4-2-2پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین50
4-3پیرولیز پلی پروپیلن55
4-3-1پیرولیز حرارتی پلی پروپیلن55
4-3-2پیرولیز کاتالیستی پلی پروپیلن56
4-4پیرولیز پلی بوتادین رابر60
4-4-1پیرولیز حرارتی پلی بوتادین رابر60
4-4-2پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر60
4-4-3تأثیر درصدکاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر66
4-4-4بررسی روند تغییرات دما طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر69
4-5پیرولیز استایرن بوتادین رابر71
4-5-1پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر71
4-5-2پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر72
4-5-3بررسی تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر76
4-5-4بررسی روند تغییرات دما طی فرآیند پیرولیز استایرن بوتادین رابر77
4-6بررسی تأثیر کاتالیستهای FCC ، HZSM-5 و H-Mordeniteبر روی پیرولیز لاستیکها و پلاستیکها………………………….79
4-7نتایج آزمون گرما وزن سنجی84
4-7-1بررسی تخریب پلی بوتادین رابر با استفاده از گرما وزن سنجی84
4-7-2بررسی تخریب استایرن بوتادین رابر با استفاده از گرما وزن سنجی90
فصل 5 : نتیجه گیری و پیشنهادات93
5-1نتایج93
5-2پیشنهادات96
ضمائم97
مراجع121
فهرست اشکال
شکل ‎11 شکل درصد پسماندهای تولیدی در انگلیس.3
شکل ‏21 مقایسهی منحنیهای گرما وزن سنجی برای پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن با سرعت حرارت دهی K/min10،تحت گاز نیتروژن 17
شکل ‏22 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC در سرعت های حرارت دهی مختلف 18
شکل ‏23 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های بازیابی شده 19
شکل ‏24 منحنی های کاهش وزن TG در تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های ککدار شده 20
شکل ‏25 منحنی گرما وزن سنجی در تخریب الاستومرNR/SBR با سرعت حرارت دهی 40 درجه سانتی گراد بر دقیقه 21
شکل ‏26 درصد محصول مایع حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC (خط ممتد:کاتالیستی، خطچین: حرارتی و در دمای مربع: 400 درجهی سانتیگراد، دایره: 430 درجهی سانتیگراد)…………………………………………………………………………………………………………………………25
شکل ‏27 درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز حرارتی پلی اتیلن سنگین در دمای 430 درجهی سانتیگراد 26
شکل ‏28 درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC در دمای 430 درجهی سانتیگراد 27
شکل ‏29 مقایسه هیدروکربنهای حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیکهای پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دماهای مختلف و با کاتالیست FCC.29
شکل ‏210 تأثیر دما بر روی ترکیب درصد محصولات پیرولیزپلی اتیلن سنگین 32
شکل ‏211 مقایسه هیدروکربنهای حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیکهای پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دمای 390 درجه سانتیگراد و با کاتالیستهای مختلف35
شکل ‏212 بازده محصول مایع حاصل از تخریب کاتالیستی پسماندهای پلاستیکی مختلف با کاتالیست FCC در دمای 400 درجه سانتیگراد 36
شکل ‏213 فرآیند پیرولیز LDPE(Miskokzi) 40
شکل ‏31 سیستم آزمایشگاهی پیرولیز 43
شکل ‏41 میزان محصولات حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلیبوتادین رابر.62
شکل ‏42 تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیستهای مختلف.64
شکل ‏43 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیستهای مختلف.65
شکل ‏44 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.68
شکل ‏45 مقایسهی میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز PBR با کاتالیست FCC.71
شکل ‏46 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیستهای مختلف.75
شکل ‏47 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیستهای مختلف.76
شکل ‏48 میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز SBR با کاتالیست FCC79
شکل ‏49 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست FCC در شرایط مناسب.80
شکل ‏410 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیستHZSM-5.81
شکل ‏411 مقدار محصول مایع خروجی حاصل از پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست H-Mordenite.83
شکل ‏412 نمودار کاهش وزن پلی بوتادین رابر در سرعتهای حرارت دهی مختلف.Error! Bookmark not defined.
شکل ‏413 نمودار تخریب حرارتی نمونهی H26 در سرعتهای 15، 30 و45 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.88
شکل ‏414 نمودار تخریب حرارتی نمونهی H33 در سرعتهای 15، 30 و45 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.88
شکل ‏415 نمودار تخریب حرارتی نمونهی H39 در سرعتهای 15، 30 و45 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.89
شکل ‏416 نمودار تخریب حرارتی نمونهی H47 در سرعتهای 15، 30 و45 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.89
شکل ‏417 نمودار تخریب حرارتی پلی بوتادین رابر و نمونههای پخت شدهی آن در سرعت 15 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.90
شکل ‏418 نمودار تخریب حرارتی نمونهی SBR در سرعتهای 15، 30 و45 درجهی سانتیگراد بر دقیقه.91
فهرست جداول
جدول ‏21 انواع فرایند تبدیل پلیمرها به کوچک مولکولها14
جدول ‏22 درصد آروماتیک موجود در جزء مایع حاصل از شکست مخلوط پلی الفینی در ˚C400 تحت کاتالیست HZSM-5 و در نسبتهای متفاوت پلیمر به کاتالیست24
جدول ‏23 درصد محصولات حاصل از تخریب پلی اتیلن سنگین در 430 درجهی سانتیگراد24
جدول ‏24 محصولات و شرایط پیرولیز پلی الفینها.31
جدول ‏25 اثر کاتالیست FCC روی پیرولیز در پنج درصد متفاوت از صفر تا 60 درصد کاتالیست نسبت به پلیمرپلی اتیلن سنگین در دمای C˚450 و با سرعت همزن RPM50.34
جدول ‏26 تأثیر گازهای حامل مختلف بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی در دمای 450 درجه سانتی گراد و با کاتالیست FCC.37
جدول ‏27 جدول تأثیر همزن بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی 39
