Из чего делают пластиковую бутылку и многие другие необходимые в хозяйстве вещи?
Наверное, трудно найти человека, который никогда бы не держал в руках пластиковую бутылку с водой или другим напитком. Можно много спорить о пользе долгосрочного хранения в ней жидкости, но нельзя отрицать удобства, прочности и практичности этой тары. Большинство покупателей знает, что такая упаковка называется ПЭТ-тарой, однако не все воспроизведут ее полное название – полиэтилентерефталат. Прочитав это название, продвинутый выпускник средней школы скажет: «А, понятно! Это полимер, полученный как соль терефталевой кислоты чего-то с полиэтиленом». И будет прав! «Что-то с этиленом» – это этиленгликоль, который при поликонденсации с указанной кислотой образует белое непрозрачное кристаллическое вещество.
В настоящее время вещество, имеющее формулу (C10H8O4)n, (рис. 1), является одним из наиболее распространенных упаковочных материалов. Первые упоминания о его разработке относят к 1935 году (Великобритания), регистрация первых патентов – к 1941, а публикация результатов исследований – к 1946 году, при этом материал был назван териленом. В Советском союзе также велись подобные исследования, и в 1949 году были выпущены опытные образцы материала, название которого является аббревиатурой места его разработки (ЛАборатория Высокомолекулярных Соединений АН), или всем известный лавсан.
Рис. 1. Структурная формула полиэтилентерефталата
Ввиду актуальности исследований в этой области за небольшой временной период результаты подобных разработок были опубликованы во многих странах, при этом полученный материал, естественно, назывался по-разному: американский дакрон, японский теторон (не путать с дедероном производства ГДР, где самым известным ПЭТ-материалом, в свою очередь, был полиэстер) и много других. Такая высокая популярность материала объясняется его просто выдающимися свойствами, среди которых высокая упругость и износостойкость, в частности устойчивость под воздействием растворов слабых щелочей, кислот, органических растворителей. Особо стоит отметить биоиндифферентность материала, что позволяет его активно применять в хирургии благодаря высокой совместимости с тканями организма. Еще одним плюсом лавсана является его прочность. При реализации определенных технологий изготовления макромолекулы занимают такое положение, которое делает полученные пленки более прочными, чем фольга аналогичной толщины из меди или алюминия.
В настоящее время этот материал называют PET / ПЭТ (соответственно, в англо- и русскоязычных источниках), при этом если говорят о собственно пластике, то чаще используют сокращение ПЭТФ, а ПЭТ относится, как правило, к изделиям. Согласно международному стандарту по маркировке упаковок, код ПЭТ имеет вид , указанный на рис. 2 (стандарт ASTM International для пластмасс D7611/D7611M .
Рис. 2. Код полиэтилентерефталата для переработки
Завершая описание свойств ПЭТ, отметим, что его важной характеристикой является температура стеклования. Это температура, при нагреве до которой гранулят становится прозрачным (700С). Если далее материал резко охладить, то он и останется таким, «проскочив» интервал кристаллизации. Другими характеристическими являются температуры размягчения (2450С), плавления (2600С) и разложения (3500С). Отметим, что такое относительно невысокое значение последней температуры характеризует ПЭТ как материал высокой степени переработки; по этому показателю он сопоставим со стеклом.
Сегодня ПЭТ-тара – важный сегмент упаковочного рынка, используемый с конца 70-х годов прошлого века преимущественно для налива различных жидкостей. Помимо указанной выше воды отметим соусы, растительные масла, авто- и бытовую химию, а среди напитков – соки, пиво, молочную продукцию и пр. (рис. 3), в целом это продукция пищевой (преимущественно), химической и парфюмерной (фармацевтической) отраслей.
Рис. 3. Что и сколько наливают в мире в ПЭТ-тару
Благодаря своим параметрам ПЭТ-бутылки в значительной мере заменили стеклянные (рис. 4). Факторами роста популярности такой тары стали, помимо физических свойств – как указанных выше, так и легкости (примерно в 16 раз легче стекла, стандартная 0,5 л бутылка весит всего
Рис. 4. ПЭТ-бутылки для разлива различной жидкой продукции
Остановимся на изготовлении такой тары. Ее производство разнесено на два этапа. 1 этап – изготовление преформ из гранулированного сырья (гранулята, рис. 5) методом прессформирования. На этом этапе задается цвет тары: если по условиям хранения бутылка должна быть темной (зеленой, коричневой и др.), то это реализуется на этом этапе.
