Tehnologii de Reciclare A Polistirenului Proiect [PDF]

Zitiervorschau

RECICLAREA POLISTIRENULUI

GRUPA : SIPOL IV STUDENT: MINCU ANDREI - MARCEL 0

Cuprins 1

2

INTRODUCERE.................................................................................................................................2 1.1

Generalitați..................................................................................................................................2

1.2

Tipurile de polimer......................................................................................................................3

1.2.1

Polistiren transparent / GPPS (Crystal-clear PS)..................................................................3

1.2.2

Polistiren rezistent la impact / HIPS (High impact PS)........................................................3

1.2.3

Spumele PS..........................................................................................................................4

1.3

Aplicatii.......................................................................................................................................4

1.4

Perspective de viitor....................................................................................................................5

RECICLAREA POLIMERULUI.........................................................................................................5 2.1

Surse principale generatoare de deseuri.......................................................................................5

2.2

Metode de identificare si sortare..................................................................................................6

2.3

Metode de reciclare......................................................................................................................6

2.3.1

Reciclarea mecanica.............................................................................................................6

2.3.2

Reciclarea chimică...............................................................................................................7

2.3.3

Reciclarea termică................................................................................................................8

2.3.4

Mecanismul de degradare termică a polistirenului.............................................................10

3

CONCLUZII.....................................................................................................................................11

4

BIBLIOGRAFIE...............................................................................................................................12

1

1 INTRODUCERE 1.1 Generalitați Cunoscut încă din 1845 polistirenul a început să fie produs în anul 1930, dar materialele plastice polistirenice au căpătat o dezvoltare deosebită după cel de-al doilea raazboi mondial. În cartea “Dicționarul chimiei practice și teroretice” scrisă de William Nicholson în 1786 este menționat un chimist pe nume Neuman care a obținut prin distilarea storaxului (un balsam provenit din arboreal Liquambar orientalis) un ulei aromat. În 1839 E. Simon efectuează independent același experiment obținând un ulei identic pe care-l numește sterol. Prin încălzirea acestui ulei Simon a obținut un produs solid pe care l-a numit oxid de strerol. Acel moment a reprezentat un punct de plecare în ceea ce priviște cercetarea stirenului si a polistirenului, care se extind în continuare. În 1845, M. Glenard și R. Boudault au obținut stiren prin distilarea unei rășini obținute din fructele unui palmier malaezian, iar Hofman și Blythe au obținut polistiren prin încălzirea stirenului la 200° C, pe care l-au denumit meta-stiren , observand că reacția este exoterma. În 1869, Berthelot obține stirenul prin dehidrogenarea etilbenzenului, procedeu care stă și astăzi la bază fabricării la scară industrială a stirenului. Primul brevet de aplicare a polistirenului că material plastic a fost înregistrat în anul 1900 de Dr. Abraham Kronstein din Karlsruhe. În anul 1911, chimistul englez Mathews descrie procedeul termic și catalitic de polimerizare a stirenului, cu obținerea de substanțe care pot fi folosite pentru producerea de articole altădată obținute din lemn, sticlă, cauciuc sau celuloid, recunoscând totodată însușirile sale că izolant electric. Au fost necesare numeroase cercetări pentru punerea la punct a fabricării economice a stirenului și a stocării lui fără polimerizare. Un progres însemnat în problemă eliminării polimerizării premature a stirenului în timpul depozitării a fost înregistrat în urma lucrărilor chimiștilor francezi Mourean și Durafise, care în anul 1922, lucrând în domeniul reacțiilor autocatalitice și al inhibării lor, au găsit numeroase substanțe în special amine aromatice și fenoli, care întârzie polimerizarea stirenului. Deși încă din anul 1920 s-au pus la punct metode pentru producerea la scară industrială a stirenului, producția de polistiren la scară largă incepe din anul 1930, unde materialul obținut avea proprietăți mecanice slabe, a fost casant și s-a îngălbenit cu timpul, din cauza impurităților conținute în stiren și a tehnicii de polimerizare aflate abia la început.