جدول ‏31 مشخصات استایرن بوتادین رابر.45
جدول ‏32 مشخصات پلی بوتادین رابر.46
جدول ‏33 مشخصات پلی پروپیلن.46
جدول ‏34 مشخصات کاتالیست FCC مورد استفاده47
جدول ‏35 نتایج آزمون BET کاتالیستهای تجاری استفاده شده.47
جدول ‏36 مشخصات پلی اتیلن سنگین استفاده شده.48
جدول ‏41 درصد محصولات پیرولیز حرارتی وکاتالیستی پلی اتیلن سنگین در آزمایشهای مختلف.51
جدول ‏42 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با 15 درصد از کاتالیست FCC و HZSM-5.53
جدول ‏43 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با کاتالیستهای FCC و HZSM-5.54
جدول ‏44 درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن در آزمایشهای مختلف.56
جدول ‏45 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با 15 درصد از کاتالیستهای FCC و HZSM-5.58
جدول ‏46 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با کاتالیستهای FCC و HZSM-5.59

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

جدول ‏47 درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر در آزمایشهای مختلف.61
جدول ‏48 تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیستهای مختلف.63
جدول ‏49 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیستهای مختلف.65
جدول ‏410 تأثیر مقدار کاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر.66
جدول ‏411 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.67
جدول ‏412 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC.68
جدول ‏413 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع خروجی طی فرآیند پیرولیز پلی بوتادین رابر.69
جدول ‏414 درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در آزمایشهای مختلف.72
جدول ‏415 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیستهای مختلف.74
جدول ‏416 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گسترهی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیستهای مختلف.76
جدول ‏417 تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر.77
جدول ‏418 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع طی فرآیند پیرولیز استایرن بوتادین رابر.78
جدول ‏419 اختلاف دمای T3 و T97 در تخریب پلی بوتادین رابر با سرعتهای حرارت دهی مختلف.86
جدول ‏420 مکانیسمهای شکست پلی بوتادین رابر در سه مرحلهی شروع، رشد و اختتام برای سرعتهای مختلف.86
جدول ‏421 سیستم پخت نمونههای پلیبوتادین رابر با درصدهای مختلف شتاب دهندهی TMTD.87
چکیده
در این پژوهش پیرولیز حرارتی و کاتالیستی چهار نوع پلیمر از قبیل دو پلاستیک پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن و دو لاستیک استایرن بوتادین رابر و پلی بوتادین رابر در راکتور نیمه پیوستهی همزندار و تحت گاز نیتروژن و با استفاده از کاتالیستهای HZSM-5 ، FCC و H-Mordenite بررسی شده است. در این مطالعه تنها بررسی میزان محصول مایع حاصل از پیرولیز و ترکیب آن مدنظر بوده است و از ارزیابی اجزای محصول گازی و کک صرفنظر شده است. درصد کاتالیست انتخابی برای پیرولیز پلاستیکها، با توجه به مقدار بهینهی بدست آمده در کارهای قبلی، 15 درصد انتخاب شده است. در انجام پیرولیز هر کدام از پلیمرها با انجام چندین مرحله بهینهسازی روی راکتور، میزان محصول مایع افزایش یافت. با توجه به بررسیهای انجام شده، در میان سه کاتالیست استفاده شده، کاتالیست FCC بیشترین محصول مایع را تولید میکند و کاتالیست HZSM-5 به دلیل اندازه حفرات ریز، عمدهی محصول را به صورت گاز آزاد میکند. با انجام آزمون کروماتوگرافی گازی، درصد اجزای محصول مایع، آروماتیک، الفین، پارافین و نفتن موجود در محصول بدست آمد و همچنین اجزای محصول مایع بر اساس تعداد کربن نیز حاصل گردید. نتایج آزمون کروماتوگرافی گازی نشان میدهد که درصد قابل توجهی از محصول در پیرولیز با کاتالیست FCC را الفینها تشکیل میدهند.
با بررسی پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر با استفاده از سه کاتالیست مذکور، این نتیجه حاصل شد که پیرولیز کاتالیستی با 45 درصد کاتالیست FCC بیشترین محصول مایع را میدهد. همچنین با توجه به دادههای آزمون کروماتوگرافی گازی، با افزایش میزان کاتالیست به دلیل احتمال بیشتر وقوع واکنشهای دیلز آلدر، جزء آروماتیکی محصول مایع نسبت به اجزای دیگر نفتن، پارافین و الفین، افزایش مییابد و از طرف دیگر نیز به دلیل شکست بیشتر، از نظر تعداد کربن به سمت اجزای سبکتر میل میکند.
با ارزیابی روند خروج محصول مایع با دما و رسم نمودار آن، این مطلب منتج گردید که در پیرولیز لاستیکها (پلی بوتادین رابر و استایرن بوتادین رابر) به دلیل وجود پیوندهای دوگانهی فراوان در ساختارشان و ایجاد رادیکالهای زیاد در حین پیرولیز، یک فرآیند پیرولیز چند مرحلهای خواهد بود و بر خلاف پیرولیز پلاستیکها، محصول مایع هیدروکربنی به صورت مجزا و در چند مرحله خارج میگردد .روند تغییرات دما در پیرولیز لاستیکها نیز به صورت افزایشی و کاهشی است.
در ادامه با بررسی درصدهای مختلف از کاتالیست FCC، این که میزان 45 درصد کاتالیست میزان بهینهی کاتالیست در پیرولیز استایرن بوتادین رابر است، نتیجهگیری شد. با انجام آزمون گرما وزن سنجی در پنج سرعت 5، 15، 30، 45 و 90 درجهی سانتیگراد بر دقیقه برای پلی بوتادین رابر و بررسی نمودارهای کاهش وزن با دما، این مطلب حاصل شد که تخریب پلی بوتادین رابر حاکی از ارتباط تخریب با درصد شبکهای شدن لاستیک در حین فرآیند است. در واقع تفاوت موجود بین نمودارهای مذکور نتیجهی رقابت بین این دو مکانیسم است. هرچه سرعت حرارتدهی پایینتر باشد زنجیرها فرصت ایجاد شبکههای عرضی را دارند و مکانیسم شبکهای شدن غالب است. با افزایش دما شبکههای تشکیل شده در حین فرآیند شکسته شده و شیب کاهش وزن افزایش مییابد. اما در سرعت 90 درجهی سانتیگراد بر دقیقه که روند آن با دیگر سرعتها کاملا متفاوت است، رادیکالها به دلیل سرعت و انرژی بالایی که دارند راحتتر حرکت کرده و تخریب کلی ساختار را امکانپذیر میسازند.

