1. kép: A kiindulási PVC por (elől) és a termooxidatív körülmények között különböző időkig degradált PVC (a számok a kezelési időt jelölik órában).



Hasonló dokumentumok
MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Új típusú csillag kopolimerek előállítása és funkcionalizálása. Doktori értekezés tézisei. Szanka Amália

I. Bevezetés I.1. A PVC-vel kapcsolatos környezeti problémák

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Bakonygyirót Önkormányzat Képviselő-testületének

Tárgyszavak: PVC; fenntartható fejlődés; PVC imázsa, PVC stabilizátor; lágyító; autóipar; egészségügy; blisztercsomagolás; műszaki textil.

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

KÖZÉP-DUNÁNTÚLI KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS TERMÉSZETVÉDELMI FELÜGYELŐSÉG

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

Poliészterszövet ragasztása fólia alakú poliuretán ömledékragasztóval

A tételekhez segédeszköz nem használható.

Új kötőanyagrendszer előállítása ipari hulladékanyag mechanokémiai aktiválásával

Sportélettan zsírok. Futónaptár.hu

T r e vez ve z z ü z n ü k aut u ó t t ó!

AZ ÉGÉSGÁTLÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA

Termikus analízis alkalmazhatósága a polimerek anyagvizsgálatában és jellemzésében

Lebomló polietilén csomagolófóliák kifejlesztése

Állományvédelem Lengyelországban. Beszámoló egy lengyelországi tanulmányútról

Prof. Dr. CSŐKE BARNABÁS egyetemi itanár, intézetigazgató Miskolci Egyetem. Intézet

A KÖRNYEZETI INNOVÁCIÓK MOZGATÓRUGÓI A HAZAI FELDOLGOZÓIPARBAN EGY VÁLLALATI FELMÉRÉS TANULSÁGAI

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Termikus hulladékkezelési eljárások és környezeti teljesítményük. Bocskay Balázs alternatív energia menedzser

SZERVETLEN KÉMIAI TECHNOLÓGIA

Műanyagok galvanizálása

Hulladékgazdálkodás. A hulladékgazdálkodás elméleti alapjai. A hulladékok fogalma, fajtái; környezeti hatásai

A kórházakban képződő hulladékok kezelési és ártalmatlanítási módszereinek és költségeinek vizsgálata az USA-ban


Poli(etilén-tereftalát) (PET) újrafeldolgozása a tulajdonságok javításával

Elméleti tribológia és méréstechnika Összefüggések felület- és kenőanyag-minőség, súrlódás és kopás között


VIZES INFÚZIÓS OLDATOK TARTÁLYAINAK ELŐÁLLÍTÁSÁHOZ HASZNÁLT LÁGYÍTOTT POLI(VINIL- KLORID)-ALAPÚ ANYAGOK

Épületek energetikai hatékonyságának növelése aktív hőszigeteléssel (ATI)

(Egységes szerkezetben a módosításról szóló 14/2014. (V.12.) és a 38/2014. (XII.19.) önkormányzati rendelettel) Általános rendelkezések

A gépkocsi-újrahasznosítás gazdaságosságának vizsgálata: a szétszerelő- és a shredder-üzemek bevételei és költségei

ORSZAGOS KOR NYELETVFDLLMI ES~ERMESZEIVEDEL VII F OFELUGYELOSEG HATÁROZAT

Megoldás falazatra. Hogyan építhetünk közel zéró energiafogyasztású családi házakat téglából? Bartók László - műszaki szaktanácsadó

NÁTRIUM-POLIAKRILÁT ALAPÚ SZUPERABSZORBENS POLIMEREK (SAP) ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Gelse Község Önkormányzat Képviselő-testület 18/2012.(XII.20.) önkormányzati rendelete

Galvanizálás a híradástechnikában

Bontott és újrahasznosított anyagok minősítése, beépíthetőségének követelményei

Kuti Rajmund. A víz tűzoltói felhasználhatóságának lehetőségei, korlátai

1. SZAKASZ: Az anyag/keverék és a vállalat/vállalkozás azonosítása

Biodízel előállítása hulladék sütőolajból

Ciklikus butilén-tereftalát mint polimer alapanyag és polimer adalékanyag


Biztonsági adatlap Az 1907/2006EK, a 453/2010/EU 1272/2008EK rendelet szerint

Elhasznált elektronikai eszközök újrahasznosítása*

Ózd Város Önkormányzata Képviselő-testületének 21/2012.(X. 19.) önkormányzati rendelete egyes tiltott, kirívóan közösségellenes magatartásokról

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

BIZTONSÁGI ADATLAP 1907/2006/EK rendelet szerint

A víz fizikai, kémiai tulajdonságai, felhasználhatóságának korlátai

MULTICLEAR TM ÜREGKAMRÁS POLIKARBONÁT LEMEZEK. Müszaki Adatlap

Környezetben részlegesen lebomló műanyag fóliák degradációjának nyomon követése

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA


Tárgyszavak: felületi nedvesség; belső nedvesség; mérési módszerek; nedvességforrások; szállítás; tárolás; farosttal erősített műanyagok.

