Взаимодействие продуктов термической и термоокислительной деструкции поливинилхлорида с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов

• Автор: Рудометова, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА. НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ

1.1. Свойства и строение молекул поливинилхлорида

1.2. Термическое разложение поливинилхлорида

1.2.1. Дегидрохлорирование ПВХ

1.2.2. Продукты термической деструкции ПВХ

1.3. РОЛЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

1.4. ДЕСТРУКЦИЯ СМЕСЕЙ ПОЛИМЕРОВ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И

АНАЛИЗА
2.1. Изучение термических свойств исследуемых систем сопряженным методом ДТА и ТГ
2.2. Определение карбонатов металлов, образующихся в процессе взаимодействия продуктов деструкции ПВХ с оксидами и гидроксидами магния, кальция и бария
2.3. Определение хлоридов кальция и магния, образующихся в процессе взаимодействия продуктов деструкции ПВХ с CaO, Са(ОН)2, MgÖ, Mg(OH)2
2.4. Определение хлорида бария, образующегося в процессе взаимодействия продуктов деструкции ПВХ с Ва(ОН)2
2.5. Изучение кинетики процессов в изотермических условиях
2.6. Оптимизация условий полного связывания хлора и углерода

2.7. Определение состава промышленного изделия на основе ПВХ

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА С ОКСИДАМИ МАГНИЯ И КАЛЬЦИЯ
3.1. Общие закономерности термического поведения ПВХ
3.2. Взаимодействие продуктов деструкции ПВХ с MgO
3.3. Взаимодействие продуктов деструкции ПВХ с СаО
3.4. Сравнительная характеристика влияния MgO и СаО на процесс
деструкции ПВХ
ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ ПВХ С ГИДРОКСИДАМИ МАГНИЯ, КАЛЬЦИЯ И БАРИЯ
4.1. Взаимодействие продуктов деструкции ПВХ с Mg(OH)2
4.2. Взаимодействие продуктов деструкции ПВХ с Са(ОН)2
4.3. Взаимодействие продуктов деструкции ПВХ с Ва(ОН)2
4.4. Сравнительная характеристика влияния гидроксидов магния, кальция и бария на процесс деструкции ПВХ
ГЛАВА 5. ДЕХЛОРИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА
ОСНОВЕ ПВХ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Спрос на пластмассы непрерывно возрастает в связи с их широким применением и относительно низкой стоимостью, соответственно увеличивается их производство и количество отходов. Поливинилхлорид (ПВХ) играет ключевую роль в промышленности пластмасс уже 40 лет и продолжает быть основным полимером, приводя к образованию гигантского количества отходов. В Западной Европе, например, количество ПВХ в муниципальных отходах оценивается приблизительно в 2 миллиона тонн ежегодно [1].
Сжигание муниципальных отходов стало альтернативой технологии их захоронения на свалках мусора. Так, в Японии в 2004 году образовалось более 10 миллионов тонн отходов, и приблизительно 40 % этого количества было захоронено или сожжено [2]. Однако при сжигании отходов . выделяются вещества, которые могут нанести больший вред окружающей среде, чем захоронение радиоактивных отходов. Процессы сжигания вообще, и особенно неуправляемое сжигание отходов, приводят к образованию вредных веществ, например, сажи, дыма, бензола, диоксинов, кислотных газов, тяжелых металлов, алифатических и ароматических соединений [3-6].
Для переработки отходов синтетических полимерных материалов чаще всего применяется метод пиролиза. Однако при термическом пиролизе отходов ПВХ выделяется хлористый водород, образуются хлорсодержащие органические продукты, возникают проблемы коррозии при.'использовании отходов хлорсодержащих пластмасс в качестве сырья для доменных и коксовых печей при производстве стали [7, 8]. Хлорированные углеводороды могут быть прекурсорами еще более токсичных продуктов типа полихлорированных дибензодиоксинов, дибензофуранов и
полихлорбифенилов [9].
Выделение диоксинов при сжигании или прокаливании промышленных отходов - одна из наиболее важных социальных проблем из-за их высокой и

СДГ в матрицу ПВХ, что, по мнению авторов [107], связано с влиянием СДГ или их продуктов, которые катализируют сшивание в плотные ароматические комплексы. В случае использования Zn-CДУ, выполняющем функцию, подобную гпС12 в ПВХ [108, 109], обугливание подавляет крекинг и выделяются менее летучие углеводороды. На воздухе в присутствии СДГ при температурах 400-550 °С образование углеродсодержащего остатка облегчается, а при более высокой температуре наблюдается его термоокисление.
В последнее время широко изучаются нанокомпозиты полимер/глина, характеризующиеся рядом уникальных свойств по сравнению с чистыми полимерами и наполненными другими неорганическими частицами полимерными композитами [110-117]: превосходными механическими
свойствами, высокой температурой термической: деформации и
термостойкостью, низкой газопроницаемостью, меньшей
воспламеняемостью и т.д. Изучение свойств нанокомпозитов полимер/глина открывает новые подходы к изготовлению высокоэффективных композитов на основе ПВХ. Авторы [118] изучили механические, свойства и процесс стабилизации нанокомпозитов при использовании трех видов монтмориллонита (ММТ) в качестве добавки для- приготовления нанокомпозита ПВХ/ММТ с частично интеркалированной структурой. Ванг с сотр. [119-121] синтезировали нанокомпозиты ПВХ/ММТ с несмешивающимися и интеркалированными структурами и изучили их термические и механические свойства. Данные некоторых исследований указывают на то, что добавление частиц глины может улучшать термическую устойчивость нанокомпозитов полимер/ММТ, например, в случаях, где полимерной матрицей является полистирол [122] или полиметилметакрилат [123, 124]. Присутствие ММТ способствует образованию углерода и препятствует диффузии летучих продуктов разложения в нанокомпозитах. В работе [125] исследованы термические свойства синтезированных путем