کلید واژهها:پیرولیز حرارتی، پیرولیز کاتالیستی، پلیالفینها، رابرها، میزان محصول مایع، درصد کاتالیست
فصل اول
مقدمه
استفاده از پلیمرها، پلاستیک ها و لاستیک ها در زندگی روزمره منجر به تولید میلیونها تن پسماند می شود که روش برخورد با آنها یکی از مسائل مهم زندگی شهری است. روش های مختلفی برای برخورد با این پسماند ها وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از: دفن پسماند، دفن پسماند همراه با گرفتن انرژی از آن ، سوزاندن پسماند و بازیافت حرارت و برق، بازیافت و تولید کمپوست (کود) ، استفاده مجدد و تبدیل پسماند به ترکیباتی دیگر همچون مایعات نفتی. استفاده صحیح از پسماندها می تواند به یکی از منابع اصلی انرژی مورد نیاز بشری در آینده ای نه چندان دور تبدیل شود.
تولید جهانی لاستیکها و پلاستیکها روز به روز در حال افزایش است و متعاقبا تولید زبالههای پلاستیکی و لاستیکی نیز روندی صعودی دارد عمر این زبالهها تا ماهها (فیلم کشاورزی) و سالها (اتومبیلها، وسایل خانگی) و حتی گاهی تا یک قرن ( در برخی کاربردهای ساختمانی) طول میکشد [1].
آمارپسماند
مطابق شکل 1-1 پلاستیک ها و سایر مصنوعات پلیمری حدود 12-10 درصد پسماند شهری انگلیس را شامل میشوند که با توجه به حجم بالای این مواد و عدم تخریب آنها در طبیعت به مدت طولانی، این مطلب اهمیت زیادی می یابد که چه خطراتی محیط زیست را تهدید می کند [2].
شکل ‎111 شکل درصد پسماندهای تولیدی در انگلیس [2].
روشهای حذف پسماند
در ادامه به اختصار توضیح روشهای حذف پسماند ارائه میگردد:
روش دفن زباله
این روش ابتدایی ترین و ارزان ترین روش موجود در جهت از بین بردن پسماندها می باشد. مزیت این روش استفاده از گاز متان ناشی از تجزیهی ترکیبات آلی است. از معایب این روش می توان به انتقال آلودگی و یا احتمال آلوده شدن آبهای زیر زمینی، تولید گازهای گلخانهای و نیاز به فضای مناسب برای دفن کردن، اشاره کرد[3].
روش سوزاندن پسماند
این روش نیز از ارزان ترین روشهای برخورد با پسماندهای پلیمری است. از مزایای این روش میتوان به تولید انرژی و حرارت بسیار بیشتر نسبت به روش دفن زباله و کاهش حجمی و جرمی قابل ملاحظهی پسماندها اشاره کرد. از طرفی دیگر این روش بسیار گرانتر از روش دفن زباله بوده و نیاز به دقت فراوان در مهار گازهای سمی آزاد شده وجود دارد. پیدا کردن مکان مناسب جهت سوزاندن از دیگر مشکلات این روش است[3].
تبدیل پسماند به کمپوست
در روش تولید کمپوست، ترکیبات آلی فسادپذیر به کود تبدیل شده و باعث حاصلخیزی خاک می‌‌شود. یکی از مهمترین مزایای این روش این است که از فرسودن خاک جلوگیری میکند. ازمزایای دیگر این روش این است که مانع از سپردن ترکیبات آلی به مراکز دفن زباله شده ومانع از انتشار گاز متان در محیط می‌‌شود. بوی بسیار بدکمپوست که تا مدتها در محیط باقی می‌‌ماند، محدودیت استفاده از کمپوست در پارکهای شهری و امکان آلوده کردن آبهای زیرزمینی و محیط اطراف در صورت عدم رعایت استانداردهای لازم در حین فرایند از معایب استفاده از این روش میباشد. از نکات دیگر در این زمینه این است که کنترل آلودگی در حین تولید کمپوست هزینههای تولید را بسیار بالا خواهد برد[3].
بازیافت
بازیافت و پیرولیز یکی از بهترین روشها در جهت حذف پسماندها است. پیرولیز، تبدیل مواد با جرم مولکولی بالا و یا پلیمرها به منومرهای اولیه، و یا مواد با جرم مولکولی پایین و با حالت فیزیکی مایع یا گاز، که این فرایند در غیاب اکسیژن انجام می شود.
بازیافت یکی از نشانه های توسعه یافتگی کشورها است، بدین معنی که هرچه درصد بازیافت پسماند در یک کشور بالا باشد نشانهی پیشرفت آن کشور و توجه آنها به مسئله منابع طبیعی و محیط زیست است. بازیافت به طرق مختلف باعث برگرداندن سرمایههایی که به سمت دفن شدن و یا سوزاندن می‌‌رود می‌‌شود. بازیافت پسماند به دو شکل استفاده مجدد و یا تبدیل آن به مواد شیمیایی دیگر می‌باشد. تبدیل پسماند به مواد شیمیایی دیگر از آن جهت مهم می‌باشد که در اغلب موارد امکان استفاده مجدد وجود ندارد. پس از بالا رفتن قیمت جهانی نفت، تبدیل پلاستیکها و سایر ترکیبات آلی به مایعات سوختی و قابل تبدیل به انرژی توجیه اقتصادی پیدا کرده و در اغلب کشورهای دنیا به عنوان یک راهکار کاهش مصرف ترکیبات نفتی دیگر به عنوان سوخت مورد توجه قرارگرفته است. این روشها علاوه بر هزینه بالای تولید دارای مشکلات دیگری می‌باشد و آن این است که ترکیباتی که بدین روش قابل بازیافت می‌باشد محدود بوده وکل پسماند را شامل نمیشود.
