Эволюция взглядов на полимеры
Полимеры стремительно ворвались в нашу жизнь в далекие уже 50-е годы прошлого столетия. Из них стали делать буквально все – ведь эти новые материалы с универсальными возможностями оказались дешевыми и долговечными. Впрочем, довольно скоро стало ясно, что за преимуществами скрываются будущие проблемы с переработкой отходов. И теперь применение полимеров подвергается критике, но во многих областях без них невозможно обойтись. А альтернативные, вроде бы более экологичные материалы тоже так или иначе оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Обсудим историю и перспективы применения полимерных материалов, ставших предметом острых дискуссий.
Из чего мы исходили … и куда идем теперь
Пластмассы бывают разными. От полимеров, используемых для изготовления товаров массового спроса, требуется лишь отсутствие токсичных веществ, тогда как к промышленным полимерам предъявляется гораздо более широкий спектр требований – от механических свойств до законодательных ограничений. И в этой связи нелегко определить, в каких случаях возможны экономия, сокращение расхода материалов или использование переработанного сырья. Фактом является то, что прошлый и нынешний опыт применения полимерных материалов ставит перед нами множество задач.
Ретроспектива: пластик такой легкий!
Пожалуй, сегодня не каждый поймет тот безоговорочный восторг, который полимерные материалы вызывали в середине XX века. Но если задуматься, станет ясно, что эта эйфория определялась очевидными преимуществами. В то время для изготовления оборудования любого рода использовались в основном металлы – дорогостоящие и тяжелые. И появившийся новый материал – стойкий, обладающий электро-, тепло- и звукоизоляционными свойствами и к тому же легкий и дешевый – произвел настоящую революцию в технике. Такие качества и возможность массового производства сделали полимерные материалы одной из основ экономического бума, произошедшего после окончания Второй мировой войны.
Даниэль Кармин Маноччио, начальник лаборатории материалов в компании Kärcher, поясняет: «Каждая новая технология вызывает ажиотаж на этапе ее широкого внедрения. Достаточно вспомнить хотя бы о мечтах о легковом автомобиле с ядерным двигателем или нынешних надеждах на искусственный интеллект. Но в конце концов восторг всегда наталкивается на реальность». Полимерные материалы оказались и для компании Kärcher шагом к созданию перспективных, более эргономичных продуктов. Первый мобильный аппарат высокого давления HD 555, выпущенный в 1984 году, весил целых 15 кг и, хотя и допускал переноску, не обеспечивал пользователю удобства в работе. «Пластмассовые детали позволили существенно уменьшить массу, и сегодня аппараты такого рода весят от 5 до 10 кг», – говорит Маноччио.
А еще одним аспектом, впечатлявшим людей на ранней стадии широкого внедрения полимеров, была их долговечность, рассматривавшаяся тогда как очевидное преимущество с точки зрения продления срока службы продуктов.
Сегодняшний взгляд: положение дел с повторным использованием
Массовая переработка полимеров началась лишь в XXI веке – с целью использования измельчаемых отходов производства в качестве добавки при изготовлении продукции для экономии материалов и, соответственно, затрат. Однако полноценное повторное использование полимерного сырья, предполагающее, например, плавление сортируемых отходов или их химическую обработку по методу пиролиза, все еще дорого и не нашло широкого распространения. «В технической области полимеры играют столь важную роль потому, что они позволяют целенаправленно варьировать свои свойства путем изменения состава и структуры, – говорит Маноччио. – Но это значит также, что при переработке отходов различных полимерных материалов крайне важна их тщательная предварительная сортировка. В противном случае примеси способны радикально ухудшить качество получаемого вторичного сырья». К тому же изделия из первичного сырья часто оказываются не только более качественными, но и более дешевыми, чем произведенные с использованием вторичного сырья.
