Investigații Termoanalitice pentru Reciclarea PVC-ului

Investigaţii termoanalitice pentru reciclarea PVC-ului

Abstract

În cadrul unui proiect de cercetare pentru reciclarea policlorurii de vinil (PVC), au fost efectuate lucrări de analiză. Pe de o parte, materiile prime pentru proces trebuie să fie verificate în privinţa conţinutului de PVC şi de polimerii suplimentari şi pe de altă parte, PVC-ul reciclat trebuie să fie caracterizat. În ambele cazuri, metodele termoanalitice cuplate în special cu metodele de analiză a sistemelor cu gaze, pot furniza informaţii importante pentru această caracterizare. Sunt prezentate diferite investigaţii, şi în acelaşi timp evaluate în ceea ce priveşte capacitatea lor de informare.

Cuvinte cheie: analiza termică, spectrometrie de masă, reciclare; PVC

1. introducere

În ceea ce priveşte capacitatea de producţie (de aproximativ 1,4 Mt în 1995 în Germania), policlorura de vinil (PVC) este al doilea material plastic ca importanţă din Europa de Vest. Domeniul principal de aplicare este în zona materialelor de construcţii, cum ar fi pentru conducte, ferestre şi acoperitoare de podea [1]. Comisia Enquete a generat discuţii ecologice şi politic în Germania, în ceea ce priveşte conţinutul de clor din PVC. Ca urmare, nu s-au ridicat îndoieli cu destinaţia şi a fost recomandată dezvoltarea activităţilor de reciclare.

Datorită dehidroclorurării PVC-ului în timpul tratamentului termic, multe dintre procedurile de reciclare comune (de exemplu, regranularea materialului [2]) se sfârşesc în final cu ciclul de jos al materialului. O nouă dezvoltare în acest domeniu, pentru a evita dezavantajul menţionat, este reciclarea prin dizolvarea selectivă a componentei dorite. Susţinând dezvoltarea procesului tehnic, tehnicile analitice pentru controlul materiilor prime, trebuie dezvoltată şi evaluarea reciclării produşilor.

Aici investigaţiile termoanalitice pot furniza rezultate foarte valoroase precum investigaţiile preliminare care au fost arătate [3].

2. experimental

Investigaţiile au fost efectuate folosind un analizor de Netzsch Thermal Analyzer STA 429 cuplat cu un spectrometru de masa cu cuadrupolar Balzers, QMG 420 folosind un sistem cu două etape la interfaţă. Pentru calibrarea sistemului şi studiilor de degradare privind PVC am folosit un standard de PVC de la firma BASF. Materia primă pentru procesul de reciclare a fost livrată de la Fraunhofer Institut fuÈr Verfahrenstechnik und Verpackung, care este partenerul nostru în proiectul de cercetare şi responsabil pentru procesul de reciclare. Investigaţiile au fost efectuate în conformitate cu atmosfera dinamică (de azot sau aer sintetic), folosind un debit de 120 ml / min. Rata de încălzire aplicată a fost de 10 K / min, la temperatura ambiantă la 800 o C. Presiunea în spectrometru de masă a fost ajustată la 6x10-3 Pa şi menţinută constantă în timpul măsurării. Investigaţiile spectrometrului de masă au fost efectuate fie în modul de scanare (gama de masă 10-150 amu) sau modul MID cu masa preselectată pentru valorile de încărcare.

3. Rezultate şi discuţii

Pentru caracterizarea materiei prime şi determinarea conţinutului de PVC, este necesar să se cunoască comportamentul termic a PVC-ului în sine. Din acest motiv, PVC standard a fost investigat în aer sintetic, precum şi în atmosferă de azot. O probă de aproximativ 25 mg a fost trecută de la temperatura ambiantă până la 800 0 C cu o rată a încălzirii de 10 K / min. Degradarea termică apare descrisă anterior [4]. În aer sintetic, degradarea durează în trei etape cu un randament de aproape 100% pierdere în greutate (vezi figura 1.).

Prima etapă de degradare pierderile în greutate sunt de 64%. Deoarece PVC are un conţinut teoretic de HCl de 58,3%, acest pas nu poate fi DATORAT dehidroclorurării PVC-ului. Spectrul de masă al acestei etape de degradare este prezentată în Fig. 2 care descrie apropierea minimă a curbei DTG la 260 0 C cunoscând această ideea În afară de apa de HCl, benzen (m/e 78) şi naftalină (m/e 128), au fost detectate toluen şi alte hidrocarburi benzenice alchilate (m/e 91). Oxidarea probei indicate de eliberarea de C02 nu are loc în această etapă de degradare.