1. ábra. Jellegzetes heteropolisav-szerkezetek, a Keggin-, illetve Dawson-anion

A Pirolízis Tudásközpont tapasztalatai a hőbontásos technológiák környezeti hatásaival kapcsolatban. Dr. Futó Zoltán

HŐPAPLANOS TECHNOLÓGIA. növényházak. fűtése és hűtése

I. FEJEZET ÁLTALÁNOS RENDELKEZÉSEK 1..

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )


BIZTONSÁGI ADATLAP 1907/2006/EK rendelet szerint

Őrlés hatására porokban végbemenő kristályos-amorf szerkezetváltozás tanulmányozása

OTKA KUTATÁS ZÁRÓJELENTÉSE Égésgátló szereket tartalmazó műanyagok hőbomlása T047377

A Zagyvaszántói Önkormányzat 13/2004.(IV.30.)rendelete a környezetvédelemről és a köztisztaságról

Izopropil-alkohol visszanyerése félvezetőüzemben keletkező oldószerhulladékból

Termoelektromos polimerek és polimerkompozitok

Hulladékgazdálkodás. Regionális hulladékgazdálkodási rendszerek tervezése, létesítése, működtetése és fenntarthatósága

Az ökoszisztéma szolgáltatások a tájhasználat részvételi tervezésében

Fém, kerámia és biokompozit bioanyagok lézersugaras felületmódosítása

Használati és karbantartási leírás

BIZTONSÁGI ADATALAP FEXY HÍGÍTÓ

A tételekhez segédeszköz nem használható.

2. MODUL: Műszaki kerámiák

egyetemi tanár Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai

Polimer nanokompozitok; előállítás, szerkezet és tulajdonságok

A hulladékstátusz megszűnéséhez kapcsolódó tanúsítási követelmények

A tételhez nem használható segédeszköz.

ALATTI INGATLANON TERVEZETT

Pécs Megyei Jogú Város Önkormányzata Közgyűlése 22/2003. (04.23.) sz. rendelete a levegő minőségének védelmével kapcsolatos helyi szabályokról

BIZTONSÁGI ADATLAP. (Készült a 453/2010/EU rendelettel módosított 1907/2006/EK rendelet szerint) BORKÉN

Szennyezőanyag-tartalom mélységbeli függése erőművi salakhányókon

KÖZÉP-DUNÁNTÚLI KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS TERMÉSZETVÉDELMI FELÜGYELŐSÉG

Polimer nanokompozitok

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi egyetem Gépészmérnöki Kar

Hulladéklerakók tervezése, üzemeltetése

Az adatközpontok energiaellátó rendszerének bővítésekor jelentkező rejtett költségek csökkentése

OTKA beszámoló

TUZSÉR NAGYKÖZSÉGI ÖNKORMÁNYZAT KÉPVISELŐ-TESTÜLETÉNEK 13/2000. ( XII. 19. ) ÖKT. számú r e n d e l e t e 1


HULLADÉKGAZDÁLKODÁS IV. A vegyipar hulladékai, kezelésük és hasznosításuk

Elem- és akkumulátorhulladékok hasznosításának jogi szabályozása és műszaki lehetőségei. Egy új osztályozóberendezés ismertetése

A vas- és acélhulladékok piacának alakulása

Energiatámogatások az EU-ban

Szakmai tevékenység az MTA TTK Polimer Fizikai Kutatócsoportjában és a BME Műanyag- és Gumiipari Laboratóriumában

Szilárd anyagok. Műszaki kémia, Anyagtan I. 7. előadás. Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnöki Tanszék

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

A 83. sorszámú Gumiipari technikus megnevezésű szakképesítés szakmai és vizsgakövetelménye 1. AZ ORSZÁGOS KÉPZÉSI JEGYZÉKBEN SZEREPLŐ ADATOK

Átírás:

Műanyag- és Gumiipari Évkönyv 2012: Új PVC reciklálási lehetőség enyhe termooxidatív kezeléssel A poli(vinil-klorid) (PVC) neve mindenki számára ismerősen cseng, ugyanakkor vegyes érzelmeket vált ki. Egyfelől a világon a harmadik legnagyobb mennyiségben előállított polimer. Számtalan terméket gyártanak belőle, mint például csöveket, padlókat, ablak- és ajtóprofilokat, szigetelő fóliákat, műszerfalakat, továbbá fontos csomagolóipari és műbőripari alapanyag [1]. Ennek oka gazdaságos előállítása mellett az, hogy különböző adalékanyagok hozzáadásával a PVC tulajdonságai igen széles körben változtathatók, valamint alapanyagai közül a tömegének 56,8%-át kitevő klór a nátrium-hidroxid gyártás társtermékeként rendkívül olcsó és igen nagy mennyiségben áll rendelkezésre. Másfelől a PVC hulladékok kezelése jelentős problémát okoz. A poli(vinilklorid) világtermelése ugyanis folyamatosan növekszik, így ezzel párhuzamosan egyre nagyobb mennyiségű hulladék kezelése is megoldásra vár. Mivel jelenleg a műanyag hulladékokra vonatkozó rutin eljárás az égetés vagy a szemétlerakóba helyezés, kétségtelen, hogy napjaink polimer kémiai kutatásainak egyik fő kihívása megfelelő polimer újrahasznosítási eljárások kidolgozása [2-5]. A PVC a földben nem bomlik le, égetése során pedig klórtartalmú vegyületek, főként hidrogén-klorid szabadul fel, ami korrodálhatja a berendezéseket, valamint mérgező illékony anyagok is képződhetnek. További probléma, hogy a PVC tömegének csak kis része szénhidrogén, vagyis égetésével jóval kevesebb energia nyerhető, mint más polimerek, például poliolefinek égetésével. Ezért napjainkban előtérbe kerültek az olyan kutatások, amelyek egyrészt a PVC bomlásának, azaz a degradációjának alaposabb megértését, másrészt újfajta, a környezetet kevésbé terhelő hulladékkezelési eljárások kidolgozását célozzák meg. A mechanikai újrahasznosítás fő problémája, hogy a PVC más polimerekkel és polimer hulladékokkal történő elegyítése igen korlátozott, mivel nem elegyedik az iparban használatos legtöbb makromolekulával. Ezen kívül a halogéntartalmú polimer hulladékok mennyiségének minimalizálására törekednek a berendezések megóvása érdekében. Kémiai újrahasznosítás során kisebb molekulatömegű anyagokat lehet 1

előállítani hulladék PVC-ből kémiai kezeléssel [4,5]. Sok tanulmány főként a potenciálisan hasznos termékeket eredményező pirolízis általi termikus lebontásra fókuszál [6-9] annak ellenére, hogy a pirolízis magas hőmérsékletet, azaz jelentős energiát, speciális körülményeket és drága katalizátorokat kíván, amelyek regenerálása nem egyszerű. A termékelegy tisztítása és elválasztása is energia-, munka- és időigényes folyamat. Meg kell azonban azt is jegyezni, hogy a klórozott termékek elkerüléséhez a PVC dehidroklórozódása elengedhetetlen a pirolízis előtt [10-12]. Tovább súlyosbítja ezt a problémakört, hogy a PVC gyenge termikus stabilitással rendelkezik. Már a feldolgozás hőmérsékletén (180-230 C) degradálódni kezd, ami HCl-lehasadást, és ezzel egyidejűleg konjugált kettős kötésekből álló szekvenciák (poliének) képződését jelenti. Ennek következtében tulajdonságromlás történik. Tekintettel arra, hogy a PVC feldolgozása során nemcsak hőhatásnak van kitéve, hanem oxigén is jelen van, mivel a feldolgozás az esetek igen nagy többségében levegőn történik, alapvető fontosságúnak tűnik a PVC termooxidatív degradációjának részletes vizsgálata. Gyakorlati jelentősége ellenére azonban csak elvétve található tanulmány ebben a témakörben. Termooxidatív körülmények között a PVC láncban a HCl-lehasadás következtében keletkező kettőskötések oxidálódnak, gyökökre bomlanak és megtámadhatják a polimer lánc ép részeit, vagyis növelik a degradáció sebességét. Napjainkra felismerték, hogy a PVC receptúrák, és különösen a PVC hulladékok termikus viselkedése egy komplex folyamat, hiszen minden egyes adalékanyag befolyásolja a degradációt. Emiatt több egyidejűleg lejátszódó reakcióval is számolnunk kell. Így a kutatók olyan komplex rendszerek vizsgálatára fordítanak újabban nagy figyelmet, ahol a PVC mellett lágyítót és/vagy stabilizátorokat is találunk [13-15]. Az eddigiek során ismertetett megfontolások alapján megkíséreltük a PVC termooxidatív degradáció alapfolyamatainak vizsgálatát oldatban, mert így az egyedi reakciók jobban tanulmányozhatók, mint szilárd minták esetén. Azt tapasztaltuk, hogy 200 C hőmérsékleten, oxigénben végezve a degradációt a PVC legnagyobb mennyiségben használt lágyítószerének, a dioktil-ftalátnak híg oldatában rendkívül jelentős láncszakadást történik már fél óra után, 4 óra alatt pedig olaj állagú terméket kaptunk (1. kép). 2

