Химические способы переработки отходов
ОСНОВНЫЕ:
Гидролиз под действием вод, разбавленных кислот и щелочей, катализатор-водородные и гидрофильные ионы. При гидролизе боковых функциональных групп изменяется хим состав полимера. При гидролизе основной цепи происходит деструкция и уменьшение М. Реакция при высокой температуре в специальном вакуумном реакторе
Метанолиз. Деструкция под действием метана. Реакция происходит под давлением и высокой температуре.
Гликолиз. Реакция под воздействием спиртов. Реакция происходит при температуре до 300 градусов. Особенность: низкие требования к предварительной переработке
Озонолиз. В результате образуются низкомолекулярные спирты и кислоты.
Окисление кислородом.
Деполимеризация. Разложение до низкомолекулярных в или мономеров.
Наиболее применим метод деполимеризации до мономеров. Широкое использование для разложения ПЭТ на составляющие с последующим синтезом полимера. ПЭТ под воздействием хим агентов и катализаторов разделяют на глицериновый спирт и терефталевую кислоту. Последний - ценное сырье хим пром и основным компонентом при производстве ПЭТ.
Механизм деполимеризации-полимеризациии
Химические способы используются в России достаточно редко при переработке отходов. Эти способы являются перспективным направлением в о сласти переработке отходов для создания новых полимерных материалов или продуктов для дальнейшей ассимиляции полимерных компонентов.
Химические способы утилизации ПЭТ
Они основаны на процессах деструкции и получение вторичного гранулята, волокна или полибутилентерафтолата.
Схема получения полибутилентерефталата из отходов ПЭТ
Получение высококачественного сырья из отходов ПЭТ
Получение высококачественного волокна из отходов ПЭТ
Лекция 14.12
Радиационная обработка отходов
— обработка гамма-излучением с образованием активных центров и созданием условий молекулярной фрагментации.
При действии излучений высокой энергии на полимер происходит разрыв связей основной цепи макромолекул или отрыв замещающих групп. Процесс происходит по закону случая. При этом в макромолекуле возникает свободный радикал и возможно дальнейшее сшивание полимера в результате внутримолекулярных перегруппировок. При радиационной деструкции полимер никогда не разрушается до мономера. Полимерные ароматические углеводороды особенно устойчивы к радиационным воздействиям.
Молекулярная фрагментация как способ утилизации отходов.
Большинство полимеров ассимилируются в природе 20-100 лет. Самая длительная стадия — превращение полимера (вмс) в низкомолекулярные вещества (нмв).
Этот период можно сократить ускорив процесс получения нмв с помощью молекулярной фрагментации путём создания таких условий. В результате которых образуются фрагменты с пониженной массой. Ассимиляция возможна в случае действия микроорганизмов на вещества с пониженной молекулярной массой. Для ускорения этого процесса используется молекулярная фрагментация. Например, деструкция происходит быстрее под УФ-излучением.
Молекулярная фрагментация — один из перспективных способов подготовки ТКО перед захоронением на полигонах.
Способы молекулярной фрагментации
Создание частично биоразлагаемой композиции (наполненные природными компонентами полимерные композиции, например пэт + крахмал). В качестве наполнителя могут быть использованы полисахариды. Крахмал,клетчатка, отходы АПК. Попадая в почву микроорганизмы воздействуют на наполнитель, при этом остаются мелкие фракции полимера. Попадая в естественную среду, вначале происходит набухание композиции появляются микродефекты, которые перерастают в макродефекты, что увеличивает контакт и доступ микроорганизма во внутренние слои композиции.
Гидролиз. Процесс принудительного увлажнения материала, что увеличивает процесс деструкции.
Механическое измельчение. Коландры и экструдеры.
Измельчение при низкой температуре (криоизмельчение). Используется для крупногабаритных фракций и резин. Метод заключается в охлаждении материала при температуре ниже т хрупкости и под действием ударной нагрузки композиция измельчается.
Метод электрического воздействия (сила тока и напряжение)