پیرولیز
پیرولیز فرآیندی است که در آن به وسیله حرارت، پیوندهای شیمیایی لاستیک کاملا شکسته میشوند. پیرولیز تایرهای ضایعاتی به دلیل تشکیل محصولات جانبی در حین فرآیند، موضوع بسیاری از پژوهشهاست. طی فرآیند پیرولیز (900-500 درجه سانتیگراد) لاستیک شکسته شده و محصولاتی مانند روغن، گاز و دوده به دست میآیند.
گاز جمع شده ترکیبی از اتیلن، پروپیلن، بوتان، بوتیلن و دیگر گازهای هیدروکربنی با وزن ملکولی پایینتر است. تلاش برای تولید کربن بلک و مایعات هیدروکربنی موفقیت محدودی داشته است. کربن بلک حاصل شده از کربن بلکی که به روش های سنتی تهیه شده، گران قیمتتر است.
مزایای پیرولیز
مزایای پیرولیز زبالههای پلاستیکی و تبدیل به سوخت مایع بدین شرح میباشد:
سبب بازیافت مخلوط پلاستیکهای ضایعاتی میشود که به روشهای دیگر بازیافت نمیشوند.
بازیافت پلاستیکهای آلوده و جامد را نیز میتوان با این شیوه انجام داد مانند پلاستیکهای کشاورزی، مالچ، فیلمهای گلخانهای و لولههای آبیاری.
با این روش میتوان لمینیتهای پلاستیکی، فیلمهای بستهبندی چند لایه مخصوصا آنهایی که شامل لایهای از فویل آلومینیوم هستند و با تکنولوژیهای سنتی قابل فرآیند نیستند را بازیافت کرد[3].
فصل دوم :مروری بر مطالعات انجام شده
طبقهبندی پلیمرها
پلیمرها به سه گروه اصلی ترموپلاستیک‌ها، ترموست‌ها و الاستومرها تقسیم می‌شوند. نتیجهی حاصل از بررسی انواع مختلف پلیمرها مشخص می‌کند که هر سه گروه مذکور دارای مقاومت شیمیایی بسیار بالا در برابر اسیدهای معدنی بوده و تقریباً همه آنها در مقابل تابش اشعه فرابنفش، مخصوصاً تابش نور خورشید، بسیار حساس هستند. ترموپلاستیک‌ها با توجه به خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب، در بسیاری کاربردهای صنعتی نظیر لوله‌ها و تجهیزات انتقال، تجهیزات الکتریکی، پوشش‌ها، اتصالات و نظایر آن استفاده می‌شوند. ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستیک‌ها دارای مقاومت خوردگی پایینی هستند و در نتیجه استفاده از آنها در صنایع محدود به ساخت لوله‌ها، شیرها، پمپ‌ها، ظروف، پوشش‌های محافظ، عایق‌کاری، چسبنده‌ها و … می‌شود. الاستومرها نیز به عنوان مواد پوشش مخازن، تانکها و لوله‌ها استفاده شده و از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، قلیاها و نمکها مقاوم هستند.
الاستومرها
لاستیکها و الاستومرها عمدتاً بعنوان مواد پوشش برج‌ها، مخازن، تانکها، و لوله‌ها استفاده می‌شوند. مقاومت شیمیایی بستگی به نوع رابر و ترکیبات آن دارد. اخیراً رابرهای مصنوعی به بازار عرضه شده که نیازهای صنایع شیمیایی را تا حد زیادی تأمین کند. هر چند هیچ یک از رابرهای تهیه شده دارای خواص رابر طبیعی نیست، ولی در یک یا چند مورد نسبت به آن برتری دارد. از رابرهای مصنوعی، ترانس – پلی ایزوپرن و سیس- پلی بوتادین، شبیه رابر طبیعی هستند. تفاوت رابرها و الاستومرها در کاربردهای خاص، مشخص می‌شود.
الاستومر پلیمری است که قابلیت ارتجاعی زیادی دارد. نام الاستومر از دو قسمت «الاستو» (برگرفته از «الاستیک» و به معنای ارتجاعی) و «مر» (برگرفته از «پلیمر») تشکیل شده‌ است.
الاستومرها در ساخت محصولات زیادی مانند لاستیک اتومبیل، سیل‌های آب بندی، برف پاک‌کن، شلنگ‌ها بهکار می‌روند. ضریب پواسون آن‌ها به 5/0 بسیار نزدیک است و بنابراین می‌توان آنها را تراکم‌ناپذیر فرض کرد. الاستومرها به دو دسته تقسیم می‌شوند: ترموست الاستومرها که در نتیجه حرارت سخت شده و دیگر به حالت اولیه بر نمی‌گردند و ترموپلاستیک الاستومرها که با حرارت حالت ارتجاعی پیدا می‌کنند[3].