Однако Маноччио наблюдает определенное движение на рынке: «Каждому понятно, что еженедельно выбрасываемые флаконы из-под шампуня представляют проблему. Впрочем, все больше людей начинает осознавать, что и в Минимойках высокого давления есть пластмассовые детали и что отслужившие электроприборы вообще не должны просто выбрасываться с бытовым мусором». С 2012 года компания Kärcher в 4 раза увеличила долю переработанного сырья в изготавливаемой технике, а с конца 2018 года стала использовать технологию Technyl4Earth для производства струйных трубок (см. п. «Из старого – новое»). В рамках стратегии устойчивого развития оптимизируются и другие аспекты производственной деятельности, вплоть до уменьшения объемов упаковочных материалов (см. п. «Чем меньше, тем лучше»).
Перспектива: что экологичней?
Пожалуй, каждый человек порой задается вопросом о том, какие действия необходимы для защиты нашей планеты. «Надо сказать, что ответ на него неоднозначен, даже когда речь идет о простейших вещах, – констатирует Маноччио. – Например, если по дороге из магазина бумажный пакет намок и порвался, то использование многоразового пластикового пакета оказалось бы более экологичным решением».
В компании Kärcher экологические аспекты принимаются во внимание уже на стадии разработки новых продуктов. Законодательную основу для этого образует экологическая директива ЕС, часть положений которой приобрела глобальную роль. Ключевой идеей является создание конструкций, пригодных для использования вторичного сырья. Она призвана также противостоять мнению о том, что следование принципам устойчивого развития лишь удорожает продукцию. «Если мы уменьшаем материалоемкость, продукт становится дешевле. Если мы заменяем композитные материалы материалами, полученными из вторичного сырья, то в долгосрочном плане это обойдется дешевле, – разъясняет Маноччио. – Если, наконец, мы отказывается от такой мелочи, как полиэтиленовый пакет для упаковки принадлежностей, то это тоже дешевле. И все это благоприятно для окружающей среды». Еще одной центральной задачей, решению которой в ЕС придается особое значение, является организация производства с замкнутым циклом, базирующегося на принципах экономии и повторного использования материалов (см. интервью с Лео Штайном, референтом отдела политики в области экологии и использования материалов в Центральном объединении предприятий электротехнической и электронной промышленности (ZVEI)).
В конечном счете, каждое предприятие и каждый отдельный человек должны изменить свое поведение для того, чтобы сохранить нашу планету пригодной для жизни будущих поколений. Даниэль Кармин Маноччио резюмирует: «Путь в будущее складывается из неисчислимо многих, неизмеримо малых шагов, которые огромное количество людей должно сделать вместе. Мы должны вступить на этот путь и не бояться тех трудностей, с которыми нам предстоит столкнуться».
«Партнерство –это путь в будущее.»
Интервью с Лео Штайном (ZVEI)
Г-н Штайн, каковы, на Ваш взгляд, основные тренды в сфере бизнеса, связанные с устойчивым развитием?
Их много, и я, пожалуй, ограничусь институциональной стороной дела. Выработанный Еврокомиссией план действий по развитию циркулярной экономики задает для компаний определенные ориентиры на ближайшие годы. Речь идет, в частности, о производственной политике, отвечающей критериям устойчивого развития, экологичном дизайне и праве на ремонт. Этот аспект позволяет понять, насколько сложны взаимосвязи: например, кому может быть предоставлено право осуществлять ремонт без конфликта с предусмотренными законодательством гарантийными обязательствами производителя? Чтобы двигаться вперед, нам необходимы новые идеи и подходы – и они уже прорабатываются.
А что конкретно прорабатывается?
Разные предприятия исследуют новые методы переработки, например, предназначенные для получения вторичного полимерного сырья. Вторичные материалы, получаемые химическими методами, оказываются чистыми, но пока еще довольно дорогими. А механические методы не всегда гарантируют качество, необходимое для бесперебойного производства. Вероятно, в будущем появятся технологии, комбинирующие применение разных методов и материалов, – ведь для разных отраслей промышленности не подходят единые рецепты.