2

O dată cu fabricarea cauciucului sintetic butadien-stirenic, se rezolvă obținerea la scară mare a stirenului. S-a dovedit un canditat bun pentru copolimeriul ales datorită proprietăților sale remarcabile: transparența, stabilitate chimică ridicată, absorbție aproape nulă de apa și proprietăți dielectrice excelente. Lărgirea producției de polistiren cu noi sortimente rezistente la șoc, de largă folosință pentru fabricarea diferitelor produse industriale și de uz casnic, ca și producerea de polistiren expandat-cu însușiri deosebite ca material de izolare termică și acustică, cu utilizări în componența betoanelor ușoare, ca material pentru ambalarea produselor fragile și fine-au făcut ca în prezent polistirenul să ocupe locul al treilea în domeniul producției mondiale de materiale plastice ( după policlorură de vinil și polietilenă). La noi în țara a început producere de polistiren la Combinatul petrochimic Borzești în 1963. De atunci producția de polistiren și copolimeri stirenici s-a dezvoltat prin întrarea în funcțiune a noi capacități de producție la Combinatul petrochimic Pitești. Astăzi polistirenul se obține prin toate metodele cunoscute, anume: polimerizare în bloc, soluție , suspensie și emulsie. În afară homopolistirenului, pentru îmbunătățirea proprietăților acestuia se fabrică materiale compozite cu acrilonitrilul sau alți comonomeri, polistiren rezistent la șoc (prin copolimerizae cu cauciucuri sau prin plastifiere), polistiren expandat, copolimer ABS, polistiren armat cu fibre de sticlă, etc. [4] Polistirenul este un polimer versatil, care a fost utilizat în multe scopuri, cum ar fi ambalarea, bunurile de consum etc., însă eliminarea acestor produse creează poluarea mediului datorită naturii lor nedegradabile. Prin urmare, o atenție sporită este acordată reciclării, reutilizării și biodegradării prin diverse mijloace. [1]

1.2 Tipurile de polimer În general, acești polimeri sunt disponibili în trei clase importante, anume:

1.2.1

Polistiren transparent / GPPS (Crystal-clear PS)

Această formă de material plastic este complet transparentă, rigidă și este, de obicei, cu costuri scăzute, realizată din monomer stiren. GPPS este o formă solidă de PS fabricată sub formă de pelete de 2-5 mm PS.

1.2.2

Polistiren rezistent la impact / HIPS (High impact PS)

Polistirenul modificat cu rezistentă crescută la șoc conține de obicei 5 până la 10% din cauciuc (butadienă) și este destinat producerii de produse care necesită rezistență la impact mai 3

mare. HIPS este de obicei un tip de copolimer grefat având PS ca arme laterale. Procesul de altoire are loc atunci când reacționează prin mecanism radicalic cu dubla legătură a polibutadienei.

1.2.3 Spumele PS Spumele PS sunt produse în mod obișnuit în două forme diferite: A. Polistiren expandat (EPS) EPS este un fel de spumă rigidă, dură și închisă. Este de obicei alb în aparență și este produsă din micro-pelete sau granule de PS pre-expandate. EPS este una dintre cele mai frecvent utilizate spume PS în viața de zi cu zi. Spuma albă este frecvent utilizată pentru băuturi calde, în frigidere, izolație și ambalare etc. Materialul EPS este ieftin și ușor (15-30 kg pe metru cub), nu își pierde proprietatea fundamentală în timp și poate fi reciclat complet și reutilizat pentru a menține echilibrul ecologic. Datorită proprietăților sale tehnice și fizice favorabile, cum ar fi greutatea redusă, rigiditatea și formabilitatea, EPS este introdus în uz pentru o gamă largă de aplicații. Este folosit chiar și pentru fabricarea foilor turnate care sunt utilizate pentru izolarea clădirilor și pentru materialele de ambalare. B. Polistiren extrudat (XPS) XPS este o altă formă de spumă care oferă o rugozitate îmbunătățită a suprafeței și o rigiditate mai mare cu conductivitate termică redusă. Domeniul de densitate este de aproximativ 28-45 kg / m3. Are aproape același tip de compoziție chimică ca EPS, dar este produsă cu un alt tip de tehnologie. XPS vine în trei culori de bază roz, albastru și verde etc. Este utilizat în mod obișnuit pentru fabricarea panourilor demonstrative și în zona de construcție. [3] Ambalajul din polistiren expandat (EPS), care este materialul alb familiar, personalizat pentru a amortiza, izola și proteja toate tipurile de produse în timpul transportului și poate fi reciclat. Plăcile de izolare EPS utilizate pentru construcția de locuințe și comerciale, produsele pentru servire a produselor alimentare cum ar fi cupe, plăci, tăvi etc. care sunt realizate din rășini PS spumate pentru a asigura o calitate izolată unică și ambalaje desprinse sunt acceptate pentru reciclare. Produsele din polistiren non-spumă, denumite și polistiren cu impact sporit (HIPS), polistiren orientat (OPS), produse post-consumabile, produse postindustriale și stilou spumant (marcă comercială A Dow Chemical Company pentru un produs termoizolant cu spumă PS) reciclare. [1]

