Кинетика пиролиза полимерного корда в присутствии хлоридов металлов подгруппы железа

• Автор: Луговой, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Данные о выработке изношенных автомобильных шин и основные методы их утилизации

Основные методы переработки изношенных автомобильных шин Общие сведения о полимерном корде автомобильных шин Химический состав полимерного корда автомобильных шин Физикохимические свойства полимеров, входящих в состав полимерного корда

Химический состав резиновых смесей, используемых

в производстве автомобильных шин

Основные типы каучуков, используемые в производстве

автомобильных шин

Химическая стойкость резин

Термостойкость резин

Методы переработки резинотехнических и полимерных отходов
Химические методы переработки полимерных отходов
Термические методы переработки полимерных отходов
Теоретические основы температурного разложения полимерных отходов
Основные стадии процесса пиролиза полимеров
Механизмы термодеструкции полимеров входящих в состав
полимерного корда изношенных автомобильных шин
Продукты пиролиза полимерных материалов
Характеристики продуктов пиролиза полимерных отходов
Каталитический пиролиз полимерных отходов
Катализаторы пиролиза полимерных отходов
Механизмы каталитического пиролиза полимерных отходов
Каталитические свойства хлоридов металлов подгруппы железа
МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
И АНАЛИЗОВ
Сырье и вспомогательные материалы
2.1.1 Характеристика вторичного полимерного корда
2.2 Методика проведения эксперимента
2.3 Анализ газообразных продуктов
2.3.1 Хроматографический анализатор концентраций газообразных
углеводородов в газовых средах
2.3.2 Анализатор низшей объемной теплоты сгорания газовых сред
2.3.3 Анализатор объемной концентрации водорода в газовых средах
2.3.4 Анализ объемной концентрации воздуха, окиси углерода и метана
2.3.5 Анализ объемной концентрации двуокиси углерода
2.4 Методики обработки результатов анализа газообразных продуктов
2.5 Определение природы кислотных центров образца полимерного корда
с добавлением хлорида кобальта
2.6 Исследование взаимовлияния полимеров на конверсию субстрата в процессе
пиролиза полимерного корда
2.7 Исследование влияния природы аниона на каталитическую активность
соединений кобальта в процессе пиролиза полимерного корда
2.8 Атомноабсорбционный анализ содержания металлов в жидкой фракции
пиролиза полимерного корда
2.9 Исследование процесса термодеструкции методами термогравиметрического
анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии
2. ИКФурье спектроскопия жидких продуктов пиролиза
2. Определение массовых валовых содержаний химических элементов
методом рентгенофлуоресцентного анализа
2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия РФЭС образцов
субстрата и твердых остатков пиролиза
2. Определение удельной площади поверхности образцов
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Влияние хлоридов металлов подгруппы железа на процесс пиролиза
полимерного корда
3.1.1 Влияние хлоридов металлов на выход продуктов пиролиза
3.1.2 Влияние концентрации хлоридов металлов подгруппы железа
на конверсию полимерного корда в процессе пиролиза
3.1.3 Влияние вида катализатора на изменение объема и скорости
образования газообразных продуктов
3.2. Хроматографическое исследование газообразных продуктов пиролиза
3.2.1 Влияние катализатора на теплотворную способность пиролизного газа
3.2.2 Влияние условий проведения процесса на состав газообразных
продуктов пиролиза
3.2.3 Влияние исследуемых катализаторов на объемы образования
углеводородов
3.3 Исследование кислотных свойств хлорида кобальта при взаимодействии
с полимерным кордом
3.4 Исследование взаимовлияния полимеров на конверсию субстрата в процессе
I. . .
пиролиза полимерного корда
3.5 Исследования влияния вида аниона на каталитическую активность
соединений кобальта в процессе пиролиза полимерного корда
3.6 Исследование процесса термодеструкции методами термогравиметрического
анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии
3.7 Исследование жидких продуктов пиролиза
3.7.1 ИКспектроскония жидкой фракции пиролиза полимерного корда
3.7.2 Исследование жидких продуктов методом атомноабсорбционной
спектроскопии
3.8 Исследование твердого остатка пиролиза
3.8.1 Рентгенофлуоресцентный анализ твердых остатков пиролиза
3.8.2 Рентгенофотоэлектронное исследование твердых остатков пиролиза