استایرن بوتادین رابر1
رابر استایرن بوتادین یک کوپلیمر از استایرن و بوتادین است. این رابر تحت نام تجاری Buna S شناخته شده است. وقتی الاستومری «همه منظوره» نامیده میشود احتمالاً استایرن بوتادین رابر در مقابل سایر لاستیکها به این تعریف نزدیک تر است. این الاستومر امروزه در دنیا بالاترین میزان مصرف را دارد. در مقایسه با سایر الاستومرها این لاستیک نسبتاً ارزان بوده و به مقدار زیاد مصرف میشود. مقاومت شیمیایی آن مشابه رابر طبیعی است و دارای مقاومت پایین در مقابل اکسید‌کننده‌ها، هیدروکربن‌ها و روغن‌های معدنی است. از این رو از نظر شیمیایی مزیت خاصی نسبت به دیگر رابرها ندارد این رابر در تایر اتومبیل، تسمه‌ها، واشرها، لوله‌های خرطومی و دیگر محصولات متنوع استفاده می‌شود. استایرن بوتادین رابر به تنهایی استحکام کششی ضعیفی دارد، با این وجود وقتی با دوده و روغن به طور مؤثر آمیزهکاری شود خواص فیزیکی آن بسیار بهبود مییابد. استایرن بوتادین رابر به طور معمول ۲۳ درصد پیوند کربنی استایرنی دارد، ولی میزان آن میتواند از ۲۰ تا ۵۰ درصد باشد هر چه میزان استایرن افزایش پیدا کند خاصیت ارتجاعی آن کاهش مییابد. باید توجه داشت که اساساً دو نوع پلیمریزاسیون امولسیونی برای استایرن بوتادین رابر وجود دارد. یک نوع با عنوان داغ و نوع دیگر با عنوان سرد مشخص میشوند. استایرن بوتادین رابر داغ با پلیمریزاسیون امولسیونی رادیکال آزاد در ۵۰ درجه سانتیگراد بدست میآید، در صورتی که نوع سرد آن از پلیمریزاسیون امولسیونی در ۵ درجه سانتیگراد و با استفاده از یک سیستم شروع کنندهی رادیکال آزاد بسیار فعال حاصل میشود. استایرن بوتادین رابر داغ در جریان جنگ جهانی دوم توسعه پیدا کرد ولی پس از جنگ در سال ۱۹۵۴ استایرن بوتادین رابر سرد به عنوان محصولی اصلاح شده معرفی گردید. استایرن بوتادین رابر سرد مقاومت سایشی و پارگی بهتر و نیز استحکام کششی و مدول بالاتری از استایرن بوتادین رابر داغ نشان میدهد. در بعضی موارد به خاطر جرم مولکولی زیادتر فرآیند آن مشکل میشود.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

انستیتو بین المللی تولید کنندگان لاستیک مصنوعی، استایرن بوتادین رابر را با عناوین زیر مشخص می کند:
۱۰۰۰ : پلیمر داغ
۱۱۰۰ : پلیمر داغ حاوی دوده و پیمانه اصلی
۱۵۰۰ : پلیمر سرد
۱۶۰۰ : پلیمر سرد حاوی دوده در پیمانه اصلی
۱۷۰۰ : پلیمر سرد حاوی روغن در پیمانه اصلی
۱۸۰۰ : پلیمر سرد حاوی روغن-دوده در پیمانه اصلی
نوع سوم استایرن بوتادین رابر که امروزه مصرف میشود معمولا از فرآیند پلیمریزاسیون محلولی و با استفاده از کاتالیزور آلکیل لیتیوم بدست میآید. این نوع در دهه ۱۹۶۰ به بازار آمد ولی بخاطر گرانتر بودن، مصرف بسیار محدودی دارد. با این وجود استایرن بوتادین رابر حاصل از فرآیند محلولی نسبت به استایرن بوتادین رابر حاصل از فرایند امولسیون مزایایی دارد. اولاً این نوع، میزان وینیل با آرایش سیس بسیار بیشتری دارد. در استایرن بوتادین رابر امولسیونی، میزان آرایش سیس معمولا بین ۸ تا ۱۵درصد میباشد. ثانیا توزیع جرم مولکولی این نوع بسیار باریکتر از استایرن بوتادین رابر امولسیونی نوع داغ و سرد میباشد. از این رو خواص فیزیکی ممتازی دارد، ولی استایرن بوتادین رابر امولسیونی در هنگام آسیاب کردن بهتر فرآیند میشود. استایرن بوتادین رابر حاصل از فرآیند محلول، واحدهای استایرن و بوتادین را به صورت آماری در خود دارد و میتواند در تایر مصرف گردد، ولی استایرن بوتادین رابر حاصل از فرآیند محلول به صورت بلاک چنین نیست. استایرن بوتادین رابر حاصل از فرآیند محلول و به صورت بلاک معمولا در قالبگیری تزریقی و چسب مصرف میگردد[3].
در پیرولیز، ماده اصلی تایر رابری است ترکیبی از استایرن بوتادین رابر، ایزوپرن رابر، کربن بلک، گوگرد، عوامل ولکانیزاسیون و اکسید روی.
پلی بوتادین رابر
تاریخچه و چگونگی تولید: پلی بوتادین جزو اولین الاستومرها یا لاستیک هایی بود که اختراع شد، 70 درصد از پلی بوتادین تولیدی، برای ساخت لاستیک و تایر استفاده می شود و 25 درصد تا 30 درصد از آن به عنوان افزودنی به لاستیکهای دیگر اضافه میشود تا استحکام مکانیکی آنها را بهبود بخشد. پلی بوتادین با سه روش مختلف پلیمریزه میشود که در این صورت سه ایزومر سیس (Cis)، ترانس (Trans) و وینیل (Vinyl) بدست می آید. خواص پلی بوتادین بسته به درصد این سه ایزومر متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، پلی بوتادینی که دارای درصد سیس بالا است High Cis Polybutadiene نامیده میشود و دارای خاصیت ارتجاعی بالا و بسیار متداول است در حالی که پلی بوتادینی که دارای درصد بالای ترانس است High Trans Polybutadiene نامیده میشود و پلاستیک کریستالی و بدون هیچ کاربرد مفیدی است. تولید سالیانه این پلیمر در سال 1380 بیش از 2/1 میلیون تن بود که از لحاظ مقدار مصرف در بین لاستیکها، بعد از لاستیک استایرن بوتادین در رتبه دوم قرار دارد[4].
پلی بوتادین برای اولین بار در سال 1910 توسط یک دانشمند روسی به نام سرگئی واسیلیویچ لِبِدِو2 پلیمریزه (بسپارش) شد، او در سال 1926 فرآیندی را برای تولید بوتادین از اتانول اختراع کرد و در سال 1928 توانست برای توسعه تولید پلی بوتادین از سدیم به عنوان یک کاتالیزور استفاده کند. با توجه به این کشف، کشور اتحادیه جماهیر شوروی اولین کشوری بود که در اواخر سال 1930 موفق به تولید صنعتی این پلیمر گردید. از جمله کشورهایی که به تحقیق و توسعه تولید پلی بوتادین کمک بسیاری کردند آلمان و آمریکا بودند. پس از جنگ جهانی دوم در اواسط دهه 1950 پیشرفت های عمده ای که در زمینه کاتالیزور (به خصوص تولید کاتالیزور زیگلر ناتا) صورت گرفت منجر به تولید انواع جدید و بهبود یافته اغلب پلیمرها از جمله پلی بوتادین شد[4].