Другие идеи направлены на сокращение расхода материалов – и не только полимерных. Например, согласно действующим в ЕС предписаниям к каждому продукту должны прикладываться сведения о всех его основных характеристиках. Оформление бумажной документации приводит к колоссальным затратам ресурсов. В качестве альтернативы нашим объединением предлагается заманчивый проект цифровой фирменной таблички, позволяющий предприятиям предоставлять информацию в стандартизированной электронной форме.
А теперь вопрос лично Вам: что нужно делать, чтобы обеспечить стабильное будущее?
Во-первых, уже сейчас ясно, что к прогрессу ведет партнерство. Совместными усилиями производители электронной техники, первичного и вторичного сырья способны достичь многого. Во-вторых, нам следует отказаться от необоснованных сомнений – во многих случаях надо просто делать то, что намечено. В-третьих, я считаю, что ответственность должны нести все мы. Так что и я, Лео Штайн, должен поразмыслить над тем, что мне действительно необходимо, как правильно избавиться о того, что уже не нужно, и что можно еще отремонтировать.
Над чем работает Kärcher
Чем меньше, тем лучше: уменьшение объемов упаковочных материалов
Когда речь заходит о проблеме экономии материалов, центральную роль в ее решении играет упаковка. Картонные коробки для выпускаемых Kärcher портативных моек OC 3 включали ранее четыре вкладыша из пенополистирола, защищавших аппарат во время транспортировки. Но применения этого полимерного материала удалось избежать: саму коробку сделали меньше и разработали для нее вкладыши из картона. В результате объем упаковки уменьшился на 20 %, и в ней теперь вообще нет пластика. При этом стоимость упаковки снизилась на 45 %.
Из старого – новое: переработка подушек безопасности и океанического пластика
Kärcher – одна из первых компаний, применивших в серийном производстве продуктов для потребительского рынка разработанную компанией Domo технологию Technyl4Earth. Полимерный материал получается в результате переработки возвращаемых автомобильных подушек безопасности или отходов их производства. Чтобы изготавливаемые из него струйные трубки для аппаратов высокого давления были достаточно прочными и устойчивыми к давлению, полиамид упрочняется стекловолокном, доля которого составляет 30 %.
Кроме того, Kärcher интенсивно исследует возможности использования океанического пластика. Большая часть полимерных материалов, оказавшихся в водах морей и океанов, представляет собой отходы упаковки, изготовленной из полиэтилена, полиэтиленгликольтерефталата, полипропилена или поливинилхлорида. На предприятиях Kärcher такое вторичное сырье практически не используется, но но мы все равно занимаемся изучением возможностей его переработки.
Что еще могло бы Вас заинтересовать?
Когда вся связано в единую сеть
Цифровизация, использование робототехники и технологий искусственного интеллекта: эти глобальные тенденции оказывают колоссальное влияние на производственные предприятия во всем мире. Люди, техника и производственные технологии все теснее соединяются друг с другом в целях повышения производительности и эффективности работы. Для сотрудников это часто означает облегчение физического труда, но вместе с тем появление принципиально новых, все более сложных задач, требующих высокой квалификации. Куда приведет этот путь, точно не знает никто, но в любом случае он сам по себе является захватывающим и таит огромные возможности.
Будущее мобильных источников энергии
Аккумуляторная техника в последнее время у всех на слуху, а в 2019 году за разработку новых аккумуляторных технологий трое ученых были даже удостоены Нобелевской премии в области химии. Современные мобильные источники энергии обеспечили принципиально новые возможности в самых разных сферах человеческой жизни – от мобильной телефонии до медицины. В этой связи стоит коротко рассказать о стремительном развитии литий-ионной аккумуляторной технологии, обсудить ожидаемые тренды в этой области, а также и вопрос о том, действительно ли необходима подсветка спортивной обуви.
Реализация смелых идей без потери связи с реальностью
Крупные интернациональные корпорации и новые стартапы: казалось бы, два совершенно разных мира, которые, однако, способны плодотворно взаимодействовать друг с другом и, преодолевая различия, продвигать на рынок впечатляющие инновационные решения.
