Некоторые направления рециклинга вторичного полиэтилентерефталата

• Автор: Борисов, Валерий Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Полиэтилентерефталат: основные технические характеристики
1.2. Применение полиэтилентерефталата
1.3. Проблема утилизации отходов полиэтилентерефталата и современные методы рециклинга ПЭТ
1.4. Применение вторичного ПЭТ
1.5. Твердофазная поликонденсация как способ рециклинга вторичного полиэтилентерефталата
1.6. Рециклинг вторичного ПЭТ путем получения на его основе слоистосиликатных нанокомпозитов
1.7. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Используемые вещества, их свойства и очистка
2.2. Методика получения нанокомпозитов смешением в расплаве
2.3. Методы исследования, использованные в работе
2.4. Методика ресинтеза полиэтилентерефталата твердофазной поликонденсацией
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Твердофазная поликонденсация вторичного ПЭТ
3.1.1. Закономерности твердофазной поликонденсации вторичного полиэтилентерефталата
3.1.2.Исследование растворов вторичного полиэтилентерефталата методом вискозиметрии
3.1.3. Рентгеноструктурный анализ вторичных полиэтилентерефталатов
3.1.4. Термогравиметрический анализ
3.1.5. Влияние ТФПК на показатель текучести расплава вторичного
полиэтилентерефталата
3.2. Получение слоистосиликатных нанокомпозитов на основе вторичного полиэтилентерефталата
3.2.1. Получение нанокомпозитов в процессе смешения в
расплаве
3.2.2. Структура слоистосиликатных нанокомпозитов на основе вторичного полиэтилентерефталата
3.2.3. Свойства слоистосиликатных нанокомпозитов на основе вторичного полиэтилентерефталата
3.3. Переэтерификация, как метод рециклинга полиэтилентерефталата
3.3.1. Синтез низкоплавких олигоэфиров на основе вторичного полиэтилентерефталата
3.3.2. Катализаторы переэтерификации
3.3.3. Некоторые свойства олигоэфиров, полученных гликолизом вторичного ПЭТ
3.4. Рециклинг вторичного полиэтилентерефталата путем получения полимер-полимерных композитов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Перспективы развития современного полимерного материаловедения таковы, что вопросы переработки и утилизации вторичных полимеров с получением ценных продуктов приобретают все возрастающее значение. Среди термопластов конструкционного и электроизоляционного назначений важное место занимают сложные полиэфиры на основе терефталевой кислоты, в частности полиэтилентерефталат (ПЭТ). Рост объема производства ПЭТ обусловлен его применением в изготовлении тары, волокон, пленок, изделий конструкционного назначения. Существенный рост производства потребительской упаковки с использованием только полиэтилентерефталата характеризуется более чем 25%-ным ежегодным приростом продукции. Емкости из полиэтилентерефталата занимают лидирующее положение среди упаковки для растительного масла, газированных напитков и воды.
Однако по мере того как спрос на ПЭТ в мире растет, увеличивается и количество отходов. В 2012 году во многих странах отходы ПЭТ составляли более 30% от всех отходов пластмасс. В связи с этим с конца прошлого столетия в мире, а последние несколько лет и в России, острой стала проблема утилизации вторичного полиэтилентерефталата. Формирование рынка и производственных процессов переработки отходов полиэтилентерефталата, направлено на решение как экологических, так и экономических задач.
В связи с вышеизложенным, разработка эффективных методов рециклинга вторичного полиэтилентерефталата является весьма актуальной задачей, решение которой позволит сделать экономически более выгодным и рентабельным, экологически более безопасным производство полиэтилентерефталата и изделий на его основе.
Целью данной работы является разработка и развитие перспективных направлений рециклинга вторичного

Полученные в работах [133, 134, 128] нанокомпозиты полибутилен-терефталата, наполненные наномерными частицами слоистого силиката (торговая марка Склвйе®), обладают улучшенными механическими свойствами. Модуль упругости повышается в 1,3 раза по сравнению с модулем упругости чистого полибутилентерефталата при 1 масс. % содержании наномерного наполнителя. Модуль упругости продолжает расти с увеличением содержания слоистого силиката в полимерной матрице. Также наблюдается увеличение прочности нанокомпозитов.
Нанокомпозиты на основе полиамида впервые были изучены в Исследовательском центре промышленного концерна "Тоуо1а" в Японии [135, 136]. В таблице 3 приведены свойства найлона-6 и его производного нанокомпозита, содержащего 4,7 масс. % органомодифицированного слоистого силиката.
Таблица
Свойства найлона-6 и нанокомпозита найлона-6 [137, 138]
Свойства Найлон-6 Нанокомпозит найлона-
Модуль упругости, ГПа 1,11 1,
Ударная прочность, МПа 68,6 97,
Температура деформации, °С 65
Ударная вязкость, кДж/м2 6,21 6,
Водопоглощение, масс. % 0,87 0,
Коэффициент термического расширения (1/°С) СО X о Интересно отметить, что увеличение предела прочности и модуля упругости не сопровождается изменением ударной прочности материала, наблюдаемом в обычных наполненных полимерах. На основе найлона-6 были получены нанокомпозиты и с более высоким содержанием наномерного наполнителя. Наблюдали монотонное увеличение модуля вплоть до 10 масс. % слоистого силиката, и дальнейшее замедление роста после достижения этой концентрации. Как следует из данных