Переработка медицинских масок в филамент с Filastruder: устойчивое решение

Медицинская маска — первая линия обороны от COVID-19, простое средство защиты от вдыхания/передачи инфекций, повлияла на миллиарды жизней.

С начала пандемии маски — необходимость и часто обязанность. Но утилизация — колоссальный экологический вызов, игнорируемый в пользу срочных задач. Оценка: ~129 млрд респираторов в месяц weltweit, большинство — однразовые. Разложение >400 лет.

По данным UNCTAD, 75% масок и пандемийного мусора окажутся на свалках или в океанах. Не сжигаются, не перерабатываются традиционно — что делать?

Команда Бристольского университета (Англия) нашла решение: сбор хирургических масок → превращение в 3D-филамент.

Первый тест: поставщик СИЗ дал 1 кг бракованных масок (нет носовых клипсов) из полипропилена типа IIR бесплатно. Сертифицированные по EN14683:2019 Type IIR.

Шаг 1 (после снятия резинок/металла): нагрев стопки масок между двумя листами пергамента утюгом.

Плавится в сплошной лист — легче обрабатывать, нет забивания дробилки. Листы → блендер → мелкие гранулы синего ПП для экструзии.

Важно: высокие температуры процесса достаточны для уничтожения COVID-19 и дезинфекции (хотя в проекте использовали неиспользованные маски).

Шаг 3: гранулы в нитяноеziehen-машину (Filastruder) → филамент. Filastruder — open-source, развиваемый сообществом. Простая работа: задать t° экструзии, ждать нагрева, засыпать гранулы/краситель в загрузчик (может быть пластиковой бутылкой), включить мотор-редуктор. Для намотки — Filawinder (автоматическая намотка).

Рекомендуется ставить Filastruder на высоту 1,5 м — филамент остывает до касания пола. Без сквозняков (деформация нити).

Команда смонтировала машину вертикально, напечатав загрузчик для этой позы. Дюза 170°C, гранулы → филамент. Первый тест: средний диаметр 1,5 мм, но с доработкой реально достичь стандартных 1,75 мм в допуске. Дозу сверлили с 1,75 до 1,9 мм, усилили механизм подачи. С множителем экструзии в слайсере успешно печатали на тонком ПП-филаменте.

ПП — замечательно сложен для 3D-печати (плохая адгезия к столу), но хорошая межслойная. Трюк ученых: обычный скотч на стол (тоже ПП) — адгезия отличная. Печатали на дешёвом принтере с рудиментарным филаментом. Вывод: проблема в производстве филамента, не в печати.

Полученный филамент (намотанный) — 7 метров длины. На фото — результат из менее чем трети одной маски.

Новые вызовы: переработка смешанных материалов (маски с резинками в одном процессе), автоматизация в масштабе, университетская круговая экономика СИЗ (распределение/сбор/переработка).

Аналогичные проекты в Испании.

UPC (Барселона): система маски из использованных антиковидных масок. Слои рециклированного ПП (стерлизованные в автоклаве) → гранулы → филамент → новая маска. Покрытие наночастицами оксида церия и серебра — антивирус/антибактерии. Цель: защитная, функциональная, инновационная, устойчивая. Рецикл в новые маски → минимум мусора.

FILMA (команда из 4 молодых): проект переработки хирургических масок в филамент для новых изделий. Предварительная дезинфекция, разделение материалов, шредер → мелкие куски + пеллеты → экструдер → филамент. Помимо своего производства, с брендами разрабатывают процессы/кампании/устойчивые продукты для внедрения круговой экономики в бизнес и демонстрации комитмента новым поколениям.