4

1.3

Aplicatii

Reciclatul PS este utilizat pentru a produce ghivece de plante și obiecte de birou, cum ar fi creion, creioane, etc. Ca și în cazul altor tipuri de materiale plastice, reciclarea PS are loc după examinarea de către industrie a mai multor aspecte, inclusiv eficiența ecologică, disponibilitatea, responsabilitatea, calitatea produselor, dar și aspectele precum cele de igienă și trasabilitatea produselor. PS-urile expandate pot fi utilizate ca substraturi pentru a obține polielectroliți care prezintă proprietăți bune de floculare comparabile cu cele ale Praestol 2515 comercial. PS este reciclat și virgin utilizat pentru a crea un material cu aproape aceleași caracteristici ca și lemn. Noul material replică lemnul în ceea ce privește densitatea, aspectul, simțul și caracteristicile structurale, făcându-l potrivit ca material de înlocuire în toate domeniile construcției de case și a producției de mobilier. [1] Rafturile din polistiren expandat pot fi adăugate cu ușurință în categoria de produse reciclate ce se pot obtine, precum si foliile de izolare din EPS și alte materiale EPS pentru aplicații de construcții, însă mulți producători nu pot obține suficiente resturi din cauza problemelor de colectare. Atunci când nu este utilizat pentru fabricarea mai multor materiale EPS, resturile de spumă pot fi transformate în produse cum ar fi umerase de haine, bănci de parc, ghivece de flori, jucării, rigle, capsatoare, containere de răsad, rame de tablouri și turnare arhitecturală din PS reciclată. Începând cu anul 2016, aproximativ 100 de tone de EPS sunt reciclate în fiecare lună în Regatul Unit. [2]

1.4 Perspective de viitor La ora actuală, cercetatorii cauta noi metode pentru a eficientiza urmatoarele aspecte: 1. Reciclarea termică a PS generează un procent mai mare de monomer stiren, care poate fi fermentat de bacterii pentru a produce PHA - materia primă pentru sinteza polimerilor biodegradabili. 2. Deșeurile PS pot fi amestecate cu polimeri biodegradabili pentru a produce polimeri biodegradabili. 3. Monomerul de stiren produs prin reciclare poate fi altoit pe polimeri biodegradabili pentru a obține polimeri biodegradabili.

