ABS和PE废旧塑料热解工艺的研究

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塑料是我们日常生活中较为常见的一种物质。它的出现不仅仅方便了人类生活,同时也带来了严重的环境污染,废旧塑料的处理也就成为了当今的社会问题之一。本文选取了废旧塑料中最常见的两种塑料,他们分别是:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚乙烯(PE)。本文分别对这两种废旧塑料的纯物质以及这两种废旧塑料的混合物(即ABS:PE=6:1;ABS:PE=4:3;ABS:PE=5:1(这里指的是质量比))进行热重实验(TG),并设定不同的升温速率(10℃/min、20℃/min、30℃/min以及40℃/min)。通过n阶动力学方程法、Kissinger法以及Flynn-Wall-Ozawa法分别对这20组实验数据进行动力学分析。从中可以发现PE和ABS废旧塑料的纯物质热解趋势大致相似,均为一步分解反应;随着升温速率的上升,热失重区间、混合物热失重过程中的初始温度Ti、终止温度Tf、最大热解速率时的温度Tmax均向高温区移动;最终剩余质量百分数的值没有发生明显变化;混合物中两组分之间存在协同作用;三种方程都可以用于求ABS和PE废旧塑料纯物质及混合物的活化能。通过这三种方法所求得的动力学参数将对ABS和PE废旧塑料热解工艺的探究提供一定的参考数据和理论依据,可作为工业生产中反应器的设计以及最佳工艺条件评定的重要参考依据。在管式炉里进行ABS和PE废旧塑料的热解实验,并探究热解后的固体产物能否制备成具有一定吸附能力的活性炭。众所周知,在塑料降解过程中的液相产物可以再次利用生成燃料油,若固体产物也能得到再次利用,则可减少能源的浪费。本文通过对废旧塑料ABS和PE的炭化研究以及对固体产物进行电镜扫描实验,确定了固体产物具备制成活性炭的可能。经过活化吸附亚甲基蓝的实验,通过亚甲基蓝的标准曲线确定活化后的固体产物具有吸附性能。在实验过程中可以发现当废旧塑料ABS与PE质量比为5:1,炭化温度为500℃,炭化时间为1小时,升温速率为10℃/min时,热解制得的炭化物的孔结构最好,其对亚甲基蓝的吸附量为271.3 mg/g。这将对废旧塑料的资源利用提供一定的参考依据。
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