废塑料硬软聚氨酯热解特性的比较研究
聚氨酯作为一种化学、物理性能皆优的高分子聚合材料，已经逐步取代一些传统塑料，广泛应用于建筑、航空、汽车制造、医药等领域。然而如何处置利用废弃聚氨酯是一个严峻的环境问题。常用的土地填埋、直接焚烧等方式已经越来越不适用当今社会环保的要求。化学分解法目前被视为经济效益和环境保护兼优的处置方法。本文就热分解法对聚氨酯硬泡和软泡塑料进行试验和理论对比研究，以期得到产物分布情况和活化能值。 通过对聚氨酯硬泡和软泡的实验热重曲线和热差分析曲线进行比较，可以发现随着升温速率的提高整个热解反应都朝着高温区平移，热解起始温度提高，最大热解速率减小。聚氨酯软泡发生热解的区域集中在170℃与500℃之间，而聚氨酯硬泡发生在200℃与410℃之间。在氮气氛围下选用四种升温速率，对两种聚氨酯进行热解实验研究。随着给定热解温度的提高，固体残余物减少有利于热反应进行。随着升温速率的提高，固体产物和气体产物都有相应的增加而液体产物呈减少趋势。随着热解停留时间的延长，液体产物和气体产物都相应增加，而固体残余物明显减少。GC/MS分析检测到两种聚氨酯的液态产物中共同含有苯胺和P-甲苯胺。在聚氨酯硬泡热解液中检测到5种主要的化学成分，而聚氨酯软泡中则含有11种成分。研究认为聚氨酯软泡软段中含多种脂肪烃是影响两种聚氨酯差异的主要因素。并通过Chemkin软件预测了生成反应物苯乙烯的基元反应。它由基元团C4H6、C6H8、C6H5和C2H4通过一系列基元反应获得。本文建立的反应动力学模型较好重现了实验数据，并得到了一系列动力学参数。随着升温速率的提高，聚氨酯硬泡塑料的活化能呈下降趋势，而软泡塑料却恰好相反。聚氨酯硬泡和软泡的平均活化能分别为127.7KJ/mol和203.1KJ/mol。聚氨酯软泡塑料平均活化能是聚氨酯硬泡的1.59倍。
废塑料硬软聚氨酯;热解特性;聚氨酯硬泡;软泡塑料;反应动力学模型
哈尔滨工业大学
硕士
热能工程
陆慧林
2006
中文
X783
64
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）