پلی بوتادین رابر عمدتاً به روش ولکانیزاسیون گوگردی پخت می شود. و از مزایای آن میتوان به مقاومت در برابر آب، مقاومت در برابر نور خورشید و قیمت نسبتاً مناسب اشاره کرد. مقاومت کم در برابر روغنها، بنزین و حلال های هیدرو کربنی (آلیفاتیک و آروماتیک)، مقاومت ضعیف در برابر عوامل جوی و ازون، مقاومت کم در برابر نفوذ گازها، مقاومت گرمایی کم، مقاومت کم در برابر شعله و اشتعال، فرآیند پذیری بسیار مشکل از معایب پلی بوتادین رابر به شمار میرود.
از نظر خواص، لاستیک پلی بوتادین در برابر سائیدگی و ترک خوردگی بسیار مقاوم و  بسیار بادوام است. مقاومت در برابر سایش، حرارت زایی کم و داغ نکردن تحت تنش های دینامیکی و ثابت، ترک نخوردن، انعطاف پذیری در دمای پایین، مقاومت خوب در برابر اسید ها، باز ها، الکل ها و حلال های اکسیژنه و … از دیگر ویژگیهای این لاستیک به شمار میرود.
کاربرد: بیشترین کاربرد آن در ساخت لاستیکهای اتومبیلهای سواری، کامیون و اتومبیلهای مسابقه است، همچنین آج تایر نیز از کوپلیمرهای پلی بوتادین می باشد، ساخت کفش، تسمه و نوار نقاله، اسفنجهای لاستیکی، شیلنگ و واشر، توپ گلف و…
پلاستیکها
پلاستیکها گروه کلی از مواد سنتزی یا طبیعی هستند و از زنجیرهای بلند که جزء اصلیشان کربن است تشکیل شدهاند. در استفادهی متداول و رایج معمولا واژههای پلاستیک، پلیمر و رزین مترادف هستند [1].
یک ماده پلاستیکی به گروه بزرگ از موادی که به طور کلی یا جزئی از ترکیباتی از کربن با اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و دیگر اجزای آلی و معدنی تشکیل شدهاند، اطلاق میشود.
پلاستیکها از واحدهای تکراری منومری و توسط فرآیندهای شیمیایی مختلف تشکیل شدهاند، از قبیل:
پلیمریزاسیون کاتالیستی یا شروع پراکسیدی، مانند اتیلن، پروپیلن یا کوپلیمر بوتادین واستایرن.
پلیمریزاسیون تراکمی منومرهای نامشابه، مانند اسیدهای آلی دو عاملی، الکلها یا آمینها.
پلیمریزاسیون افزایشی منومرهای فعال.
مخصوصا گروه اول خوراک مناسبی برای فرآیندهای پیرولیزی فراهم میکند.
قبل از تولید محصولات پلاستیکی، رزین حاصله همواره با افزودنیهای مختلف فرآیند میشود تا خواص مکانیکی، پایداری وفرآیندی آن بهبود یابد. این افزودنیها عبارتند از:
آنتی اکسید انتها (1%)
پایدارکنندههای نوری و حرارتی (5%)
نرم کنندهها (40%)
مقاوم کنندهها در برابر ضربه (10%)
رنگ دانهها و مواد رنگی (5%)
بازدارندههای شعله (15%)
و دیگر افزودنیها
همچنین پلاستیکها این خصوصیات را نیز از خودشان نشان میدهند:
ساختاری آمورف و غیربلوری مربوط به بی نظمی بین زنجیرهای پلیمری
هدایت حرارتی پایین
مقاومت الکتریکی بالا
دمای نرم شدگی پایین
رفتار ویسکوالاستیک
اکثر پلاستیکهای مصرفی برای پیرولیز مناسب هستند. عموما هرچه زنجیر جانبی استخلافی بزرگتر باشد، پلاستیک راحتتر تخریب میشود. ترتیب افزایش اندازه زنجیر جانبی بدین صورت است:
پلی استایرن > پلی وینیل کلراید > پلی پروپیلن > پلی اتیلن
مشکلاتی که در خصوص تکنولوژیهای شکست پلاستیکها وجود دارد:
فرآیندهای ناپیوسته ( که از نظر تجاری قابل قبول نیستند )
نشست کک و کربن روی سطوح تبادل کنندهی حرارت
چسبندگی ذرات بستر در فرآیندهای بستر سیال
کیفیت نامناسب سوخت
مقدار نسبتا زیاد سولفور در محصولات نهایی (ppm700 -100 )
اگرچه در سالهای اخیر، تعداد محدودی فرآیند پیرولیزی نیز برای غلبه بر این محدودیتها، ارائه شده است[3].
پلی اتیلن3
مطالعات زیادی روی پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلیاتیلن سنگین4 انجام شده است [5-12]. زیرا پلیاتیلن سنگین، یکی از پلیمرهای اصلی در زبالههای جامد شهری است [13].
مایع حاصل از تخریب پلی اتیلن غنی از پارافینها و الفینهای خطی است. پارافینها، هیدروکربنهای راست زنجیر هستند که به طور معمول در بنزین وجود دارند. گرایش کریستالهای پارافین به خوشهای شدن در دماهای پایین و شکل گیری صفحاتی از آنها منجر به گرفتگی فیلتر سوخت و مختل شدن جریان سوخت میگردد.
ایزومرهای شاخه دار مانند پارافینهای خطی، گرایشی به کریستال شدن نشان نمیدهند، بنابراین تا وقتی به دماهای پایینتر نرسیدهایم، کریستالهای واکسی تشکیل نمیشوند. هیدروکربنهای مایع حاصل از پیرولیز پلی اتیلن به طور گسترده از 3C تا 25C را در برمیگیرند و از پارافینها و الفینهای خطی تشکیل شدهاند. هیدروکربنهای مایع بدست آمده از پیرولیز پلی پروپیلن نیز در گسترهی 3C تا 25C هستند اما جزء بنزین بدست آمده از پیرولیز پلی پروپیلن در مقایسه با پلی اتیلن، عدد اکتان بالاتری دارد[14].
