廢棄塑料的低溫裂解

關(guān)于廢棄塑料的低溫裂解第1頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三目錄1目的與現(xiàn)狀2近期的一些研究一、廢棄塑料的裂解二、廢棄塑料的改性3結(jié)論與展望第2頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三第一章節(jié)：目的與現(xiàn)狀Chapter

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近些年來，包裝業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致有大量的包裝廢棄物。

例如，在印度塑料的消耗截止2010年已達(dá)12000000噸，包裝使用量占約55%。塑料對環(huán)境的危害是有目共睹的，它的降解也是非常難得事實。

尋找一個適當(dāng)?shù)姆椒▉硖幚硭芰侠且粋€具有重大意義的事情。第3頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三目前塑料垃圾的處理方法掩埋焚燒回收利用第4頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三第二章節(jié)

針對目前這個現(xiàn)狀，一些學(xué)者們做了很多相關(guān)的研究，下面主要從三個面給大家介紹一下。Chapter

2第5頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三一、廢棄塑料的裂解

（一）單品塑料的裂解:LDPE

此類有機(jī)化合物具有熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧的條件下會受熱分解。裂解后產(chǎn)物烴類物質(zhì)主要是氣體（如氫氣、甲烷及一氧化碳等）和液體（如柴油、汽油等），都可以用來做燃料。與直接燃燒法相比，效率大有提升。第6頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三1、LDPE裂解后的裝置圖Conditions:LDPE(100g)、FCCcatalystandcarriergasstream(300ml/min)、heatingrate(25℃/min)uptothefinaltemperature.第7頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三2、不同工藝參數(shù)的影響（1）降解溫度如圖,在450℃的時候，所產(chǎn)生冷凝物的量是最高的。第8頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三（2）反應(yīng)器攪拌速度

適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣葧绊憸囟忍荻群途恍?。圖中所示，最佳的攪拌速率為50rpm。（3）運(yùn)載氣體加運(yùn)載氣體后，冷凝物的量大幅度提高。圖中，最適宜的運(yùn)載氣為氫氣。第9頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三3、LDPE裂解實驗的結(jié)論

LDPE熱降解的試驗中，在溫度450℃、攪拌速率為50RPM和用氫氣做運(yùn)載氣體的條件下，能達(dá)到最佳反應(yīng)效果。

另一方面，催化劑對裂解也有很大的影響，與無催化劑相比，能使裂解效率提高10%。

工藝參數(shù)的不同也會影響冷凝物中碳原子的數(shù)量。比如在其它條件不變，催化劑/聚合物比例為10%的時候，冷凝物中C7的含量最多。第10頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三（二）多種廢棄塑料混合的裂解：PET+PS

城市固體廢棄物中的塑料有很多種，其中有一些還是混合物，塑料混合物的裂解也是現(xiàn)在研究的一個方向。第11頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三1、實驗分析PS與PET兩種物質(zhì)分別單獨裂解的曲線圖第12頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三2、實驗數(shù)據(jù)及總結(jié)

隨著溫度的升高，液體產(chǎn)物增加，其中PET含量越低增加的越快；而氣體產(chǎn)物基本保持不變，PET含量越高的氣體產(chǎn)物量高。

在30min內(nèi)，液體和氣體產(chǎn)物都快速增加，在30min以后，逐漸趨于平緩。依然可以看出，隨著PET含量的增加，液體產(chǎn)品增多，氣體產(chǎn)品降低。

催化劑比例大概在1:0.2時反應(yīng)產(chǎn)物趨于平緩，依舊是PET含量最高的氣體產(chǎn)物含量高，液體含量最低。第13頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三2、PET+PS混合物降解的實驗結(jié)論

隨著PET百分比的增加，液體產(chǎn)物的產(chǎn)量下降而氣體產(chǎn)物會增加，在進(jìn)一步研究其碳原子數(shù)的產(chǎn)物時，會發(fā)現(xiàn)苯乙烯二聚體、苯乙烯低聚物和許多新的含氧碳?xì)浠衔镆矔S著PET的增加而增加。權(quán)衡之后，發(fā)現(xiàn)10%PET+PS有更高效的反應(yīng)，并且有最大的液體產(chǎn)量和化合物產(chǎn)量，僅在純PS之后。第14頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三二、廢棄材料的改性

（一）多種塑料的PP+PE

PPPETPSPE用雙螺旋擠出機(jī)把廢棄的聚乙烯和聚丙烯混合起來，可以提高聚合物的性能，乃至獲得一個新的材料。

通過這種方法獲得的聚合物的兼容性較弱，導(dǎo)致了較弱的機(jī)械性能。共混聚合物的機(jī)械性能會受到增容作用的影響，因此，混合的關(guān)鍵是尋找一個更好的增溶劑。第15頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三1、實驗分析

下圖為PE和PP的混合比例及增溶劑、添加劑的使用情況。第16頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三

純PE有較高的斷裂伸長率，而PP的較低，因此隨著廢棄PP含量的增加，斷裂伸長率逐漸降低。但是當(dāng)添加10%的EPDM和3%的O-MMT時，斷裂伸長率會提高35.7%。PP和PE的拉伸和沖擊強(qiáng)度都很好，在混合物中，隨著PP含量的增加，抗拉性能提高而沖擊強(qiáng)度降低。權(quán)衡之下，在PP含量50%時，其綜合機(jī)械性能最適宜。添加增溶劑時，其沖擊強(qiáng)度會有一個顯著地提高。同樣，熱穩(wěn)定性、儲能模量和損耗模量、形態(tài)也都會根據(jù)混合比例不同發(fā)生變化。第17頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三2、有無添加劑和增溶劑的比較

無增溶劑和添加劑第18頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三有增溶劑和添加劑第19頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三3、增溶劑與添加劑的作用增溶劑：1、EPDM（eythylene-propylene-dienemonomer）提高了混合物的沖擊強(qiáng)度及斷裂延伸率，而且有效地提高混合物的增溶作用。2、PE-g-MAH使納米材料在混合物中傳播的更一致,其強(qiáng)度和剛度也都提高了。添加劑：MMT(蒙脫土)混合物的剛度和熱穩(wěn)定性提高了，使其機(jī)械性能更為優(yōu)異，它獨一無二的片層結(jié)構(gòu)給我們的實驗帶來了更多的想法。

第20頁，講稿共22頁，2023年5月2日，星期三第三章節(jié)結(jié)論與展望Chapter

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1、理論上好的催化劑因為制造成本和自身的高感受性等一些因素而難以實施，在實驗中，經(jīng)常采用的都是一些商業(yè)催化劑，尋找更高效、適宜的催化劑可能是接下來進(jìn)一步要進(jìn)行的。2、聚合物的裂