5

2 RECICLAREA POLIMERULUI 2.1 Surse principale generatoare de deseuri În general, polistirenul nu este acceptat în programele de reciclare a colectării curbside și nu este separat și reciclat acolo unde este acceptat. În Germania se colectează polistiren, ca urmare a legii privind ambalarea (Verpackungsverordnung), care impune producătorilor să își asume responsabilitatea pentru reciclarea sau eliminarea oricărui material de ambalaj pe care îl vând. Polistirenul (PS) este utilizat în forme solide și expandate, ambele putând fi reciclate. Componentele PS, cum ar fi cupele de cafea, tăvile etc., pot fi reciclate în aplicații alternative, cum ar fi cazurile pentru videocasetă, echipamentele de birou etc. Deșeurile de spumă PS expandate își pierd caracteristicile de spumă ca parte a procesului de recuperare. Materialul recuperat poate fi re-gazat, dar produsul devine mai scump decât materialul virgin. În schimb, este folosit în formă solidă în aplicațiile de turnare standard. O cantitate mare de PS expandată este descărcată după ce a fost utilizată pe piețele angro, supermarket-uri, magazine universale, restaurante și magazine, cum ar fi magazinele de electrocasnice, precum și la fabricile producătorilor de mașini. Se colectează prin colecția internă de companii sau prin agenți de reciclare a resurselor și devine o resursă reciclată. Cele mai multe nu sunt reciclate în prezent din cauza lipsei de stimulente pentru a investi în compactoarele și sistemele logistice necesare. Datorită densității scăzute de spumă de polistiren, nu este economic să se colecteze. Cu toate acestea, dacă materialul rezidual trece printr-un proces inițial de compactare, materialul modifică densitatea de la 30 kg/m3 la 330 kg/m3 și devine o marfă reciclabilă de mare valoare pentru producătorii de pelete de plastic reciclate. [2]

2.2 Metode de identificare si sortare Înainte de reciclare, materialele reciclabile trebuie clătite pentru îndepărtarea oricărei alimente sau particule de murdărie, capacele sticlelor din plastic și borcanele de sticlă ar trebui aruncate, iar materialele supradimensionate, cum ar fi cutiile de carton, jgheaburile de lapte etc., trebuie zdrobite astfel încât se pot introduce mai ușor în coș și în camion. Volumul EPS este redus prin metode precum reducerea volumului solventului (dizolvat cu solvent), reducerea volumului de încălzire și reducerea volumului de pulverizare (pulverizat). PS expandat procesat este utilizat în starea redusă ca ingredient pentru produsele reciclate sau este ars pentru a genera energie termică.

6

2.3 Metode de reciclare 2.3.1

Reciclarea mecanica

Un procedeu și un aparat pentru recuperarea materialelor de tip polistiren rezidual pentru reutilizare în intervalele de specificații ale materialului de tip polistiren de intrare a fost descris de David și colaboratorii. Procedeul și aparatul dezvăluit includ: dizolvarea materialelor de tip polistiren rezidual într-o secțiune de dizolvare utilizând un solvent reutilizabil (având un punct de fierbere scăzut și viteză mare de vaporizare), îndepărtarea contaminanților solizi în una sau mai multe secțiuni de filtrare, devolatilizarea PS dizolvat și recuperarea materialului de tip polistiren într-o formă solidă într-o secțiune de recuperare. De preferință, procedeul și aparatul furnizează un sistem închis și includ reciclarea și reutilizarea solventului vaporizat. Temperatura maximă în secțiunea de recuperare este de 190 ° C. Solventul reutilizabil este de preferință sigur din punct de vedere al mediului și are un punct de fierbere scăzut și o rată ridicată de vaporizare. Într-un brevet al Statelor Unite, Katz și colaboratorii au descris reducerea spumei PS cu esteri dibazici. O soluție apoasă cuprinzând ester dibazic selectat din grupul de dimetilglutarat, dimetil adipat și dimetil succinat și un surfactant atunci când este aplicat pe spuma PS formează o substanță asemănătoare gelului care poate fi aplicată la un obiect ca agent de impermeabilizare sau reciclată în PS spumă. O modalitate economică de recuperare a PS este prin intermediul unui produs nou dezvoltat în SUA. Produsul utilizează un solvent biodegradabil derivat din citrice care elimină tot aerul din PS, făcându-l economic pentru transport. Deșeurile din material plastic sunt mestecate și apoi pulverizate cu solventul biodegradabil. Aceasta dizolvă tot PS, transformându-l într-o substanță asemănătoare cu gelatină, cu o densitate mult mai mare decât cea a reziduurilor de PS. Această densitate mare și capacitatea de a transporta cantități mult mai mari de material pe camion fac ca procesul de recuperare să fie economic. Deoarece solventul reduce doar PS-ul în formă lichidă, este posibilă forțarea soluției prin filtre de ecran care elimină majoritatea contaminanților, cum ar fi deșeurile din alte materiale plastice. Aceasta înseamnă, de asemenea, că pentru prima dată va fi economic să reprocesăm PS de la utilizările alimentare și horticole. După etapa de filtrare, se adaugă un alt solvent la amestecul care precipită PS. Centrifugarea separă cele trei componente, permițând recuperarea solvenților pentru refolosire și utilizarea PS pentru prelucrare ulterioară.

