废弃塑料的低温裂解

关于废弃塑料的低温裂解第1页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三目录1目的与现状2近期的一些研究一、废弃塑料的裂解二、废弃塑料的改性3结论与展望第2页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三第一章节：目的与现状Chapter

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近些年来，包装业的快速发展导致有大量的包装废弃物。

例如，在印度塑料的消耗截止2010年已达12000000吨，包装使用量占约55%。塑料对环境的危害是有目共睹的，它的降解也是非常难得事实。

寻找一个适当的方法来处理塑料垃圾是一个具有重大意义的事情。第3页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三目前塑料垃圾的处理方法掩埋焚烧回收利用第4页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三第二章节

针对目前这个现状，一些学者们做了很多相关的研究，下面主要从三个面给大家介绍一下。Chapter

2第5页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三一、废弃塑料的裂解

（一）单品塑料的裂解:LDPE

此类有机化合物具有热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下会受热分解。裂解后产物烃类物质主要是气体（如氢气、甲烷及一氧化碳等）和液体（如柴油、汽油等），都可以用来做燃料。与直接燃烧法相比，效率大有提升。第6页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三1、LDPE裂解后的装置图Conditions:LDPE(100g)、FCCcatalystandcarriergasstream(300ml/min)、heatingrate(25℃/min)uptothefinaltemperature.第7页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三2、不同工艺参数的影响（1）降解温度如图,在450℃的时候，所产生冷凝物的量是最高的。第8页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三（2）反应器搅拌速度

适当的搅拌速度会影响温度梯度和均一性。图中所示，最佳的搅拌速率为50rpm。（3）运载气体加运载气体后，冷凝物的量大幅度提高。图中，最适宜的运载气为氢气。第9页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三3、LDPE裂解实验的结论

LDPE热降解的试验中，在温度450℃、搅拌速率为50RPM和用氢气做运载气体的条件下，能达到最佳反应效果。

另一方面，催化剂对裂解也有很大的影响，与无催化剂相比，能使裂解效率提高10%。

工艺参数的不同也会影响冷凝物中碳原子的数量。比如在其它条件不变，催化剂/聚合物比例为10%的时候，冷凝物中C7的含量最多。第10页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三（二）多种废弃塑料混合的裂解：PET+PS

城市固体废弃物中的塑料有很多种，其中有一些还是混合物，塑料混合物的裂解也是现在研究的一个方向。第11页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三1、实验分析PS与PET两种物质分别单独裂解的曲线图第12页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三2、实验数据及总结

随着温度的升高，液体产物增加，其中PET含量越低增加的越快；而气体产物基本保持不变，PET含量越高的气体产物量高。

在30min内，液体和气体产物都快速增加，在30min以后，逐渐趋于平缓。依然可以看出，随着PET含量的增加，液体产品增多，气体产品降低。

催化剂比例大概在1:0.2时反应产物趋于平缓，依旧是PET含量最高的气体产物含量高，液体含量最低。第13页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三2、PET+PS混合物降解的实验结论

随着PET百分比的增加，液体产物的产量下降而气体产物会增加，在进一步研究其碳原子数的产物时，会发现苯乙烯二聚体、苯乙烯低聚物和许多新的含氧碳氢化合物也会随着PET的增加而增加。权衡之后，发现10%PET+PS有更高效的反应，并且有最大的液体产量和化合物产量，仅在纯PS之后。第14页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三二、废弃材料的改性

（一）多种塑料的PP+PE

PPPETPSPE用双螺旋挤出机把废弃的聚乙烯和聚丙烯混合起来，可以提高聚合物的性能，乃至获得一个新的材料。

通过这种方法获得的聚合物的兼容性较弱，导致了较弱的机械性能。共混聚合物的机械性能会受到增容作用的影响，因此，混合的关键是寻找一个更好的增溶剂。第15页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三1、实验分析

下图为PE和PP的混合比例及增溶剂、添加剂的使用情况。第16页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三

纯PE有较高的断裂伸长率，而PP的较低，因此随着废弃PP含量的增加，断裂伸长率逐渐降低。但是当添加10%的EPDM和3%的O-MMT时，断裂伸长率会提高35.7%。PP和PE的拉伸和冲击强度都很好，在混合物中，随着PP含量的增加，抗拉性能提高而冲击强度降低。权衡之下，在PP含量50%时，其综合机械性能最适宜。添加增溶剂时，其冲击强度会有一个显著地提高。同样，热稳定性、储能模量和损耗模量、形态也都会根据混合比例不同发生变化。第17页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三2、有无添加剂和增溶剂的比较

无增溶剂和添加剂第18页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三有增溶剂和添加剂第19页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三3、增溶剂与添加剂的作用增溶剂：1、EPDM（eythylene-propylene-dienemonomer）提高了混合物的冲击强度及断裂延伸率，而且有效地提高混合物的增溶作用。2、PE-g-MAH使纳米材料在混合物中传播的更一致,其强度和刚度也都提高了。添加剂：MMT(蒙脱土)混合物的刚度和热稳定性提高了，使其机械性能更为优异，它独一无二的片层结构给我们的实验带来了更多的想法。

第20页，讲稿共22页，2023年5月2日，星期三第三章节结论与展望Chapter

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1、理论上好的催化剂因为制造成本和自身的高感受性等一些因素而难以实施，在实验中，经常采用的都是一些商业催化剂，寻找更高效、适宜的催化剂可能是接下来进一步要进行的。2、聚合物的裂