پلی پروپیلن5
هر دو پلیمر پلی اتیلن و پلی پروپیلن از ساختمانی شامل پیوندهای C-C ساخته شدهاند، تنها با این تفاوت که هیدروژن موجود در اتیلن با یک گروه متیل جابهجا شده است. از این رو، اتم کربنی که به گروه متیل متصل است، تبدیل به کربن نوع سوم شده و اساسا شکست بین اتمهای دوم و سوم رخ میدهد. درحالیکه در پلی اتیلن ، تمام کربنهای موجود در زنجیر اصلی یکساناند و شکست به صورت اتفاقی بین هردو اتم کربن میتواند اتفاق بیفتد. پیرولیز پلی پروپیلن نیز مورد توجه محققین بسیاری بوده است [15-19].
شکست پلی اتیلن
اگرچه کاتالیستهای متنوعی برای شکست PE به کار رفتهاند، اما در این میان کاتالیستهای زئولیتی مؤثرترین بودهاند. به عنوان مثال، گارفورث6 گزارش میدهد که انرژی فعال سازی (Ea) اندازهگیری شده وقتی که پلی اتیلن به صورت کاتالیستی با HZSM-5، HY و MCM-41 شکسته میشود، بسیار کمتر از حالتی است که از هیچ نوع کاتالیستی استفاده نمیشود [20]. آنها به این نتیجه رسیدند که HZSM-5 و HYفعالیتی مشابه هم دارند و هردوی این کاتالیستها موثرتر از MCM-41 هستند. مانوس7 و همکارانش بررسی کردند که شکست کاتالیستی پلیاتیلن با HZSM-5 و HY در تولید هیدروکربنهایی در اندازهی بنزین در راکتور آزمایشگاهی نیمه پیوسته، مؤثرند [20-21]. طبق تحقیقات آنها، زئولیتهایH-Theta-1 وH-Mordenite که قطر حفراتشان قابل مقایسه با HZSM-5 و HY است، در تولید هیدروکربنهایی در اندازهی بنزن از شکست پلیاتیلن، کاربرد زیادی ندارند [22]. اسیدیته و اندازهی حفرهی کاتالیست عوامل مهمی در شکست کاتالیستی پلیمرها هستند [23].
اگر مخزن واکنش بسته به کار ببریم، محصولات واکنش اولیه ممکن است با کاتالیست واکنش داده تا محصولات ثانویه شکل گیرند. اخیرا آزمون کروماتوگرافی گازی برای شناسایی محصولات فرار تولید شده در شکست پلیمرها، استفاده میگردد. این آنالیز کنندهی گاز آزاد شده، شناسایی و اندازهگیری کمی مواد فرار تولید شده توسط حرارت دادن نمونههای جامد را تسهیل میکند [24].
انواع تخریب
فرایندهای مختلفی در زمینهی تخریب پلیمرها وجود دارد که در جدول 2-1 نشان داده شده است. در صورتی که هیچ واکنشگری همچون آب؛ هیدروژن و اکسیژن در محیط نباشد فرایند پیرولیز بوده، در صورت واکنش با آب هیدرولیز ، واکنش با اکسیژن سوختن نامیده شده و سایر واکنشها نیز در جدول مورد اشاره آمده است] 2[.
جدول ‏21 انواع فرایند تبدیل پلیمرها به کوچک مولکولها] 2[.
نوع فرآیندواکنشهای اصلیشرایطهدف فرآیندHydrogenationواکنش با هیدروژن، شکست حرارتیمواد همگنبازیافت مواد خامHydrolysisواکنش با آبمواد همگنبازیافت مواد خامGasificationواکنش با آب، هیدروژن و اکسیژنماهیت آلیگاز سوخت، گاز سنتزCombustionواکنش با اکسیژنماهیت آلیبازیافت انرژیPyrolysisتخریب حرارتیماهیت آلیبازیافت انرژی و مواد خام
پیرولیز پلاستیکها و رابرها
پیرولیز در شرایط مختلفی از جمله گسترههای دمایی متفاوت، زمان واکنش متفاوت، فشار متفاوت و در حضور یا غیاب مایعات و گازهای فعال و کاتالیست، میتواند انجام گردد. پیرولیز پلاستیکها در دمای پایین (<400˚Ϲ)، متوسط 400-600˚Ϲ) ) و بالا (>600˚Ϲ) صورت میگیرد وعموما فشار به صورت اتمسفریک است. اگر اکثر محصولات مطلوب از نظر حرارتی ناپایدار باشند مانند وقتی که به راحتی واپلیمریزه میشوند، ممکن است شرایط زیر فشار اتمسفریک، با استفاده از خلاء یا یک رقیق کننده مانند بخار انتخاب گردد. تخریب حرارتی پلیمرها تولید گاز، کک و محصول مایع میکند که مقدار هر یک از اجزاء به متغیرهای بسیاری بستگی دارد. این محصولات میتوانند به عنوان سوخت، مواد پتروشیمیایی و منومر مورد استفاده قرار گیرند [1].
محصولات حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر و استایرن بوتادین رابر
پلیبوتادین رابر در گسترهی دمایی 370 تا 480 درجهی سانتیگراد پیرولیز شده وتنها 3 درصد به صورت باقیماندهی پیرولیز میماند. گسترهی دمای تخریب استایرن بوتادین رابر تقریبا مشابه پلی بوتادین رابر است. در پیروگرام استایرن بوتادین رابر، علاوه بر الیگومرهای بوتادین رابر، استایرن نیز جزئی مهم است. اما دیگر ترکیبات آروماتیک از قبیل بنزن، تولوئن و زایلن با غلظت کمی در محصول مایع هستند. غلظت ترکیبات آروماتیک در روغن حاصل از پیرولیز با افزایش دمای پیرولیز، افزایش مییابد.