Рис. 5. Гранулят для производства ПЭТ-преформ
На втором этапе осуществляется разогрев преформы с последующим растягиванием и выдуванием бутылки. Детально операции второго этапа представлены на рис. 6. Отметим, что указанные этапы производства, как правило, разнесены. Более того, второй этап, т. е. собственно изготовление бутылки часто является элементом технологического процесса на предприятиях, осуществляющих разлив минеральной воды и прочих напитков, что позволяет сократить расходы и обезопасить себя от проблем с емкостями для разливания изготовленной продукции.
Рис. 6. Технологический процесс производства ПЭТ-тары из преформ
Стоимость приведенной на рис. 6 линии варьирует в диапазоне 15–25 тыс. евро, при этом относительно недорогое отечественное оборудование весьма качественное и по параметрам не уступает импортному. Стоимость же линии, на которой осуществляется процесс первого этапа (выпуск преформ), на два порядка дороже, а рентабельным такое производство делает монтирование от пяти линий. Поэтому установка этого оборудования, требующего в месяц примерно 1 млн долл. США оборотных средств на обслуживание (сырье, зарплата, электроэнергия и пр.) возможна лишь на очень крупных компаниях. Такая ситуация обусловливает монополизацию отрасли, которая практически поделена десятком лидеров.
Основной проблемой рассматриваемого рынка является сырьевая. Гранулят отечественного производства в Украине отсутствует и все предприятия стараются самостоятельно формировать производственные связи с поставщиками продукции – компаниями из Китая (порядка 60% общей поставки гранулята в 2011 году), Индии, Южной Кореи и других азиатских стран. Ныне активизируется африканско-ближневосточный сегмент, основным преимуществом которого является сокращение логистических затрат. Наиболее известным предприятием в СНГ, которое экспортирует гранулят, является «Белпак» (бывший завод «Могилевхимволокно», первым в СССР выпустивший новый материал); сегодня это совместное предприятие с рядом американских фирм, в частности PepsiCo International. Пользуется спросом и венгерское сырье. Часть тары изготавливается из преформ, полученных при рециклинге. Но полученный при этом материал является немного менее пластичным, из него сложно выдуть бутылку нестандартной конфигурации, и тара, изготовленная из него, является несколько более дорогой, что обусловлено необходимостью внесения специальных добавок и дополнительными затратами на перенастройку работы оборудования.
Фактором влияния на рынке является и сезонность, характерная в целом для рынка напитков. Еще одной проблемой, актуальность которой сегодня интенсивно нарастает, является экологическая. Выше было отмечено, что ПЭТ-тара допускает практически полный рециклинг, что повышает ее привлекательность с точки зрения экологии. В Европе, где «зеленое» движение довольно мощное, налажен сбор ПЭТ-бутылок, которые перед вторичной переработкой проходят необходимую очистку, что пока является проблемным в Украине. О внимании, которое уделяется в европейских странах вопросам сокращения влияния человека на природу, свидетельствует, например, тот факт, что там отказались от двухкомпонентных пластиковых крышек для ПЭТ-бутылок и перешли на однокомпонентные, которые, имея более простую технологию производства, еще и на 20% легче.
Пиковые показатели рынка ПЭТ-тары имели место в 2007 году. После этого вследствие проявления кризисных явлений рынок так и не вышел на докризисный уровень, поскольку на фоне колебаний показателей производства продукции, разливаемой в ПЭТ-тару, идет сокращение объемов импорта гранулята, которое по итогам, например,
Емкость рынка пэт-преформ в Украине специалисты в среднем оценивают в 3,5 миллиардов штук. Дальнейшая динамика будет определяться и общей экономической ситуацией в стране. Мировым же трендом является рост этого рынка.