2.3.2

Reciclarea chimică

Koji și colab. au explicat pentru a obține o spumă PS care poate fi reciclată în stiren prin amestecarea unui PS cu un oxid metalic bazic fiind un catalizator de descompunere catalitică ,iar spumarea amestecului cu un agent inert de suflare. Când este irosit, poate fi reciclat în stiren prin descompunerea sa prin încălzire la 300-4500C într-o atmosferă neoxidantă. Oxidul de bază este Na2O, MgO, CaO sau alții asemenea și printre aceștia este de dorit CaO. Atunci când se folosește oxidul de metal de bază purtat de umplutura poroasă anorganică, el poate prezenta o 7

eficiență îmbunătățită. Agentul de suflare folosit este un gaz de azot, un clorofluorocarbon, propan sau alții asemenea. Unul dintre procesele atractive de reciclare chimică este degradarea catalitică a polistirenului (PS). Acest proces permite obținerea monomerului stiren (SM) la o temperatură relativ scăzută, cu o selectivitate ridicată. Efectul unui catalizator de bază, MgO, asupra descompunerii PS a fost studiat prin degradarea atât a polimerului monodispers (greutatea moleculară medie 1/4 50 500 g = mol), cât și a unui mimic PS, 1,3,5-trifenilhexan (TPH ), pentru a determina potențialul de aplicare a catalizatorilor bazici ca mijloc eficient de reciclare a polimerilor. Prezența catalizatorului a crescut rata de descompunere a compusului model, dar a scăzut rata de degradare a PS măsurată prin evoluția produselor cu greutate moleculară mică. Deși rezultatele modelului compusului sugerează că viteza de inițiere a fost intensificată în ambele cazuri prin adăugarea de catalizator, acest efect este umbrit pentru polimer prin scăderea "lungimii zip" în timpul depropagării datorită reacțiilor de terminare facilitate de catalizator. Bajdur și colaboratorii au sintetizat derivații sulfonați ai deșeurilor PS extinse, care pot fi utilizate ca polielectroliți. Modificarea a fost efectuată prin metode cunoscute și s-au obținut produse care au diferite conținuturi de sulfogrupuri în lanțul polimeric. Ei au descoperit că polielectroliții au proprietăți bune de floculare similare cu cele ale polielectroliților comerciali anionici. StIrenul este produsul major și etilbenzenul este al doilea cel mai abundent în produsul lichid. Creșterea acidității favorizează producerea de etilbenzen prin promovarea reacției de hidrogenare a stirenului. O selectivitate mai mare la stiren este observată la temperaturi mai ridicate. O creștere a timpului de contact prin reducerea debitului de gaz de azot a sporit selectivitatea la etilbenzen. Astfel, o operațiune proiectată care include aciditatea catalizatorului, temperatura de reacție și timpul de contact vor fi necesare pentru a controla distribuția produsului între monomerul stiren și etilbenzenul.

2.3.3

Reciclarea termică

Degradarea termică a maselor plastice reale de deșeuri municipale obținute de la Sapporo, Japonia și amestecat model de materiale plastice a fost efectuat la 4300C la presiunea atmosferică prin operație discontinuu. Resursele și efectele asupra mediului evaluate pe durata fiecărui ambalaj includ consumul de combustibil fosil, emisiile de gaze cu efect de seră și precursorii fotochimici de oxidanți. Rezultatele demonstrează că strategiile de reciclare și reutilizare pentru produsele pe bază de plastic pot aduce beneficii semnificative pentru mediu. Reciclarea termică a deșeurilor de plastic post-consumator a fost studiată în cea mai mare măsură pentru produse petrochimice sau combustibili de mare valoare. Tehnologia pentru cracarea termică, care a fost studiată mai mult și care a fost testată la scară mai largă, este cea bazată pe un pat fluidizat, în care plasticul este alimentat în stare solidă, iar nisipul este utilizat pentru a ajuta la fluidizare. Designul paturilor fluide utilizate la scară de laborator sau pilot a fost realizat pe bază empirică, datorită faptului că cinetica pirolizei plastice este supusă unei mari 8