زمانی که محدودهی جوش بوتادین رابر مشابه استایرن بوتادین رابر است، مشارکت مهم استایرن در بنزین حاصل از استایرن بوتادین رابر این است که آن را آروماتیکیتر میکند. در نمودارهای گرما وزن سنجی پیرولیز تایرهای ضایعاتی، سه مرحلهی کاهش وزن داریم: ˚Ϲ330-200، ˚Ϲ400-330 و˚Ϲ500-400 [25].
مرحلهی اول مربوط به تخریب حرارتی ترکیبی از روغنها، رطوبت، نرم کنندهها ودیگر افزودنیهاست. مرحلهی دوم مربوط به تخریب لاستیک طبیعی و مرحلهی سوم شامل تخریب بوتادین رابر و استایرن بوتادین رابر موجود در تایر است. شرایط پیرولیز شدیدا روی محصول مایع تأثیر گذارند [26].
محصول مایع با ارزش ناخالص گرمازایی MJ/kg 43-41، در پیرولیز ناپیوسته ضایعات تایری حاصل شده است [27]. در یک واحد آزمایشگاهی صنعتی با خوراک دهی نیمه پیوسته، با افزایش دما، بازده محصول مایع حاصل از ضایعات تایر به طور چشمگیری کاهش یافت [28].
محصولات جانبی پیرولیز
پیرولیز، تخریب هیدروکربنها در محیطی عاری از اکسیژن و در حضور یا غیاب کاتالیست و برای پلاستیکها در محدودهی دمایی Ϲ˚700-500 است. این فرآیند برای تخریب پلاستیکها به هیدروکربنهای سبکتر استفاده میشود. حالت فیزیکی محصولات به اندازه اجزای هیدروکربنی بستگی دارد. این محصولات، به صورت گسترده به سه فاز جامد، مایع و گاز دسته بندی میشوند. وزن محصول خروجی کلی با وزن خوراک ورودی برابر است، از اینرو اگر درصد جامد یا گاز کاهش یابد، افزایش مرتبطی در درصد جزء مایع خواهیم داشت و بلعکس [14].
محصولات شامل هیدروکربنهای مایع و گازی، جامدات شامل کک و باقیمانده هستند. ترکیب و ویژگیهای محصولات خروجی به عوامل زیر وابسته است:
ویژگیهای کاتالیست
شرایط عملیاتی
فشار
شرایط اجرایی اثر قابل توجهی روی ویژگیهای مایع خروجی و ترکیب آن دارد. با افزایش دما، سرعت واکنش نیز افزایش مییابد. تقریبا برای هر40 درجهی سانتیگراد افزایش دما، سرعت تخریب دو برابر میشود. زمانی که فشار راکتور بالاست، زمان ماند افزایش مییابد و منجر به غیراشباعیت بیشتر محصول و کاهش عدد اکتان بنزین بدست آمده میشود.
وقتی واکنش در فشار اتمسفریک انجام میشود، زمان تماس کوتاهتر احتمال واکنشهای شکست ثانویه و انتقال هیدروژن را کاهش داده و بنابراین میزان الفینی بودن محصول مایع افزایش مییابد.
زمانیکه پیرولیز تحت خلاء انجام میشود، طیف محصولات و کیفیت آنها از دیگر فرآیندهای پیرولیزی (اتمسفریک) متفاوت خواهد بود. به عبارت دیگر، از مزیتهای کاهش فشار، میتوان به محدود شدن واکنشهای شکست ثانویهی هیدروکربنها اشاره کرد [14].
آزمونهای مورد استفاده در پیرولیز
آزمونهای کروماتوگرافی گازی8 و گرما وزن سنجی9 از مهمترین آزمونها در بررسی پیرولیز هستند. با استفاده از این آزمونها روند تخریب پلیمرها با دما مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین میتوان میزان جرم مولکولیهای مختلف و نیز چهار نوع هیدروکربن موجود در محصول شامل آروماتیکها، الفینها، نفتنها و پارافینها (PONA) را از هم تمیز داد.
گرماوزن سنجی حاصل از پیرولیز تایرهای ضایعاتی با سرعت حرارت دهی بالا
پیرولیز تایرهای ضایعاتی با گرما وزن سنجی غیر همدما و با سرعتهای حرارتدهی مختلف و اندازه ذرات 1 و 3 میلیمتر بررسی شده است. طبق نتایج این بررسی در سرعتهای پایین وجود مراحل اولیه و ثانویه قابل تشخیص است. براساس نتایج آزمایشگاهی و براساس مقالات مرتبط، مرحلهی اول کاهش وزن مربوط به واپلیمر شدن ترکیبات لاستیکی است. ولی باقیماندهها، در مرحلهی دوم و در دماهای بالاتر تخریب میشوند. از طرف دیگر در سرعتهای حرارتدهی بالا، فاصلهای بین پیرولیز اولیه و ثانویه وجود ندارد و تنها یک پیک سرعت پیرولیز مشاهده میشود. این پدیده به دلیل کاهش واکنشهای حلقوی شدن و شبکهای شدن که وقتی سرعت حرارتدهی بالا میرود اتفاق میافتند، رخ میدهد. بعلاوه، غیر یکنواختی شعاعی دما، غلظت یا فشار مواد فرار در سرعتهای حرارت دهی بالاتر میتواند گسترش یابد. همهی این موارد میتوانند برای اصلاح الگوهای پیرولیز مهم باشند [25].
بررسی نمودارهای گرما وزن سنجی
در این بخش به بررسی چند نمودار گرما وزن سنجی می پردازیم.
تخریب پلی پروپیلن با استفاده از کاتالیستهای مختلف در گرماوزن سنجی
منحنیهای گرما وزن سنجی برای واکنشهای تخریب پلیپروپیلن با کاتالیست و بدون آن با سرعت حرارت دهیmin/10K درشکل 2-1 نشان داده شدهاند. طبق شکل 2-1، به دلیل تشکیل مواد غیر فرار با وزن مولکولی بالا و رسوب آنها درسیستم کاتالیست و عدم انتقال آنها با استفاده از گاز حامل نیتروژن در فرآیند گرما وزن سنجی، جرم مولکولی باقیمانده نسبت به حالت بدون کاتالیست افزایش یافته است [29].

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید