Содержание Стр.
Введение___________________________________________________________________6
Глава 1. Литературный обзор по исследованию старении н утилизации
отходов пенополиуретанов ;_______________________________________10
1.1 .Патентная ситуация_________________________________________10
1.2.Химическая деструкция_______________________________________12
1.3.Термическая деструкция. Пиролиз ; 18
1.4.Использование отходов 11ПУ в качестве наполнителей__________21
1.5.Вторичная переработка отходов_______________________________25
1 .б.Другие методы утилизации отходов___________________________27
1.7 Извлечение и измельчение отходов___________________________29
1.8.Фотодеструкция полиуретанов_________________________________31
1,9.3аключение__________________________________________________33
Глава 2. Выбор объектов изучения и методики проведения их
исследования____________________________________________________35
2.1. Объекты исследования и их характеристика____________________35
2.2. Методики и техника экспериментального исследования пенополиуретанов_________________________________________________________40
2.2.1 Исследование сгарения и уничтожения отходов пенополиуретанов при воздействии климатических факторов в природных условиях____________________________________________40
2.2.2. Определение стойкости пенопластов к старению в водной
среде и в фильтрате из ядра полигона по захоронению ТБ043
2.2.3. Определение стойкости пенопластов к старению в воде и в фильтрате при повышенных температурах под давлением 50
2.2.4. Испытание на термическое старение______________________51
2.2.5. Методы физико-мсханичсских испытаний для исследования старения и утилизации отходов пенополиуретанов 52
2.2.6. Исследование структуры пенополиуретанов при
изучении старения и уничтожения их отходов___________59
Глава 3. Исследование старения отходов пенополиуретанов в условиях
атмосферного воздействия______________________________________62
3.1. Программирование старения и моделирование уничтожения отходов жёстких пенополиуретанов в условиях атмосферного воздействия___________________________________________________64
3.2. Старение и уничтожение отходов эластичных пенополиуретанов в условиях атмосферного воздействия___________________________70
Глава 4. Исследование старения и разрушения отходов пенополиуретанов при воздействии ра іличіімх факторов окружающей среды 82
4.1. Термическое старение пенопластов_________________________82
4.2. Старение пенополиуретанов в воде_________________________91
4.3. Старение и разрушение отходов пенополиуретанов в ненаїру-женном состоянии и при гидростатическом сжатии в фильтрате
из ядра полигона по захоронению ТБО________________________95
4.3.1. Исследование жёстких пенополиуретанов ______________96
4.3.2. Исследование эластичных пенополиуретанов____________100
Г лава 5. Практическое использование результатов изучения старения и
разрушения отходов пенопластов применительно к разработке
технологии получения экологически чистых материалов___________111
5.1. Разработка технологии получения пенополиэпоксидов с экологически чистым вспенивающим агентом для радиоэлсктроаппара-туры и определение сохраняемости их свойств при старении_______111
5.2. Модификация структуры и свойств ППУ при разработке технологии получения долговечных рецептур с озонобезопасными вспенивателями_______________________________ 114
5.3. Старение и уничтожение отходов ППУ применительно к условиям ядра Разлукинского полигона по захоронению ТБО________116
Выводы 118
12
ходов. С 1980 г. химические и механические методы развивались с одинаковой интенсивностью. Можно отметить, что за последние годы ни одно из направлений нельзя считать превалирующим [11].
Ниже подробно рассматривается существо основных направлений разработок.
1.2. Химическая деструкция.
Гидролиз.
Схема гидролиза уретановой связи: .
RNHC-OR' + НОН => RNH2 + С02Т + R'OH
О
Для ПУ на основе сложных полиэфиров гидролиз может происходить одновременно и по сложноэфирной связи. Можно предположить, что гидролиз является основным фактором разрушения ППУ, захороненных в глубинных частях полигона. Однако фильтрат тела полигона кроме воды содержит также другие разнообразные органические и неорганические вещества, что не исключает их существенное влияние на гидролитическое разложение ППУ.
Наиболее раннее описание гидролитического разложения отходов ППУ (главным образом ЭПГ1У на основе простых полиэфиров) дано в патенте США 3441616 фирмы Wyandotte Chem. Со. (опубликован в 1969 г.). Согласно этому патенту, мел-коизмельчённые отходы ЭППУ обрабатываются смесью воды/ДМСО при 100-190°С в присутствии оснований щелочных и щелочноземельных металлов.
Позже процессы гидролиза отходов ППУ разрабатывались фирмами Ford Motor Co., США [12-13], General Motors, США [14-15], Bayer AG, ФРГ [16-17], Кавасаки дзюкогб K.K., Япония [18], The Firstonc Tire & Rubber Co., США [19J и рядом других.
Различаегся каталитический и некаталитический (так называемый термический) гидролиз. В качесгве катализаторов при каталитическом гидролизе могут быть использованы, как указано выше, основания, а так же основные соли щелочных и щёлочноземельных металлов, катализаторы крекинга углеводородов - окиси Fe, Со
или Ni, газообразный NH* (в этом случае происходит аминолиз отходов), производные пирролидона (например, К-метил-2пирролидон), амины (этилендиамин, диэтилентриамин, 1,4-диаминоциклогсксан и др.). Описано использование соединений, разлагающихся при гидролизе с выделением NH3 (ЫН4)НС03, (ЫН^СОз, мочевины }20].
Каталитический гидролиз осуществляется при температурах порядка 100-270°С, чаще всего под давлением от 1,5-5 атм. (21-22] до 55 атм. [23].
Разработан метод каталитического гидролиза водным раствором NH3 (аминолиз) отходов ЭППУ с одновременной обработкой реакционной смеси окисями алкиле-нов [24]. Реакция осуществляется в автоклаве в атмосфере N2 при 120°С и Р=0,5 МПа.
Среди разработок процессов каталитического гидролиза наиболее завершённым представляется процесс фирмы Bayer AG, которая уже к 1978 - 1980 г.г. создала пилотную установку производительностью 150 кг ЭППУ в час 125]. Гидролиз отходов ППУ происходит при 200-250°С и давлении 1-2 МПа в 2-х ступенчатом смесительном экструдере специальной конструкции, снабжённом устройством для регулирования температуры и давления. Отходы ППУ в виде хлопьев и порошка в смеси с водой и катализатором подаются в первую секцию, где создано давление, а во второй секции происходит собственно гидролиз.
Фирмой Bayer AG разработан и запатентован [17] процесс разделения продуктов гидролиза, согласно которому гидролизат пропускается через буферный сосуд с мешалкой, работающей под давлением 375 мм.р.ст., в котором удаляются С02 и водяные пары. Затем жидкость насосом подаётся в змеевиковый испаритель, работающий при 230°С, где из неё с парами удаляется основное количество толуилен-диамина, который конденсируют при 100°С. Остаток охлаждают до 172°С и получают технический полиэфир, содержащий до 0,72% групп NH2. Его разбавляют вдвое толуолом, при 80°С вводят газ НС1 до полного осаждения соли диамина, промывают толуолом, фильтруют, упаривают в вакууме и получают полиэфир, достаточно полно воспроизводящий свойства исходного.
- Київ+380960830922