incertitudini cauzate de factori precum eterogenitatea materialului, sinergia în cracarea diferitelor constituenți și limitarea transferului de căldură și masă. Acești factori influenteaza prevenirea obținerii unor cinetici fiabile pentru proiectarea reactorului la temperaturi de interes industrial (peste 450C). Utilizarea catalizatorilor acide (cele mai des studiate sunt silica-alumina amorfă, zeoliții de cracare HY, zeoliții HZSM-5 și zeoliții mesoporosi ca MCM-41) permite scăderea temperaturii de cracare (cu economia de energie ulterioară) obținerea de produse de interes industrial. Mai mult, această strategie este potrivită pentru dezvoltarea acesteia într-o rafinărie utilizând echipamentele existente și optimizând posibilitățile de încorporare a produselor fie pe piață (ulterior reformulării combustibilului), fie în procesul de producție propriu-zis (după purificarea monomerilor). Selectarea solventului pentru dizolvarea materialului plastic poate fi stabilită pe baza cerințelor pieței. Mai mulți autori au studiat cracarea catalitică a poliolefinelor pe diferite catalizatoare acide și folosind diferiți solvenți. În general, interpretarea rezultatelor se confruntă cu dificultatea separării efectului cracării termice de rolul situsurilor Bronsted și Lewis ale catalizatorului. Mai mult, o problemă suplimentară la crăparea polistirenului (PS) este dezactivarea rapidă a catalizatorului provocată de cocsul format pe locurile acide , care este favorizat de natura aromatică a stirenului și de raportul său C = H ridicat. Degradarea catalitică a materialelor plastice reziduale, cum ar fi polietilenă (HDPE, LDPE), polipropilenă (PP) și polistiren (PS) peste catalizatorul de cracare catalitică (FCC), a fost efectuată la presiune atmosferică cu o operație semi- utilizând aceeași programare a temperaturii de reacție. Obiectivul a fost de a investiga influența tipurilor de plastic asupra randamentului, vitezei produsului lichid și distribuirii de produse lichide pentru degradarea catalitică. Degradarea catalitică a deșeurilor PE și PP cu structură poliolefinică a avut randamentul lichidului de 80-85% și randamentul solid sub 1%, în timp ce deșeul PS cu structură policiclică a produs mult mai multe lichide, produse solide și mult mai puține produse gazoase. În conformitate cu opțiunea de reciclare a materialelor plastice în combustibili prin dizolvarea acestora în materii prime standard pentru procesul de cracare catalitică a hidrocarburilor, FCC și diferiți catalizatori acizi (zeoliții ZSM-5, mordenită, Y și un zirconiu favorabil sulfului) s-au dizolvat în conversia PS dizolvată în benzen inert la 550 ° C într-un reactor discontinuu în pat fluidizat. Au fost efectuate experimente cu timpi de contact foarte scurți de până la 12 secunde. Produsele principale au fost în benzină, incluzând benzenul, toluenul, etilbenzenul, stirenul și cantitățile mici de hidrocarburi aromatice C9-12 și compușii ușori C5. Toate produsele pot fi justificate pe baza proprietăților fiecărui catalizator și a diferitelor căi posibile de reacție catalitică: cracare după atacul protolitic asupra fragmentelor de polimer, oligomerizarea stirenului și cracarea ulterioară sau transferul de hidrogen în stiren. Stirenul ar fi produs în principal în acest sistem din cracarea termică a polimerului ca etapă inițială. Dacă este prezent, efectele de selectivitate a formei datorate structurii catalizatorului pot influența semnificativ prevalența diferitelor reacții, deoarece acestea ar interfera cu cei care suferă stări de tranziție voluminoase, cum ar fi oligomerizarea stirenului sau transferul de hidrogen. Chiar dacă zirconiul cu conținut de sulf este puternic acid, proporția scăzută de situri de tip Bronsted nu permite producerea reacțiilor secundare de stiren. Sa demonstrat că cele mai favorabile distribuții 9

de produse (randamente mai mari de produse dorite) sunt obținute pe catalizatori comerciali de echilibru FCC. PS poate fi reciclat în monomer stiren în asociere cu alte substanțe aromatice, din care stirenul poate fi transformat în plastic biodegradabil, cum ar fi PHA. Recent, oamenii de știință au obținut un randament de 10% din PHA de la PS. S-a studiat, de asemenea, că lungimea lanțului de PHA este 10. S-a investigat randamentul și compoziția uleiurilor și gazelor derivate din piroliza și piroliza catalitică a PS. Piroliza și piroliza catalitică au fost efectuate într-un reactor cu pat fix. Au fost utilizați doi catalizatori, zeolitul ZSM-5 și Yzeolitul și a fost studiată influența temperaturii catalizatorului, cantitatea de încărcare a catalizatorului și utilizarea unui amestec al celor doi catalizatori. Produsul principal din piroliza necatalizată a PS a fost uleiul constând în principal din stiren și alte hidrocarburi aromatice cum ar fi toluenul și etilbenzenul. Se constată că gazele constau din metan, etan, eten, propan, propen, butan și butenă. În prezența oricărui catalizator, a fost găsită o creștere a randamentului de gaze și o scădere a cantității de producție de ulei, dar a existat o formare semnificativă a cocsului carbonat pe catalizator. Creșterea temperaturii catalizatorului Y-zeolit și, de asemenea, cantitatea de catalizator în patul de catalizator a condus la o scădere a randamentului de ulei și la creșterea randamentului gazului. Uleiul derivat din piroliza catalitică a PS conține compuși aromatici cum ar fi compuși cu inel unic cum ar fi benzen, toluen, stiren, m-xilen, o-xilen, p-xilen, etilmetilbenzen, propenilbenzen, metilstiren; doi compuși inelari cum ar fi inden, metilinden, naftalin, 2metilnaftalină, 1-metilnaftalină, bifenil, metilbifenil, dimetilnaftalină, trimetilnaftalină, tetrametilnaftalenă, etilbifenil; trei compuși inelari cum ar fi fenantren, metilfenantren, dimetilfenantren, trimetilfenantren și patru compuși inelari, cum ar fi pirenul, metilpirenul, dimetilpirenul, crisina și metilchrisenul. Recent, oamenii de știință au obținut un randament de 10% din PHA de la PS. S-a studiat, de asemenea, că lungimea lanțului de PHA este 10. S-a investigat randamentul și compoziția uleiurilor și gazelor derivate din piroliza și piroliza catalitică a PS. Piroliza și piroliza catalitică au fost efectuate într-un reactor cu pat fix. Au fost utilizați doi catalizatori, zeolitul ZSM-5 și Yzeolitul și a fost studiată influența temperaturii catalizatorului, cantitatea de încărcare a catalizatorului și utilizarea unui amestec al celor doi catalizatori. Produsul principal din piroliza necatalizată a PS a fost uleiul constând în principal din stiren și alte hidrocarburi aromatice cum ar fi toluenul și etilbenzenul. Se constată că gazele constau din metan, etan, eten, propan, propen, butan și butenă. În prezența oricărui catalizator, a fost găsită o creștere a randamentului de gaze și o scădere a cantității de producție de ulei, dar a existat o formare semnificativă a cocsului carbonat pe catalizator. Creșterea temperaturii catalizatorului Y-zeolit și, de asemenea, cantitatea de catalizator în patul de catalizator a condus la o scădere a randamentului de ulei și la creșterea randamentului gazului. Uleiul derivat din piroliza catalitică a PS conține compuși aromatici cum ar fi compuși cu inel unic cum ar fi benzen, toluen, stiren, m-xilen, o-xilen, p-xilen, etilmetilbenzen, propenilbenzen, metilstiren; doi compuși inelari cum ar fi inden, metilinden, naftalin, 2metilnaftalină, 1-metilnaftalină, bifenil, metilbifenil, dimetilnaftalină, trimetilnaftalină, tetrametilnaftalenă, etilbifenil; trei compuși inelari cum ar fi fenantren, metilfenantren, 10

dimetilfenantren, trimetilfenantren și patru compuși inelari, cum ar fi pirenul, metilpirenul, dimetilpirenul, crisina și metilcrisenul.