3.8.3 Определение удельной площади поверхности твердых углеродных остатков
пиролиза полимерного корда
4 КИНЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
ВЫВОДЫ
Приложение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С, а также низкую теплотворную способность получаемых газообразных продуктов , что может свидетельствовать о чрезмерном разложении исходного сырья и малоэффективном использовании его химической энергии. Не смотря на то, что применение данных методов осложняются проблемами, связанными с дезактивацией и сложностью процессов восстановления используемых каталитических систем, каталитические методы термической переработки вторичных автомобильных шин и их производных продолжают разрабатываться многими учеными разных стран . Все вышеизложенные недостатки основных существующих методов переработки изношенных автомобильных шин, в определенной степени ограничивают широкое применение данных методов. В последнее время широкое распространение получил метод механического измельчения вторичных шин с целыо получения резиновых порошков и резиновой крошки. Измельчение использованных автошин является одним из предпочтительных методов переработки, так как в конечном итоге резина не теряет своих основных физикомеханических показателей, не происходит за1рязнение окружающей среды продуктами распада или горения, по мере необходимости изделия, получаемые из резиновой крошки, могут неоднократно подвергаться утилизации . В процессе переработки изношенных автомобильных шин методом механического дробления из измельченного сырья извлекается резиновая крошка и металлокорд, подлежащий дальнейшему процессу утилизации. Данный способ переработки также не лишен недостатков, одним из которых является образование полимерного корда, входящего в состав ав
томобильных шин, который нуждается в дальнейшей переработке. С одной стороны полимерный корд, извлекаемый из шин методом дробления, представляет собой ценное химическое сырье, с другой стороны полимерный корд обладает способностью длительное время не разлагаться в естественных условиях, что делает его потенциально опасным с экологической точки зрения. Из выше сказанного следует, что при растущей потребности промышленных предприятий в резиновой крошке и резиновых порошках количество амортизированного полимерного корда также будет увеличиваться. Поэтому поиск эффективного метода утилизации полимерного корда, извлекаемого из амортизированных автомобильных шин, является важной задачей ,. Разработка эффективного метода переработки полимерного корда позволит во многом
решить экологический аспект утилизации вторичных автомобильных шин методом механического дробления, а также будет способствовать распространению этого метода, что в целом позволит увеличить общий объем переработки вторичных шин. Хорошо известно, что для улучшения прочностных и эксплуатационных характеристик автомобильных шин используются различные виды армирующих материалов. Основными армирующими материалами, применяемыми в шинной промышленности, являются мсталлокорд, стеклокорд, а также полимерные и текстильные виды корда. Масса, армирующих материалов, составляет около от массы автомобильной шины, причем более половины массы армирующих материалов приходится на полимерный корд. Полимерный корд представляет собой полотно, образованное прочными кордными нитями в продольном направлении и вискозными или бикомпонентными анид хлопок нитями в поперечном направлении, выполняющими вспомогательную конструкционную функцию. Поэтому полимерный корд, извлекаемый из вторичных автомобильных шин, может содержать до 5 масс. Поскольку полное разделение полимерных волокон и резиновой крошки при высоком уровне адгезии трудно реализовать на практике, поэтому полимерный корд, извлекаемый из изношенных шин, может дополнительно включать в свой состав до масс. Следовательно, при дальнейшем рассмотрении состава полимерного корда основное внимание будет уделено не только химическому строению и свойствам полимеров использующихся при производстве армирующих материалов автомобильных шин, но и физикохимическим свойствам используемых в производстве автомобильных шин резиновых смесей. При производстве покрышек, для того чтобы резинокордный композит представлял собой работоспособный монолитный материал, необходимо обеспечить адгезионное и химическое взаимодействие между кордом и резиной, достаточно устойчивое к воздействию механических и тепловых эксплуатационных нагрузок. III.