Введение 4
1 Анализ научно-технической литературы и территориальной схемы в
области в области обращения с отходами, в том числе твердыми коммунальными отходами, Республики Татарстан 7
1.1 Принципы обращения с отходами в соответствии с ФЗ-458 и
территориальная схема в области обращения с отходами, в том числе твердыми коммунальными отходами, Республики Татарстан 7
1.1.1 Основные тенденции обращения с отходами в Российской Федерации
и в мировом сообществе 7
1.1.2 Анализ существующего положения в системе обращения с отходами
на территории Республики Татарстан 9
1.1.2.1 Анализ действующих нормативно-правовых актов в области
обращения с отходами 13
1.1.2.2 Сведения о действующих нормативах накопления твердых
коммунальных отходов и нормативах образования отходов, морфологический и фракционный состав твердых коммунальных отходов от жилого фонда и категорий предприятий различного рода деятельности 16
1.2 Анализ фракций полимерных включений в состав отходов 25
1.3 Физико-химические свойства наиболее распространенных
утилизируемых полимеров 27
1.4 Деструкция полимеров 41
1.4.1 Термическая деструкция 42
2 Теоретические и прикладные аспекты технологии термической
деструкции 45
2.1 Патентный анализ по направлению «Термической деструкции
полимерных отходов» 45
2.2 Теоретические положения термической деструкции полимеров 47
2.2.1 Реакции радикальной деполимеризации 48
2.2.2 Статистический разрыв без распада 53
2.2.3 Реакции заместителей (без разрыва цепи) 54
2.3 Технология получения композитных деструктурированных
полимерных структур 56
2.3.1 Композиты на основе реактопластов 57
2.3.2 Композиты общего назначения на основе термопластов 58
2.3.3 Технические термопластичные компоненты 60
2.4 Технологический процесс термической деструкции полимерных
отходов 63
2.5 Анализ ошибок измерений 64
2.5.1 Прямые измерения 64
2.5.2 Косвенные измерения 66
3 Технология утилизации полимеров с получением товарной продукции 68
3.1 Методика проведения эксперимента в УГНТУ 68
3.1.1 Устройство узлов и агрегатов 68
3.1.2 Работа установки 69
3.2 Методика утилизации полимеров полупромышленным путем 72
3.3 Оценка физико-механических свойств полученных образцов
деструктурированных полимерных структур 74
3.3.1 Подготовка образцов для исследований 74
3.3.2 Испытания на растяжение 77
3.3.3 Определение предела прочности, предела текучести 79
3.4 Проект приспособления для испытания материалов на растяжение при разных температурных режимах 82
Заключение 86
Выводы 86
Список использованных источников 87
ПРИЛОЖЕНИЕ
Актуальность работы. Одной из основных проблем, с которыми сталкивается мир в настоящее время, является проблема загрязнения окружающей среды отработанными полимерными материалами, в частности, пластмассами на основе полиэтилена, полипропилена, полистирола и резиновых изделий. До недавнего времени основными методами утилизации таких отходов были хранение их на полигонах твердых коммунальных отходов или просто их сжигание. Однако ни один из методов не решает проблему загрязнения окружающей среды. Так как при хранении для большинства полимерных материалов просто нет микроорганизмов, которые могли бы превращать их в вещества, которые безопасны для окружающей среды. А при сжигании образуется большое количество газообразных и твердых отходов, которые также необходимо утилизировать. В этой связи разработка эффективных способов утилизации отходов полимеров является одной из важнейших задач мирового сообщества. В последние годы в прессе, научных публикациях и патентах было много сообщений о различных направлениях и способах использования отходов полимеров в ценных органических веществах. Одним из таких направлений является термическая деструкция углеводородных фракций, которые после соответствующей обработки могут использоваться в качестве высококачественного моторного топлива. Однако следует отметить, что информация, приведенная в литературных источниках, не является систематической и часто является противоречивой.
В связи с этим очень актуальной задачей является исследование процессов термической деструкции полимерных материалов и разработка высокоэффективных промышленных методов переработки отходов полимерных материалов.
Цель и задачи. Целью является разработка методики термической деструкции отходов полимеров с получением товарной продукции и метрологического обеспечения контроля качества механических свойств.
Для достижения цели в работе решаются следующие задачи:
1) Разработать методику проведения эксперимента по термической деструкции;
2) Экспериментально исследовать процесс термической деструкции;
3) Исследовать физико-механических свойства полученных образцов;
4) Предложить способ обеспечения корректного температурного режима при проведении исследований образцов на растяжение.
Объект исследования.
Объектом исследования является переработанные полиэтиленовые отходы.
Предмет исследования.
Предметом исследования является механические и физические свойства полиэтилена, подвергшегося деструкции.
Научная новизна.
• Разработана методика проведения эксперимента по термической деструкции;
• Предложено техническое решение для обеспечения корректного проведения эксперимента с сохранением необходимой температуры.
Практическая значимость.
С Разработанная методика проведения эксперимента по термической деструкции меньше подвергает полиэтилен окислению и дает возможность сохранения физико-механические свойств;
С Предложенное приспособление повышает точность и снижает трудоемкость испытания путем обеспечения требуемых условий при проведении испытания на растяжение с повышенной или пониженной температурой образца из полимера.
Основная задача данной работы заключается в разработке методики проведения эксперимента по термической деструкции. Важность данной методики была подробно описана в литературном обзоре. Деструкция полимеров описывается процессами, которые протекают с разрывом химических связей в макромолекулах и приводят к уменьшению степени полимеризации или молекулярной массы полимера, изменению структуры, меняют физические, химические, механические, электрические и другие свойства. В этой связи актуальной задачей является исследование процессов термической деструкции полимерных материалов и разработка высокоэффективных промышленных методов переработки отходов полимерных материалов. В качестве исследуемого сырья использовался чистый полиэтилен высокого давления марки 15803-020 и промышленно изготовленный образец из гранул переработанного полиэтилена низкого давления. Были исследованы физико-механических свойства
экспериментальных образцов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