2.3.4

Mecanismul de degradare termică a polistirenului

În timpul degradării termice a spumei PS pot să apară diferite tranziții fizice. Au fost determinate diferitele tranziții fizice utilizând microscopia electronică de scanare, calorimetria de scanare diferențială și analiza termogravimetrică. Ei au investigat, de asemenea, efectul densității de polimer și a structurii de bilete pe degradare. Ei au arătat că granulele de polimer se prăbușesc la aproximativ 110-120 ° C când sunt expuse la temperaturi ridicate. Bilele colate se topește la 160 ° C și încep să se vaporizeze la temperaturi mai mari de aproximativ 275 ° C, în timp ce volatilizarea completă are loc în intervalul de temperatură 460-500 ° C. [1]

3 CONCLUZII Reciclarea mecanică dă PS solidă și, de asemenea, lichidul PS într-o formă pură fără a modifica proprietățile sale, care pot fi folosite din nou. Reciclarea chimică a PS utilizând catalizatori cum ar fi clinoptilolitul (HNZ, HSCLZ) dă 99% aromatice cum ar fi stirenul și etilbenzenul ca produse majore. Utilizarea catalizatorilor este foarte selectivă pentru producerea de monomeri stirenici. Bazele solide s-au dovedit a fi catalizatori mai eficienți decât acizii solizi pentru degradarea PS în stiren. Degradarea termică controlată a PS-urilor conduce la pregătirea eficientă a unor noi oligomeri asemănători macromonomerilor și a oligomerilor telechelici. Conectorul pat cu spumă conică sa dovedit a fi mai avantajos în comparație cu termogravimetria (TGA) și microreactorul (MR) pentru studiul cinetic al pirolizei plasticelor la temperaturi ridicate. Degradarea catalitică a deșeurilor PE și PP cu structură poliolefinică a arătat randamentul lichidului de 80-85% și randamentul solid sub 1%, în timp ce deșeul PS cu structură policiclică a produs mult mai multe lichide, produse solide și mult mai puține produse gazoase. Greutatea produselor lichide obținute prin degradarea catalitică depinde puternic de temperatura de degradare a materialelor plastice. Produsele principale de cracare au fost în benzină, incluzând benzenul, toluenul, etilbenzenul, stirenul și cantitățile mici de aromatice C912 și ușoare compuși C5. S-a observat că randamentele celor mai favorabile produse sunt obținute pe catalizatori comerciali de echilibru FCC. Cracarea termică fără utilizarea catalizatorilor este mai eficientă decât utilizarea catalizatorilor, ca în cazul în care producția monomerului stiren este mai mare decât produsele gazoase. PS poate fi reciclat în monomer stiren în asociere cu alte substanțe aromatice, din care stirenul poate fi transformat în plastic biodegradabil, cum ar fi PHA. Recent, oamenii de stiinta au obtinut un randament de 10% din PHA de la PS. S-a studiat, de asemenea, că lungimea lanțului PHA este 10. Pot fi efectuate cercetări suplimentare pentru a îmbunătăți acest randament prin luarea altor bacterii sau prin proiectarea

11

unui fermentator specializat. De asemenea, putem încorpora un catalizator enzimatic la fermentator pentru a susține olimerizarea PHA.

4 BIBLIOGRAFIE [1] T. Maharana, Y. S. Negi, B. Mohanty Review Article: Recycling of Polystyrene, PolymerPlasticsTechnology and Engineering (2007), 46:7, 729-736 [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene#Environmental_issues - 06.05.2019 [3] http://www.plasticsinsight.com/resin-intelligence/resin-prices/polystyrene - 06.05.2019 [4] S. Horun, T. Paunică, O.M. Sebe, “Memorator De Materiale Plastice”, Ed. Tehnică, Bucuresti, 1998

12