

5. Plastics Europe. Plastics – the Facts 2022. Report. Brussels, Belgium. 2022.

6. Microplastics in marine ecosystems // Science. 2015. - Vol. 347, No. 6223, 1258362. - Washington, DC, USA.

7. Distribution of microplastics in the ocean // Environmental Research Letters. 2014. - Vol. 9, 124002. - Bristol, UK.

8. Zhaparova S.B., Bayazitova Z.E., Bekpergenova Zh.B. Use of plastic waste in the production of polymer-sanded tiles. Vestnik of Manash Kozybayev North Kazakhstan university. 2020; (3 (48)):219-229.

9. Khassenova A.K., Kuantkan B. From waste to wealth: international experience in improving the processing of production and consumption waste. Vestnik of Manash Kozybayev North Kazakhstan university. 2023;(1 (57)):74-80.

10. Our World in Data. Greenhouse gas emissions from plastics. 2023. - Oxford, UK.

11. Day R.H., Shaw D.G. The “Great Pacific Garbage Patch”: First report // Science. 1988. - Vol. 241(4867): 1073–1075. - Washington, DC, USA.

12. Rochman C.M. et al. Toxicity of microplastics to marine biota // Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 2014. - Vol. 111(47): 17254-17259. - Washington, DC, USA.

13. Jambeck J.R., Geyer R., Wilcox C., Siegler T.R., Perryman M., Andrady A., Narayan R., Law K.L. Plastic waste inputs from land into the ocean // Science. 2015. - Vol. 347(6223): 768-771. - Washington, DC, USA.

14. Lopez G., Artetxe M., Amutio M., Bilbao J., Olazar M. Recycling of polyethylene by pyrolysis: Process potential // Journal of Polymers and the Environment. 2020. - Vol. 28: 2341-2361. - New York, USA.

15. OECD. Global Plastic Pollution - Press Release. 22 Feb 2022. - Paris, France.

16. Sharuddin S.D.A., Abnisa F., Wan Daud W.M.A., Aroua M.K. Pyrolysis and gasification of plastic waste: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. - Vol. 139: 110704. - Amsterdam, Netherlands.

17. Сидоров И.П. Вторичные полимерные материалы: технология и применение. - Санкт-Петербург: Технолит, 2022. - 350 с.

18. Frontiers in Environmental Science. Environmental assessment of plastic waste disposal methods. 2022. -Vol. 10: 934190. - Lausanne, Switzerland.

19. CIEL Report. Reducing Plastic Production to Achieve Climate Goals. September 2023. - Washington, DC, USA.

20. Final Report D4.1-13. Applicability of rec-HDPE for rotational moulding. 2023. - Brussels, Belgium.

21. GAC Report. Rotational Molding of Plastics: Advantages and Applications. 2021. - London, UK.

22. Crawford R.J., Throne J.L. Rotational Molding of Plastics. 3rd ed. - Oxford: Elsevier, 2021. - 450 p.

23. Crawford R.J. Recent advances in the manufacture of plastic products by rotomoulding // Journal of Materials Processing Technology. 1996. - Vol. 56: 263-271. - Amsterdam, Netherlands.

24. Ogila K.O., Shao M., Yang W., Tan J. Rotational molding: A review of the models and materials // Express Polymer Letters. 2017. - Vol. 11: 778-798. - Budapest, Hungary.

25. Gupta N., Ramkumar P.L., Sangani V. Review on materials, additives, processability and parameters in rotational molding // Materials and Manufacturing Processes. 2020. - Vol. 35: 1539-1556. - Philadelphia, USA.

26. Crawford R.J. Rotational Molding Technology. 2nd ed. - New York: John Wiley & Sons, 2018. - 115 p.

27. Crawford R.J., Throne J.L. Rotational Molding Technology. - Norwich, New York: Plastics Design Library, 2002. - 288 p.

28. Ramírez-Vargas E., Sandoval-Arellano Z., Hernández-Valdez J.S., Martínez-Colunga J.G., Sánchez-Valdés S. Compatibility of HDPE/Post-consumer HDPE blends using compatibilizing agents // Journal of Applied Polymer Science. 2006. - Vol. 100: 3696–3706. - Hoboken, USA.

29. ARMO 2021 Report / IndustryARC Report. Rotational Moulding Market Analysis. 2020. - Hyderabad, India. Ж 22–35. Patent sources (WIPO, USPTO, CNIPA, CIPO): Polyethylene compositions and recycled polymer technologies for rotational molding. - 1993-2024. - Geneva (CH), Washington (US), Beijing (CN), Ottawa (CA).

30. Kelly-Walley J., Martin P., Ortega Z., Pick L., McCourt M. Recent advancements towards sustainability in rotomoulding // Materials. 2024. - Vol. 17: 2607. - Basel, Switzerland.

31. Pick L., Hanna P.R., Gorman L. Assessment of processibility and properties of post-consumer waste polyethylene in rotational moulding // Journal of Polymer Engineering. 2022. - Vol. 42: 374-383. - Berlin, Germany.

32. Cestari S.P.J., Martin P.R., Hanna P.P., Kearns M., Mendes L.C., Millar B. Use of virgin/recycled polyethylene blends in rotational moulding // Journal of Polymer Engineering. 2021. - Vol. 41: 509-516. - Berlin, Germany.

33. Díaz S., Ortega Z., McCourt M., Kearns M.P., Benítez A.N. Recycling of polymeric cable waste by rotational moulding // Waste Management. 2018. - Vol. 76: 199-206. - Amsterdam, Netherlands.

34. Chaisrichawla S., Dangtungee R. The use of recycled material in rotational molding for septic tank production // Materials Science Forum. 2018. - Vol. 936: 151-158. -Zurich, Switzerland.

35. Ferreira T., Mendes G.A., de Oliveira A.M., Dias C.G.B.T. Manufacture and characterization of PP and HDPE blocks for construction // Polymer. 2022- Vol. 14: 2463. - Amsterdam, Netherlands.

36. United States Patent and Trademark Office. 2023. Rotomolding compositions with controlled PCR segregation for improved adhesion. US20230093454A1.

37. United States Patent and Trademark Office. 2023. Rotomolding compositions enabling surface roughness control via recycled polymers. US20230124453A1.

38. United States Patent and Trademark Office. 2023. Phase segregation strategies for rotomolded products with enhanced surface adhesion. US20230339150A1.

39. World Intellectual Property Organization. 2025. Three-component polyethylene compositions with rPE for rotational molding. WO2025114813A1.

40. United States Patent and Trademark Office. 2024. High heat polycarbonate compositions including recycled thermoplastic content. US11912864B2.

41. United States Patent and Trademark Office. 2017. Stabilized polycarbonate blend with post-consumer recycled plastics. US9624370B2.

42. United States Patent and Trademark Office. 2022. High heat polycarbonate compositions including recycled thermoplastic content. US20220064439A1.

43. United States Patent and Trademark Office. 2022. Recycled and renewable polymeric composition for computer chassis. US20220127454A1.

44. Kelly-Walley, Jake & Martin, Peter & Ortega, Zaida & Pick, Louise & McCourt, Mark. (2024). Recent Advancements towards Sustainability in Rotomoulding. Materials. 17. 2607. 10.3390/ma17112607.

45. Pick, L.; Hanna, P.R.; Gorman, L. Assessment of Processibility and Properties of Raw Post-Consumer Waste Polyethylene in theRotational Moulding Process. J. Polym. Eng. 2022, 42, 374-383. [CrossRef]

46. Cestari, S.P.J.; Martin, P.R.; Hanna, P.P.; Kearns, M.; Mendes, L.C.; Millar, B. Use of Virgin/Recycled Polyethylene Blends inRotational Moulding. J. Polym. Eng. 2021, 41, 509-516. [CrossRef]

47. Díaz, S.; Ortega, Z.; McCourt, M.; Kearns, M.P.; Benítez, A.N. Recycling of Polymeric Fraction of Cable Waste by RotationalMoulding. Waste Manag. 2018, 76, 199-206. [CrossRef] [PubMed]

48. Shaker, R.; Rodrigue, D. Rotomolding of Thermoplastic Elastomers Based on Low-Density Polyethylene and Recycled NaturalRubber. Appl. Sci. 2019, 9, 5430. [CrossRef]

49. Cestari, S.P. Use of virgin/recycled polyethylene blends in rotational moulding / S.P. Cestari, P.J. Martin, P.R. Hanna, M.P. Kearns, L.C. Mendes, B. Millar // Journal of Polymer Engineering. - 2021. - Vol. 41, № 6. - P. 509-516.

50. Ramírez-Vargas, E.; Sandoval-Arellano, Z.; Hernández-Valdez, J.S.; Martínez-Colunga, J.G.; Sánchez-Valdés, S. Compatibility of HDPE/Postconsumer HDPE Blends Using Compatibilizing Agents. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 3696-3706.

51. Сestari, S.P.; Martin, P.J.; Hanna, P.R.; P. Kearns, M.; Mendes, L.C.; Millar, B. Use of Virgin/Recycled Polyethylene Blends in Rotational Moulding. J. Polym. Eng. 2021, 41, 509-516.

52. Oliveira, L.C. Mechanical and Thermal Degradation-Related Properties of Blends of Virgin Medium-Density Polyethylene and Recycled High-Density Polyethylene / L.C. Oliveira, M.A. Silva // Polymer Degradation and Stability. -2017. -Vol. 136, No. 3. - P. 120–128.

53. Müller, M., Kolář, V., & Mishra, R. K. (2024). Mechanical and Thermal Degradation–Related Performance of Recycled LDPE from Post–Consumer Waste. Polymers, 16(20), 2863.

54. Shaker, R., and D. Rodrigue. 2019. “Rotomolding of Thermoplastic Elastomers Based on Low–Density Polyethylene and Recycled Natural Rubber.” Applied Sciences 9 (24): 5430.

55. Data Bridge Market Research (2021), Global Rotomolding Market Report

56. ARMO 2021 Report / IndustryARC Report (2020), Rotational Moulding Market Analysis

57. Gomes F.P.C., Thompson M.R. Analysis of Mullins effect in polyethylene using ultrasonic guided waves. Polymer Testing, 60, 351–356 (2017). DOI: 10.1016/j.polymertesting.2017.04.020

58. Gomes F.P.C., West W.T.J., Thompson M.R. Effects of annealing and swelling to initial plastic deformation of polyethylene probed by nonlinear ultrasonic guided waves. Polymer, 131, 160–168 (2017). DOI: 10.1016/j.polymer.2017.10.041

59. ASTM D1693-21. Standard Test Method for Environmental Stress-Cracking of Ethylene Plastics. ASTM International, West Conshohocken, PA (2021).


Рецензия

Для цитирования:


Тюканько В.Ю., Тасимова А.А., Хасенова Д.К., Ляхова Е.Е., Тарунин Р.А., Алпысов Р.Р., Кусаинов А.Г., Красильников Р.Е. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА В РОТАЦИОННЫХ КОМПОЗИТАХ. "Вестник Северо-Казахстанского университета имени Манаша Козыбаева". 2026;(2 (70)):12-23. https://doi.org/10.54596/2958-0048-2026-2-12-23

For citation:


Tyukanko V.Y., Tassimova A.A., Khasenova D.K., Lyakhova E.E., Tarunin R.A., Alpysov R.R., Kusainov A.G., Krasilnikova R.E. PROSPECTS FOR USING RECYCLED POLYETHYLENE IN ROTARY COMPOSITES. Bulletin of Manash Kozybayev North Kazakhstan University. 2026;(2 (70)):12-23. (In Russ.) https://doi.org/10.54596/2958-0048-2026-2-12-23

Просмотров: 17

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2958-003X (Print)
ISSN 2958-0048 (Online)