0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 1. kép: A kiindulási PVC por (elől) és a termooxidatív körülmények között különböző időkig degradált PVC (a számok a kezelési időt jelölik órában). A szerkezetvizsgálatok azt bizonyították, hogy a PVC oxidálódott, valamint ilyen körülmények között a dioktil-ftalát oldószer bomlása is elkezdődött, és részben rákapcsolódott a polimer láncra. Így egy megváltozott szerkezetű, belsőleg lágyított terméket kaptunk. Mivel a PVC termékek különböző mennyiségben tartalmazhatnak lágyítószert, kíváncsiak voltunk, hogy a dioktil-ftalát mennyiségének csökkentése hogyan befolyásolja a bekövetkező folyamatokat. A PVC oxidációs kísérleteket dioktil-ftalát/1,2,4-triklórbenzol (TCB) oldószerelegyben is elvégeztük. Azt tapasztaltuk, hogy 10%-ig csökkenthető a dioktil-ftalát mennyisége a folyamat lassulása nélkül. Úgy gondoltuk, hogy a polimer láncon bekövetkező előbb ismertetett szerkezeti változások elősegíthetik a PVC elegyítését más polimerekkel, polimer hulladékokkal. Ennek vizsgálata céljából megkíséreltük polimer keverék létrehozását politejsavval. Utóbbi egy terjedőben lévő biodegradálódó polimer, ami ugyanakkor meglehetősen törékeny. Ezt a tulajdonságát gondoltuk javítani az általunk előállított termooxidatíven előkezelt, emiatt részben oxidálódott és belsőleg lágyított PVC-vel. Sikeresen elegyítettük a kezelt PVC-t és a politejsavat közös oldószerből történő párologtatással ( solvent casting eljárás). Úgy gondoljuk, hogy ezek a 3

modellkísérletek optimalizást követően további félüzemi kutatások alapjait teremthetik meg a PVC környezetileg előnyös újrahasznosítása terén. Összefoglalóan megállapíthatjuk tehát, hogy a PVC feldolgozása közben elkerülhetetlen termooxidatív degradáció alapfolyamatainak kutatása során egy olyan folyamat felismeréséhez jutottunk, amely további fejlesztéssel új irányt szabhat a PVC újrafelhasználása (reciklálása) terén. Ez a PVC enyhe termooxidatív körülmények közötti kezelését jelenti, mely egyrészt a polimer lánc szakadását, másrészt pedig a polimer kémiai szerkezetének kismértékű módosítását okozza. Ez utóbbi olyan PVC-t eredményez, amely alkalmas lehet a PVC újrahasznosítására olyan polimerekkel is elegyítve, amelyekkel egyébként a kezeletlen PVC nem képez jó tulajdonságú blendeket. Irodalomjegyzék 1. Farkas F. A műanyagok és a környezet, 2000, Akadémiai Kiadó, Budapest, 156-158 o. 2. Scott G., Polymers and the Environment, Cambridge: Royal Society of Chemistry, 1999 3. La Mantia F. P., editor. Recycling of PVC and Plastic Waste, Palermo: ChemTec Publishing, 1996 4. Sadt-Shojai M., Gholam-Reza B., Polym. Degrad. Stab., 2011, 96, 404-415 5. Braun D., Prog. Polym. Sci., 2002, 27, 2171-2195 6. McNeill I. C., Memetea L., Polym. Degrad. Stab., 1994, 43, 9-25 7. Murty M. V. S., Rangarajan P., Grulke E. A., Brattacharyya D., Fuel Proc. Technol., 1996, 49, 75-90 8. Shah N., Rockwell J., Huffman G.P., Energy & Fuel, 1999, 13, 832-838 9. Miskolczi N., Bartha L., Angyal A., Energy & Fuel, 2009, 23, 2743-2749 10. Kameda T., Wachi S., Grause G., Mizoguchi T., Yoshioka T., J. Polym. Res., 2011, 18, 1687-1691 11. Wu, Y. H., Zhou Q., Zhao T., Deng M. L., Zhang J., Wang Y.Z., J. Hazardous Mater., 2009, 163, 1408-1411 12. Kosuda T., Okada T., Nozaka S., Matsuzawa Y., Shimizu T., Hamanaka S., Mishima S., Polym. Degrad. Stab., 2012, 97, 584-591 4

13. Szarka Gy., Domján A., Szakács T., Iván B., Polym. Degrad. Stab., 2012, 97, 1787-1793. 14. Saido K., Taguchi H., Yada S., Ishihara Y., Kuroki T., Ryu I. J., Chung S. Y., Macromol. Res., 2003, 11, 178-182 15. Jimenez A., Ionnoni A., Torre L., Kenny J. M., J. Thermal Anal. Szarka Györgyi, Iván Béla, Polimer Kémiai Osztály, Szerves Kémiai Intézet, MTA Természettudományi Kutatóközpont 5